淺埋地下通道開挖施工工藝

1、第 PAGE 14 頁 共 NUMPAGES 14 頁淺埋地下通道開挖施工工藝（武漢市漢陽市政建設集團公司 張磊 徐浩）摘 要：根據(jù)洪山廣場地鐵二號線號地下通道入口的實際施工經(jīng)驗，針對暗挖通道埋深較淺，且地質情況較特殊的情況，提出幾點有效、合理的解決辦法，在保證施工安全及質量的情況下開挖施工。關鍵詞：地下通道；淺埋；開挖；施工工藝前 言洪山廣場站地處長江級階地地貌。場地內(nèi)發(fā)育有沖溝，沖溝內(nèi)分布有可塑軟塑狀態(tài)粉質粘土。從整體看，場地地形較平坦，地面比標高變化在32.0234.41m之間。場地內(nèi)地下水有上層滯水、承壓水、基巖裂隙水和巖溶水四種類型。洪山廣場站是2號線與4號線的換乘站，位于洪山廣場西

2、廣場下。號出入口位于廣場西側體育館的人行道上，出入口過街段采用暗挖法（雙層復合襯砌，初期支護與二襯之間設防水夾層），中間設有人防段。剩余部分采用明挖法（圍護結構采用樁+內(nèi)支撐體系）。號出入口凈寬為6米，凈高5.7米，人防段最大開挖高度8.47米。暗挖通道埋深在4米左右，出入口通道暗挖長度為42m主要地下水主要是上層滯水。隧道洞口段是隧道施工的薄弱環(huán)節(jié)，洪山廣場六號地下通道入口，采用多支點排樁支護體系加基坑外止水方案。外圍護結構用樁孔灌注樁（灌注樁樁徑800MM，樁間采用掛網(wǎng)噴射混凝土封閉找平），內(nèi)支撐用鋼支撐進行豎井施工，由于豎井洞口的地質條件相當復雜，洞口上方為強風化泥質粉砂巖，主要為坡積土

3、和沖積土層，洞口段施工條件相對困難。見圖1：圖1 暗挖段洞門維護樁破除根據(jù)水文地質條件，暗挖通道施工分如下幾項工作來進行：豎井施工、洞口段施工、洞身開挖3個方面，并結合開挖的控制超挖量，運用圍巖量測技術，加強監(jiān)測，保證了施工安全。1 豎井施工1.1豎井開挖施工方案當土方開挖的準備工作已經(jīng)就緒，基坑支護結構已經(jīng)達到設計要求，土方開挖方可進行；在開挖過程中掌握好“分層、分步、對稱、平衡、限時”五個要點，遵循“豎向分層、縱向分區(qū)分段、隨挖隨撐（支護）”的施工原則。土方開挖采用挖掘機水平分層進行。開挖、基坑支護等工序以區(qū)段為單位，開展平行流水作業(yè)，由淺到深逐層開挖。具體方案如下：（1）豎井凈空尺寸為7

4、.2m9.6m，首先施作800mm間距400mm的灌注混凝土維護樁，施作維護樁時外放10cm，以保證豎井凈空尺寸。（2）維護樁施工完畢并達到設計強度后，進行800mm800mm冠梁施工，分為開挖溝槽、破除樁頭、綁扎冠梁鋼筋、支模板、澆筑混凝土、養(yǎng)護。（3）冠梁達到設計強度后，做第一道245mm鋼管角支撐。（4）豎井每開挖1.5m后，樁間土防護采用8150150mm鋼筋網(wǎng)噴射混凝土護壁，壁厚100mm，并找平以確保防水層的施工。（5）豎井土方開挖至第二道支撐位置以下0.5m時，設置第二道245mm鋼管角支撐。1.2豎井開挖注意事項（1）基坑施工過程中應做好充分的應急準備，備足臨時搶險的人員、材料

