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1、大斷面無降水暗挖施工技術(shù),北京城建二建設(shè)工程有限公司 2010年12月,軌道交通亦莊線下穿京津高速公路,目 錄,1、項目背景,本項目基于軌道交通亦莊線下穿京津高速公路暗挖工程，研究在不降水的情況下，采取全斷面注漿止水，進(jìn)行大斷面暗挖下穿既有線施工，并采取一系列技術(shù)措施，控制暗挖引起的沉降 。,1、項目背景,軌道交通亦莊線工程亦莊火車站出入段線區(qū)間暗挖工程下穿正在運(yùn)營的京津高速公路，距現(xiàn)況臺湖收費(fèi)站東南側(cè)約550m ，起止里程右K22+947.025右K23+069.272，全長122.247m 。,1、項目背景,在京津高速兩端各設(shè)置一座施工豎井，1#豎井里程右K22+947.025右K22+9

2、63.728，順線路方向長為14.5米，寬15.9米，深16.6米；2#豎井里程右K23+060.000右K23+069.600，順線路方向長9.6米，寬14.8米，深16.24米。,1、項目背景,暗挖隧道起止里程為右K22+963.728右K23+060.000，長96.272m，隧道采用單洞大斷面形式，斷面尺寸為寬12.7m，高9.471m。設(shè)計初期支護(hù)厚度350mm，采用雙側(cè)壁導(dǎo)洞法分6導(dǎo)洞進(jìn)行施工。設(shè)計二襯底板結(jié)構(gòu)厚度650mm，墻頂結(jié)構(gòu)厚度600mm，分6步進(jìn)行澆筑，完成后結(jié)構(gòu)凈空寬10.8m高7.435m。,1、項目背景,工程所處位置地層按成因年代分為人工堆積層和第四紀(jì)沉積層兩大層

3、。 主要為粉質(zhì)粘土填土 、粉土 、粉細(xì)砂 、粉質(zhì)粘土 。 暗挖結(jié)構(gòu)拱頂主要位于粉細(xì)砂層，側(cè)墻及仰拱主要位于粉質(zhì)粘土層，粉細(xì)砂3層局部侵入仰拱。,1、項目背景,此項目位于北京東部的通州臺湖地區(qū)，地下水十分豐富，施工場區(qū)分布有四層地下水，類型分別為上層滯水（一）、潛水（二）、承壓水（三）和承壓水（四）。對于施工產(chǎn)生影響的主要是前三種。,1、項目背景,由于本項目下穿正在運(yùn)行的京津高速公路，為避免對交通現(xiàn)況產(chǎn)生影響，道路產(chǎn)權(quán)單位要求施工中嚴(yán)禁降水，并提出路面差異沉降控制在15mm之內(nèi)。 根據(jù)京津高速產(chǎn)權(quán)單位要求，及對工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件的分析，決定采取全斷面注漿止水的暗挖施工工藝。,1、項目背景,由

4、于工程工期緊、難度大，采用全斷面注漿止水方式進(jìn)行大斷面暗挖下穿既有線施工在全國范圍尚不多見。 為此，北京城建二建設(shè)工程有限公司組織項目組對“大斷面無降水暗挖下穿既有線施工技術(shù)”進(jìn)行研究、探索、實踐，以確保工程安全、保質(zhì)、如期完工。,2、項目重點、難點,結(jié)合本工程的實際情況，我們針對“止水”和“沉降控制”這兩大問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析與論證，并與北京交通大學(xué)等科研院所進(jìn)行合作，采用先進(jìn)的計算機(jī)模擬技術(shù)，預(yù)測與判斷沉降發(fā)生的趨勢和特點，采取有效措施，有針對性的進(jìn)行重點和難點的控制。,2、項目重點、難點,豎井施工是暗挖的前提條件 京津高速兩側(cè)設(shè)置兩個施工豎井，其中1豎井與京津高速緊臨，僅隔7m，豎井截面

