淺談大跨度的地鐵暗挖技術(shù)

1、淺談大跨度的地鐵暗挖技術(shù)         摘要：北京地鐵十號線二期工程，即成壽寺站宋家莊站區(qū)間結(jié)構(gòu)為馬蹄形斷面，初期支護(hù)作為臨時結(jié)構(gòu)，由噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)及鋼筋格柵拱組成。本文在交代了此工程的施工準(zhǔn)備及工序后，對于大跨度的地鐵的暗挖技術(shù)所存在的問題進(jìn)行了重點(diǎn)的論述，具體包括超前小導(dǎo)管、下臺階高度、背后回填注漿以及鎖腳錨管作業(yè)、帶水作業(yè)五大問題。Abstract: Beijing Subway Line 10, phase II, interval between chengshousi station and so

2、ngjiazhuang is of horseshoe-cross section structure, initially being the temporary structure with the formation of sprayed concrete, reinforced steel mesh grille and arch. In this paper, the author explained in focus on large span of subway tunneling technology problems after introduction of the pre

3、paration and process of the construction of this project, specifically five major ones including advance a small tube, the next step heights, behind the backfill grouting and anchor the lock pin management operations, operating with water.關(guān)鍵詞:大跨度；地鐵暗挖；技術(shù)；問題Key Words: large span, concealed tunneling,

4、 technology, questions1.大跨度地鐵暗挖施工概述1.1大跨度地鐵暗挖施工準(zhǔn)備（1）技術(shù)準(zhǔn)備：隧道中心線及控制標(biāo)高已經(jīng)放樣，并做好標(biāo)記，制定暗挖施工方案，并按方案編制各施工工序技術(shù)交底；（2）機(jī)具準(zhǔn)備：開挖過程中使用的風(fēng)鎬、鍬、空壓機(jī)、挖掘機(jī)、攪拌機(jī)、通風(fēng)機(jī)、電焊機(jī)等施工機(jī)械均已準(zhǔn)備到位并經(jīng)驗(yàn)收合格。（3）材料準(zhǔn)備：支護(hù)所需要的錨管、鋼筋網(wǎng)片、鋼格柵等材料加工制作完成，通過項目部質(zhì)檢部門組織的驗(yàn)收。（4）現(xiàn)場準(zhǔn)備一定數(shù)量的應(yīng)急搶險物資，現(xiàn)場施工人員已就位。計劃左右線隧道各設(shè)2個班組，根據(jù)需要可增加班組數(shù)。1.2大跨度地鐵暗挖施工順序隧道初期支護(hù)堅持開挖一段封閉一段的支護(hù)原則

5、，隧道初支施工工藝流程是：測量放線、注漿加固土體、土方開挖、噴射50mm厚混凝土、安設(shè)鋼格柵、鋪鋼筋網(wǎng)、復(fù)噴混凝土、復(fù)噴混凝土達(dá)到設(shè)計厚度。1.3暗挖法的內(nèi)容暗挖法作為適應(yīng)城市的地下工程的國家級工法，在多年的使用中充分的體現(xiàn)了自身的實(shí)用性以及優(yōu)越性。北京的西單地鐵站就是以暗挖法建成的，更為廣泛使用的是與淺埋結(jié)合的淺埋暗挖法，這種方法不僅在修筑地鐵中有著極為重要的應(yīng)用，并且在城市中的修建地下設(shè)施，例如地下商業(yè)、車廠地下管網(wǎng)等方面有著不可替代的作用。因此研究地下工程對環(huán)境的影響及改進(jìn)施工的工藝有著極為重要的意義。2.影響暗挖隧道工程地面沉降的主要因素（1）地層土體特征。首先隧道開挖后的上覆土能否形

6、成自然拱與土體本身的力學(xué)性質(zhì)有著密切的關(guān)系，而又直接的影響到支護(hù)結(jié)構(gòu)及地層、地表的變形沉降。并且由于土體的特征會隨著自然條件而改變，自然的沉降量也會改變。因此要保證暗挖的施工質(zhì)量，必須充分的了解各土層的靈敏性、塑性狀、流塑性狀、厚度、類型等物理性質(zhì)。（2）地下水。由于暗挖地鐵多會位于水位線以下，隧道開挖的過程中不可避免的出現(xiàn)滲水情況，由此形成的滲水通道會使得底層持續(xù)的失水，造成土層的空隙固結(jié)收縮，甚至導(dǎo)致地層不穩(wěn)以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力加大。（3）地層應(yīng)力釋放。在暗挖的施工中為了使得地表的變形得到有效的控制，一般采用地層預(yù)加固以及及時支護(hù)的方式。對于多孔狀土質(zhì)，如果還存在潛在的塌滑面，沉降槽的寬度以