5、及機械設備工具。（2）土方開挖過程中嚴防施工機械碰撞支撐體系，以防支撐失穩(wěn)，造成事故。（3）施工時加強監(jiān)測，對基坑回彈導致豎向支撐位移而產(chǎn)生的橫向支撐豎向撓曲變形在接近允許值時，及時采取措施，防止支撐撓曲變形過大，保證鋼支撐受力穩(wěn)定，確保基坑安全。2 洞口段施工2.1洞口段施工方案針對洞口覆蓋層薄，洞門上部屬于雜填土下部是弱風化硅質巖層，由于本通道處于洪山廣場環(huán)線交通流量大且地處繁華地段嚴禁進行爆破施工，所以進洞困難的特點，為保證隧道安全進洞，經(jīng)多方研究論證，確定了如下進洞方案，見圖2。圖2 洞口支護布置示意圖（1）為保證通道土體穩(wěn)定，對通道以及洞口段范圍的洞頂土體進行整體性防護，進行全通道的

6、108mm300mm超前大管棚支護。（2）為保證進洞安全，在破除洞門灌注樁時采用分段破除，先破除二分之一樁體，并保留洞門支腿處樁，讓上部鋼格柵與兩邊支腿處樁體相連，形成洞門整體支付結構。（3）洞口沿進洞方向設42mm超前注漿小導管，注水泥漿液，環(huán)向間距30cm。（4）洞內(nèi)邊開挖邊支立220mm270mm鋼格柵拱架。（6）洞內(nèi)開挖采用“短進尺、半機械半人工”開挖模式，每循環(huán)進尺控制在500mm以內(nèi)。（7）利用圍巖監(jiān)控量測數(shù)據(jù)指導施工。2.2洞門加固由于本通道處在交通流量的大的環(huán)線，淺埋覆土厚度只有34M并且存在不均勻恒壓現(xiàn)象，隧道成型后極易引起拱頂巖層冒頂，進洞前必須對洞頂范圍巖體進行加固，防止

7、開挖后造成坍塌，保證洞口段施工安全。2.2.1大管棚及超前小導管注漿加固因為洞頂圍巖極為破碎，強度低，穩(wěn)定性很差，必須進行必要的加固才能進行機械加人工施工。我們采取的具體方案如下：在洞口段，通道起拱線以上施工長度為42.5m的大管棚，注漿漿液必須充滿鋼管及周圍的空隙并密實，注漿量和壓力應根據(jù)實驗確定。在大管棚施工完畢后施作超前小導管注漿，小導管均采用423.25的熱軋鋼管，在管壁鉆孔間距為200mm，孔徑為68mm的花眼，梅花狀布置。導管前端100mm應加工成錐形，導管后部（2.5m小導管1.0m長，4m小導管1.5m場為宜）不設出漿孔，端部套絲扣。小導管長度2.5m，環(huán)向間距30cm。大管棚

8、、小導管均為圓形布置，注1：1水泥漿液。見圖3：圖3 大管棚注漿2.3洞門維護樁破除洞門維護樁的破除以機械破除為主，人工為輔。在破除洞門灌注樁時采用分段分層破除的方式，即先破除洞門上半部分二分之一樁體，割掉外部鋼筋，并保留洞門兩邊支腿處樁，安裝上部鋼格柵時與兩邊支腿處樁體相連，在噴射混凝土后形成洞門整體支付結構。剩余二分之一樁體能對洞門土體起到暫時的支護作用，方便第一榀鋼筋拱架的安裝。緊貼鋼筋拱架的部分混凝土采用人工風鎬破除，以保證開挖面尺寸要求。2.4架格柵鋼拱架 第一榀鋼筋鋼拱架緊貼洞頂巖面，每段拱架用螺栓連接牢固，連接板用同型號鋼筋搭接焊加固。然后從外向里緊貼拼裝2榀鋼筋拱架，拱架中心間

