北京某地鐵區(qū)間風(fēng)井、風(fēng)道施工技術(shù)

1、北京某地鐵區(qū)間風(fēng)井、風(fēng)道施工技術(shù)        摘  要：分析了長距離風(fēng)道暗挖施工過程中遇到的施工組織、超前小導(dǎo)管打設(shè)、鋼格柵安裝、地面沉降控制及洞內(nèi)滲水等重點(diǎn)和難點(diǎn)問題，并針對這些問題給出了相應(yīng)的施工對策，順利完成了該段的施工。關(guān)鍵詞：淺埋暗挖；CRD工法；砂卵石地層        1 工程概況        北京地鐵4號線新街口西直門區(qū)間附屬結(jié)構(gòu)中設(shè)長距離風(fēng)道及風(fēng)

2、井，風(fēng)井深26.1m，采用明挖逆作法施工，結(jié)構(gòu)形式為鋼格柵+噴射混凝土+臨時(shí)支撐；風(fēng)道長88.4m，標(biāo)準(zhǔn)段拱頂埋深12m，高11.25m，寬7.29m，一襯采用CRD工法（6洞）施工，結(jié)構(gòu)形式為鋼格柵+噴射混凝土。永久風(fēng)井、風(fēng)道在工程施工期間是正線區(qū)間隧道施工出土、進(jìn)料等的臨時(shí)通路。風(fēng)道南端下穿樺皮廠路同西直門內(nèi)大街交叉處，路口下有多條地下管線。        該風(fēng)道為長距離、大斷面CRD工法施工，穿越地層復(fù)雜，拱頂揭露土層為砂礫卵石層，風(fēng)道南端下穿老城區(qū)道路，路面下有多條淺層市政管線。由于該段長度較長，施工時(shí)須盡快根據(jù)地層

3、特點(diǎn)相應(yīng)調(diào)整施工方法，只有這樣才能保證施工安全和質(zhì)量，保證較快的施工進(jìn)度。        2 工程施工重點(diǎn)與難點(diǎn)        （1）施工空間狹?。唬?）小導(dǎo)管打設(shè)；（3）地面沉降控制；（4）風(fēng)道格柵安裝；（5）存在潛水殘留水。        3 施工對策        3.1調(diào)整施工順序。為解決風(fēng)井二襯施工后風(fēng)井空間

4、狹小，出土能力受限問題，將施工順序由先施工風(fēng)井二襯后開風(fēng)道馬頭門，調(diào)整為風(fēng)井一襯施工完成后即開洞施工風(fēng)道。這使風(fēng)井作為出土、進(jìn)料的通路的可利用空間每側(cè)增加0.4m，施工效率大大提高，滿足了出土、進(jìn)料的要求。        為規(guī)避16號上、下3層導(dǎo)洞交叉施工，在風(fēng)道2、4號洞底部位加設(shè)一次臨時(shí)封底，優(yōu)先開洞施工14號導(dǎo)洞，待施工至風(fēng)道端頭墻后，再向下開挖風(fēng)井，進(jìn)行永久封底；最后開洞施做5、6號導(dǎo)洞。該種做法使施工組織難度降低，安全性大大提高。       

5、為規(guī)避14號導(dǎo)洞交叉施工的安全風(fēng)險(xiǎn)，提高出土、進(jìn)料效率，在風(fēng)井底每個(gè)導(dǎo)洞配置1個(gè)土斗（每個(gè)土斗配備2個(gè)電葫蘆）。在1、3號導(dǎo)洞底用I22工字鋼和20cm×20cm方木搭設(shè)一托架，將土斗放在上面，兩導(dǎo)洞土方可直接倒入土斗內(nèi)；2、4號洞土斗則放置在臨時(shí)封底預(yù)留的土斗坑內(nèi)，開挖出的土方在臨時(shí)托架防護(hù)下直接倒入土斗內(nèi)。        3.2馬頭門施工。施工順序調(diào)整后，為保障安全，在施工馬頭門時(shí)主要采取了如下措施：        （1）加強(qiáng)輔助施工措施；（