5、尺寸15.9m *14.5m，深度為16.6m。為避免對京津高速產(chǎn)生沉降影響，產(chǎn)權(quán)單位要求豎井施工不得進(jìn)行基坑外降水，給豎井的施工造成很大難度，是暗挖成敗控制的重點。,2、項目重點、難點,暗挖隧道拱頂穿越粉細(xì)砂層，且有上層滯水，施工風(fēng)險大 區(qū)間暗挖結(jié)構(gòu)拱頂主要位于粉細(xì)砂層，側(cè)墻及仰拱主要位于粉質(zhì)粘土層，易發(fā)生拱部坍塌，且在粉細(xì)砂層及下方的粉質(zhì)粘土層蘊(yùn)含上層滯水及潛水，施工過程中存在涌水、涌砂的風(fēng)險，是施工中重點控制內(nèi)容。,2、項目重點、難點,大斷面暗挖隧道下穿既有高速公路，地層沉降控制嚴(yán)格大 本工程大斷面下穿京津高速，設(shè)計施工斷面寬12.7m，覆土厚度8.61m，上方高速公路受暗挖施工造成的土

6、層沉降影響敏感。為保證高速公路正常、安全運(yùn)營，京津高速產(chǎn)權(quán)單位要求路面差異沉降量控制在15mm以內(nèi)，給暗挖施工提出了更高的要求。,3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點,本項目以軌道交通亦莊線下穿京津高速暗挖工程為背景，對“大斷面無降水暗挖施工工藝”進(jìn)行進(jìn)行了探索、實踐，積累了一定的施工經(jīng)驗和施工工藝。 技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點主要有：,3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點,采用止水帷幕坑內(nèi)降水進(jìn)行豎井施工 豎井緊鄰京津高速公路，施工中嚴(yán)禁降水，故在圍護(hù)樁后施工高壓旋噴止水帷幕，隔斷地下水的補(bǔ)給，采用坑內(nèi)水疏干的形式進(jìn)行豎井施工。,3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點,采用全斷面注漿進(jìn)行止水 如何在不降水的情況下進(jìn)行暗挖隧道施工？經(jīng)過研究及多次專家論

7、證，最終確定了全斷面注漿止水，并針對砂層加密注漿的止水固砂方案。 此項目所處位置地下水豐富，施工主要受上層滯水（一）、潛水（二）、承壓水（三）影響。采用全斷面深孔注漿措施對施工斷面輪廓線外2.5m范圍內(nèi)的土體進(jìn)行填充注漿，靠注漿壓力有效排除滯水，漿液凝固后，隔斷滯水的補(bǔ)給。 區(qū)間暗挖結(jié)構(gòu)拱頂主要位于粉細(xì)砂層，側(cè)墻及仰拱主要位于粉質(zhì)粘土層，施工過程中存在涌水、涌砂的風(fēng)險。采用深孔注漿技術(shù)對拱部粉細(xì)砂層注水泥水玻璃雙液漿進(jìn)行化學(xué)加固及止水。,3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點,全斷面注漿范圍為初支外擴(kuò)2.5米，針對粉細(xì)砂層采取加密注漿的方式，注漿管間距加密到0.6米。,3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點,第一循環(huán)全斷面注漿,

8、加密注漿,洞內(nèi)注漿,砂層中形成的漿脈,注漿止水效果（一）,注漿止水效果（二）,3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點,初襯完成后進(jìn)行地面補(bǔ)償注漿 高速公路兩側(cè)坡腳位置設(shè)注漿孔，向高速公路路床結(jié)構(gòu)下基礎(chǔ)土層注水泥漿，控制沉降及差異沉降的產(chǎn)生。高速公路基礎(chǔ)土層3.56米土層加固，使高速公路原基礎(chǔ)3.5米以下土層用水泥漿液固化后，能出現(xiàn)一個2.5米左右厚的水泥漿固化的土層板塊。隧道初襯施工后的高速公路不會出現(xiàn)下沉趨勢。,3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點,3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點,優(yōu)化二襯及初襯拆除施工方案 為最大限度的避免在初襯拆除施工中引起的隧道上部土體沉降，初支拆除時要盡量減少初支截斷次數(shù)。經(jīng)過對初支拆除及二襯施工步序進(jìn)行優(yōu)化，