9、距為40cm，拱架之間用221000連接鋼筋上下兩層交錯連接穩(wěn)固。2.5噴射混凝土 用C25的噴射混凝土成型，厚度60cm，加快循環(huán)進度；在鋼筋拱架上布兩層10cm10cm鋼筋網(wǎng)。用C25噴射混凝土噴射拱頂頂面，使得與洞內(nèi)拱頂噴射混凝土外觀一致，不致形成太大反差影響觀感。3 洞身開挖隧道開挖采用開挖方式采用CRD工法開挖，通道的暗挖部分采用淺埋暗挖法的施工工藝，施工過程中嚴格控制開挖循環(huán)進尺，遵從“管超前，嚴注漿，短進尺，強支護，早封閉，勤測量”的原則。土方開挖采用風鎬松動、人工開挖的方式，推車裝渣運輸至洞口，然后由豎井電動葫蘆運出豎井傾倒在臨時渣土堆放場。施工步序如下：第一步 在洞門超前大管

10、棚施工完成后，在明瓦基坑內(nèi)施作第一組超前小導管，注漿加固地層。待達到設計強度后，開挖1號洞室內(nèi)上臺階（留核心土），架設鋼筋格柵，是做噴射砼初期支護、及時封閉上導洞；同時在上導洞拱腳處打設鎖腳錨管并注漿加固拱腳處地層。見圖4：圖4 第一步第二步 待上導洞進洞35米后，開挖1號洞室下臺階（留核心土），封閉左側導洞初支，并及時對初支背后回填注漿。見圖5：圖5 第二步第三步 待1號導洞進洞35米后，開挖2號導洞上臺階（留核心土），架設上臺階初支格柵，拱腳處打設鎖腳錨管并注漿加固拱腳處地層，待上臺階進洞35米后開挖2號上臺階（留核心土），封閉右側導洞初支，并及時對初支背后回填注漿。見圖6：圖6 第三步第

11、四步 根據(jù)監(jiān)控測量結果，分段拆除臨時中隔壁（建議分段長度不大于6米）。C20素混過凝土回填基層（必須清除基底的渣土），并鋪設底板及部分側墻防水層，澆筑底板及側墻結構。待底板達到設計強度后，用鋼板填充底板及中隔墻的空隙。見圖：圖7 第四步第五步 分段拆除側墻及頂板范圍內(nèi)臨時仰拱及頂板范圍臨時中隔壁時，分段長度不大于6米，并敷設側墻及頂板防水層，澆筑剩余側墻及頂板結構待二襯結構達到設計強度后，再拆除剩余臨時中隔壁。見圖8：圖8 第五步3 圍巖監(jiān)控量測圍巖監(jiān)控量測是指導施工、確保安全的重要手段，通過施工前和施工中收集的數(shù)據(jù)和工程地質資料，及時分析判斷爆破后圍巖松動范圍及圍巖與初期支護受力的穩(wěn)定狀態(tài)，

12、預測變形的發(fā)展趨勢，預報險情，以指導安全施工，指導開挖作業(yè)與支護作業(yè)。圍巖量測的項目有以下幾項：1、水平位移收斂量測 每循環(huán)開挖完成后，在每個斷面拱腳處布一對測點，用專用收斂儀量測。周邊收斂監(jiān)測點不得焊接于鋼架上，必須單獨打孔直接安裝于支護噴射混凝土中，預埋測點由膨脹螺栓鉤加工而成，采用沖擊電錘鉆孔，埋入直徑不小于14mm的膨脹螺栓鉤。測量時在拱頂部位下掛鋼尺，為保證鋼尺垂直，下墜重物。2、拱頂下沉 每循環(huán)開挖完成后，每個斷面拱頂處設一個點，用水準儀和塔尺進行測量。拱頂下沉的測量間距平均取為5m，周邊收斂量測與拱頂下沉量測應在同一斷面內(nèi)進行。3、拱頂?shù)乇硐鲁?在隧道地表拱頂部位每1m做一個觀測點，用水準儀和塔尺進行測量。地表沉降觀測點斷面應拱頂下沉與周邊收斂的測點斷面對應，則根據(jù)拱頂下沉與周邊收斂的測點布置方案中所布設的量測斷面，進行相應斷面的地表下沉觀測點布置。通道暗挖段的長度為42m左右，平均每5m設置一個量測斷面，則共需要8個量測斷面作為拱頂沉降與周邊收斂的量測斷面，則總共設置8個拱頂下沉觀測點和8組周邊收斂觀測點。見圖9：圖:9 通廊暗挖段