7、及下沉量就會隨著地表的下沉以及地層應(yīng)力的釋放而增大，且垂直應(yīng)力的釋放致使拱頂?shù)南鲁良觿?，因此控制地層的?yīng)力釋放所影響的范圍就可以緩解這一問題。         （4）隧道相互作用的疊加。這一問題主要是在兩隧道的距離小于三倍的隧道寬度時所考慮的，這是兩方同時開挖會比單方開挖造成的擾動大，極易造成地層的松弛，以至出現(xiàn)連續(xù)的、較大的變形。3.施工常見問題分析3.1超前小導(dǎo)管（1）打設(shè)角度。北京在建的地下工程的隔柵間距一般設(shè)定為50cm，最大也就75cm，與之相應(yīng)的小導(dǎo)管的外插角度為10-15度。但是施工中會出現(xiàn)隔柵與角度

8、不符合設(shè)計要求的情況，更不滿足環(huán)向外插角5-15度、超前導(dǎo)管3-5米的規(guī)定。究其原因就是技術(shù)的發(fā)展與規(guī)范的更新不相協(xié)調(diào)。解決這一問題的措施為：首先要求設(shè)計人員要具有探索、實(shí)事求是的精神，按照CAD的放樣標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定，以增加可操作性；其次要監(jiān)理、施工單位將這一精神準(zhǔn)確的傳達(dá)給設(shè)計人員，必要的時候可以請求業(yè)主協(xié)調(diào)會解決；再次要個別有爭議的問題可以召開專家評審會。（2）小導(dǎo)管加工制作。首先是管子的選材問題:施工中使用25mm鋼管作為超前支護(hù)50-75的開挖步距效果理想。但是設(shè)計之初選用的是42mm的鋼管，這是受到相關(guān)直徑約束的影響。這里的意見是將小導(dǎo)管的直徑選為25mm，不僅可以達(dá)到減小對

9、土體的擾動目的，還可以降低工程的造價。施工中如有不同意見可以結(jié)合各方的意見，召開專家評審會。其次是小導(dǎo)管的加工制作問題。實(shí)際中使用一錘砸成鴨舌尖形狀，并且尾部沒有鋼筋箍。這種方式不符合規(guī)定的要求，打入的深度較淺，因此要嚴(yán)格的控制小導(dǎo)管的加工制作。3.2背后回填注漿大跨度地鐵暗挖技術(shù)的具體實(shí)施中，現(xiàn)場的工作人員經(jīng)常為了減少對于初襯施工的干擾，往往不能及時進(jìn)行回填注漿作業(yè)，隧道成環(huán)30-50米后才進(jìn)行。但是這樣不能避免自然降水、漏水等通過一襯進(jìn)入隧道，并且隨著時間的延長，細(xì)小的土粒會隨著水流不斷的流失，致使沉降形變增加，管線的沉降及變形更大。因此為了避免暗挖開挖面與回填注漿之間的影響，可以專門的為

10、注漿作業(yè)設(shè)定一個操作臺，上面可以正常的進(jìn)行注漿作業(yè)，而下面也不影響車輛的通行。既可以控制地面沉降變形，又可以減少初期及最終對于結(jié)構(gòu)的影響。同時為了改進(jìn)注漿作業(yè)，應(yīng)該把注漿后對設(shè)備的及時清理作為制度定下來，減少因清理設(shè)備浪費(fèi)的時間。此外注漿的飽滿性與及時性同樣重要。一般的要求注漿的壓力在0.3-0.5MPa，以確保背后回填注漿的密實(shí)性。3.3下臺階高度由于施工的現(xiàn)場考慮到拱部開挖的安全，將上臺階的高度設(shè)為全斷面高度三分之一。但是這一高度在進(jìn)行諸如開挖仰拱、架設(shè)格柵以及鋪設(shè)網(wǎng)片等工序時就很不方便，危險性很大。解決的方法是開挖U形減壓槽，通過此方式將臺階的高度降至1.8米，減少土體的坍塌掩埋工人的可能性。3.4帶水作業(yè)盡管施工中的開挖作業(yè)面要求無水施工，但是實(shí)際中卻很難避免。當(dāng)強(qiáng)度較高的粘土遇到水時，就會將起到固化作用的膠結(jié)物迅速的溶解，從而使得黏土的強(qiáng)度瞬間下降，致使開挖面的坍塌。采取的措施通常有兩種：一種是真空抽水。但是由于界面不平，很難將水抽凈，但是其優(yōu)點(diǎn)是造價低。另一種是實(shí)施全斷面的注漿止水。這一方法止水效果好，但是需要搭設(shè)腳手架、拆除開挖面等復(fù)雜的工序，成本較高。實(shí)踐中最為有效的方式為設(shè)置疏水用的管子，將滲水引出。結(jié)束語：結(jié)合北京地鐵暗挖技術(shù)的重點(diǎn)，分析了所存在