6、2）分部開挖、局部加強(qiáng)；（3）增設(shè)加強(qiáng)環(huán)梁。        3.3強(qiáng)化1號洞施工管理。1號導(dǎo)洞是風(fēng)道施工的先導(dǎo)，它的施工速度和質(zhì)量制約著風(fēng)道整體的施工速度和施工質(zhì)量，所以須強(qiáng)化對1號洞施工管理。        3.3.1施工速度保證措施。1號導(dǎo)洞施工主要工序：超前小導(dǎo)管打設(shè)超前注漿土方開挖格柵榀架安裝鎖腳錨管打設(shè)混凝土噴射一襯背后充填注漿。其中，超前小導(dǎo)管打設(shè)、超前注漿及一襯背后充填注漿是控制地層沉降，保證施工安全的輔助施工措施，須根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況實(shí)時(shí)調(diào)整

7、，使其真正起到輔助施工的功能，以免影響施工速度。        通過施工實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，土方開挖、鋼格柵安裝及混凝土噴射是耗時(shí)最長的關(guān)鍵工序。為此，從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)管理，以保證施工速度：        （1）土方開挖。a.加大1號洞工力投入，選擇精干人員，實(shí)行三班倒工作制；b.訓(xùn)練土方開挖作業(yè)人員成為多面手，削土、裝土、土方洞內(nèi)運(yùn)輸間輪流倒班，增加工效；c.保證1號洞土方垂直提升優(yōu)先權(quán)，優(yōu)先使用垂直提升資源。（2）格柵安裝。a.利用激光點(diǎn)做到對土方開挖量的精確

8、控制，避免鋼架立后重新對欠挖部位和拱腳超挖進(jìn)行處理；b.分工明確，測量、搬運(yùn)、組裝等人員固定，默契配合；c.保證有2個(gè)操作熟練的焊接工人，以縮短格柵安裝到位后縱向連接筋焊接時(shí)間；d.在保證安裝質(zhì)量基礎(chǔ)上，提前通知質(zhì)量檢驗(yàn)人員，做到一次驗(yàn)收通過，以減少中間環(huán)節(jié)時(shí)間，保證工序連接緊湊。（3）混凝土噴射。為提高混凝土噴射工序施工速度，須在鋼格柵安裝到位，驗(yàn)收過程中，立即抽調(diào)人手進(jìn)行噴射混凝土的攪拌和運(yùn)輸，安排專人檢查噴射機(jī)管路，防止噴射過程中堵管等意外事件的發(fā)生。1            &

9、#160;    3.3.2保證格柵安裝質(zhì)量措施。1號洞格柵安裝誤差會在其他導(dǎo)洞放大，為保證格柵安裝質(zhì)量，在1號洞布設(shè)2套測量控制系統(tǒng)：（1）在1號洞安裝了2道激光點(diǎn)，（拱頂1道，上臺階拱腳處1道），每開挖5m對激光的坡度及指向進(jìn)行復(fù)核；施工過程中，通過量測2道激光點(diǎn)同格柵分片連接板中點(diǎn)距離，控制格柵在規(guī)定平面內(nèi)的豎向及橫向偏移和在平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)，限定實(shí)測值同值平均差值在10mm以內(nèi)；（2）沿風(fēng)道側(cè)墻每5m環(huán)向測設(shè)3個(gè)點(diǎn)，三點(diǎn)形成的平面同風(fēng)道縱向垂直。通過絕對控制方式，使格柵同風(fēng)道縱向嚴(yán)格垂直，限定實(shí)測3點(diǎn)到安裝格柵距離差值在10mm以內(nèi)。  &

10、#160;     實(shí)踐證明，以該控制1號洞上臺階格柵安裝質(zhì)量后，其余導(dǎo)洞各片格柵安裝質(zhì)量均可得到有效控制，安裝方便程度大大改善。        3.4超前小導(dǎo)管打設(shè)。土方開挖發(fā)現(xiàn)，拱頂松散的砂卵石地層雖容易塌方，但掌子面砂卵石地層豎向開挖面直立性較好。根據(jù)砂卵石地層這一特點(diǎn)，為提高小導(dǎo)管打設(shè)速度并保證超前注漿地層加固效果，將小導(dǎo)管由直徑42mm、長度3m調(diào)整為直徑32mm、長度1.5m，堅(jiān)持每榀打設(shè)，打入土體深度控制在80cm（格柵水平間距50cm）。  