9、本工程二襯施工時分別只拆除2次中隔墻，2次中隔壁，把初支拆除時產(chǎn)生的沉降量降到了最小。,3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點,一、施作兩側(cè)仰拱襯砌 1、各導(dǎo)洞洞通后施工防水層。 2、綁扎2#及4#導(dǎo)洞仰拱鋼筋 3、立仰拱端頭模板，灌注仰拱襯砌混凝土,二、施作側(cè)墻襯砌 1、分段拆除中隔板，清理初期支護(hù)面 2、綁扎側(cè)墻鋼筋 3、立側(cè)墻模板，灌注側(cè)墻襯砌混凝土,3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點,三、施作拱部襯砌 1、分段拆除臨時中隔墻，清理初期支護(hù)面 2、綁扎拱部鋼筋 3、支立拱部模板，灌注拱部襯砌混凝土,四、施作仰拱襯砌 1、拆除全部中隔板、中隔墻，清理初期支護(hù)面 2、綁扎仰拱鋼筋 3、支立仰拱端頭模板，灌注仰拱襯砌混凝土。

10、,3、技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點,通過施工監(jiān)測掌控施工的開展 采用淺埋暗挖法進(jìn)行施工的暗挖隧道,尤其是下穿高速公路,施工監(jiān)測是必不可少的工序,只有進(jìn)行施工監(jiān)測,才能保證隧道和圍巖的穩(wěn)定,確保施工安全；通過對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的分析處理和必要的計算與判斷,可以預(yù)測和確定隧道最終穩(wěn)定時間,指導(dǎo)施工工序和二襯的施作時間。,4、推廣及應(yīng)用,目前軌道交通建設(shè)在全國范圍內(nèi)如火如荼進(jìn)行的大背景下，地下軌道線施工不可避免的涉及到穿越既有線路或復(fù)雜地層的情況發(fā)生，在相對狹小、人口密集的市區(qū)，采用全斷面注漿止水暗挖施工，并采取有針對性的控制沉降措施，成為施工的關(guān)鍵。 本項目研究了在不降水的情況下進(jìn)行大斷面暗挖下穿既有線施工的技術(shù)

11、措施，并成功應(yīng)用于亦莊線下穿京津高速暗挖施工。研究從無降水暗挖下穿既有線施工重點及難點出發(fā)，圍繞著注漿止水及沉降控制，闡述了針對性的技術(shù)措施及控制的要點，積累了一定的施工經(jīng)驗和施工工藝。此項技術(shù)的應(yīng)用不僅具有較高的技術(shù)和社會效益，而且具有較大的推廣價值。,5、社會效益,確保了施工期間京津高速的正常運(yùn)行 通過采取暗挖隧道形式下穿京津高速，有效的保證了京津高速的正常運(yùn)行，同時，采取全斷面注漿止水代替大口井降水，避免了降低地下水對于高速公路路基沉降的影響，而地面補(bǔ)償注漿又對局部沉降超標(biāo)的位置進(jìn)行了抬升與調(diào)整，確保了路面的平順，將對高速的影響和對廣大人們?nèi)罕姵鲂械挠绊懡档偷阶钚∠薅取?5、社會效益,保證了工程質(zhì)量，確保了施工安全 全斷面注漿止水施工，對初襯周邊土體也有固化作用，止水效果的顯現(xiàn)，確保了導(dǎo)洞開挖及初襯格柵施工在無水的條件下進(jìn)