11、0;     實(shí)踐證明，通過該種小導(dǎo)管打設(shè)方法可以大大提高施工速度，較好地控制了卵石地層在打設(shè)小導(dǎo)管過程中的塌方。        3.5洞內(nèi)殘留水處理。（1）施工1、3號洞臨時(shí)仰供土方開挖前，先通過預(yù)埋超前花管引排方式引排殘留水，超前花管打入深度一直保持在2m以上，引出水由側(cè)面排水溝自流至集水坑。（2）臨時(shí)仰供土方開挖時(shí)，設(shè)置專人處理臨時(shí)仰拱凹槽積水，降低滲出水對臨時(shí)仰拱鋼格柵的焊接和對噴射混凝土的影響。（3）臨時(shí)仰供格柵焊接完成后，噴射混凝土前，在側(cè)墻埋設(shè)引流軟管，以便將側(cè)墻殘留水經(jīng)

12、引流管外排，減少對噴射混凝土的洗刷。（4）噴射混凝土完成后，用仰拱處開挖出的粘土在側(cè)墻部位形成排水溝，將側(cè)墻引流軟管及超前引流管內(nèi)的水排到溝內(nèi)，并自流到集水坑。在集水坑內(nèi)設(shè)置水泵將水泵送到風(fēng)道口集水池內(nèi)，再經(jīng)一級水泵抽排到地面排水系統(tǒng)。        3.6地層沉降控制。地層沉降控制主要從兩個(gè)方面考慮，一方面盡量減小1、3號洞土方開挖時(shí)在風(fēng)道洞頂形成的塌落拱范圍，避免塌方；另一方面限制風(fēng)道一襯整體下沉。        對上述第一方面因素，施工中采取的措施主

13、要是通過在土方開挖前，超前注漿加固土體和一襯施做完成后及時(shí)進(jìn)行背后充填注漿；超前注漿加固地層形成的加固圈減小了塌落拱范圍，降低了拱頂塌方的機(jī)率；一襯背后及時(shí)充填注漿擠密了較為松散的塌落拱土體，減小了地層逐漸壓縮下沉的空間。        對第二方面因素主要是采取分片格柵安裝時(shí)，及時(shí)打設(shè)鎖腳錨管并注漿，及時(shí)封閉成環(huán)和避免對格柵地基超挖或擾動(dòng)等措施解決。施工發(fā)現(xiàn)，精確控制格柵根部土方開挖，減小對格柵地基擾動(dòng)最為關(guān)鍵。        實(shí)踐證明，按上述思路?？梢杂?/p>

14、效控制地面沉降。從風(fēng)井鎖口圈、風(fēng)道標(biāo)準(zhǔn)段、風(fēng)道挑高段沉降典型監(jiān)測點(diǎn)沉降歷時(shí)曲線，可以看出，風(fēng)道施工完成后、地面沉降穩(wěn)定后，最大值小于20mm，（控制在極限值范圍（允許值30mm內(nèi)）。施工對周邊環(huán)境的影響也控制在允許范圍內(nèi)。        結(jié)語：通過在砂卵石地層中開挖風(fēng)井及CRD工法施工風(fēng)道的實(shí)踐，得出如下認(rèn)識：（1）在風(fēng)井加設(shè)1次臨時(shí)封底，先施工風(fēng)道14導(dǎo)洞，可避開風(fēng)道三層導(dǎo)洞交叉施工的局面，避開了風(fēng)道6個(gè)導(dǎo)洞同時(shí)施工的局面；在臨時(shí)封底底板上設(shè)置托架，滿足了上下層交叉施工作業(yè)安全防護(hù)要求，提高了施工速度及安全性。（2）在松散的砂卵石地層中打設(shè)超前注漿小導(dǎo)管時(shí)，直徑32mm優(yōu)于42mm，其對地層擾動(dòng)減小，注漿效果可以保證，施工速度大大提高。（3）采用CRD工法，須高度重視1號導(dǎo)洞施