大斷面爬坡段暗挖通道施工技術(shù)

1、大斷面爬坡段暗挖通道施工技術(shù)摘要：北京地鐵 14 號線大望路站的換乘通道爬坡段為拱頂直墻 結(jié)構(gòu)， 斷面尺寸為 12.36m12.226m，在水平距離 16.8m內(nèi)爬坡 9.7m， 爬坡角度為 30，是目前北京地鐵項目中斷面最大、角度最大的爬 坡通道，安全風(fēng)險極大。在施工中采用三層雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，采取了合 理有效的施工技術(shù)和安全質(zhì)量控制措施， 安全、 快速完成了通道施工，取得了較好的效果 , 對類似工程具有很好借鑒意義。關(guān)鍵詞：換乘通道 爬坡 大斷面 施工技術(shù)中圖分類號： TU74 文獻標識碼： A 文章編號：工程概況北京地鐵大望路站為地鐵 14 號線與既有地鐵 1 號線及規(guī)劃地鐵 R1線的換乘車

2、站。 14 號線車站與 1 號線車站呈“ L”型換乘， 通道凈 寬 10m，凈高 6.19.4m，拱頂覆土厚度為 3.8m-13.3m，通道長 250.7m， 由于通道較長， 在換乘通道中部設(shè)置通風(fēng)豎井， 同時作為緊急疏散口 使用。 爬坡段位于緊急疏散口以西， 與既有地鐵 1 號線大望路站平行，為拱頂直墻結(jié)構(gòu)，開挖斷面尺寸為 12.36m12.226m，爬坡角度為30。換乘通道平面位置如圖 1 所示。圖 1 換乘通道及爬坡段平面圖1.1 工程地質(zhì)概況換乘通道地層自上而下依次為： 人工填土層： 分為粉土填土層、第 1 頁 共 6 頁雜填土層。第四紀全新世沖洪積層： 分為粉土層，粉質(zhì)粘土層，粉 質(zhì)

3、粘土層，粉細砂層，中粗砂層。第四紀晚更新世沖洪積層：分為圓 礫卵石層、 中粗砂層； 粉質(zhì)粘土層， 粉土層， 細中砂層； 圓礫卵石層，中粗砂層，粉細砂層，粉土層，粉質(zhì)粘土層。1.2 水文地質(zhì)概況大望路站換乘通道存在三層地下水， 分別為上層滯水、 潛水和承壓水。上層滯水：水位埋深為 1.90 6.75m。該層地下水分布呈無規(guī)律性，呈局部分布。潛水：水位埋深 14.30 15.15m，主要接受大氣降水、管溝滲漏補給為主。承壓水：水頭埋深為 17.25 20.76m，水頭高度約 4 6m，該層地下水分布連續(xù)。換乘通道工程地質(zhì)及水文地質(zhì)如圖 2 所示。圖 2 大望路站換乘通道地質(zhì)剖面圖上坡段通道工程重難

4、點分析及對策工程重難點：首先是地質(zhì)復(fù)雜，尤其是拱頂所處粉土、粉細砂層 中，洞身處于卵石層、中粗砂層中，粘結(jié)力差，加上地下水豐富，開挖過程中易坍方，造成地面塌陷，影響交通和建筑物的安全。其次管線多，尤其是污水管、雨水管、上水管等共 6 條，一旦隧道開挖沉降過大造成管線滲漏，會造成結(jié)構(gòu)坍塌，引起災(zāi)難性后果。第三是通道 跨度大，開挖斷面大，坡度大，人員自下而上開挖時站立困難，拱架 傾斜架立，施工難度大，操作困難；受力轉(zhuǎn)換復(fù)雜，需要選用合理的 工法，確保結(jié)構(gòu)的安全。第 2 頁 共 6 頁采取對策：由于開挖跨度大，可考慮 CRD法和雙側(cè)壁法，進行開挖。但采用 CRD法，每個導(dǎo)洞的斷面開挖高度依然達到 5

5、m，為邊墻 土體穩(wěn)定，需分臺階開挖；另外開挖寬度達 6m多風(fēng)險大，對控制沉 降不利。經(jīng)過必選，采用 3 層雙側(cè)壁 9 步開挖工法，分步進行開挖支 護。 為應(yīng)對不良地質(zhì)條件和管線安全， 對掌子面前方土體進行全斷面深孔注漿加固， 拱頂超前支護采用大管棚 +小導(dǎo)管 +注漿超前支護體系，初期支護為格柵鋼架 +噴射砼 +鋼筋網(wǎng) +鎖腳錨管的支護形式。對拱頂 上方的管線提前改移或處理， 確保管線安全。 提前打設(shè)降水井進行降 水， 保證開挖過程中的安全。 施工中加強對管線和地面及周邊建筑的 安全監(jiān)測工作，以信息化指導(dǎo)施工。爬坡段施工技術(shù)3.1 爬坡段通道主要施工參數(shù)爬坡段用三層雙側(cè)壁導(dǎo)坑法分 9 個小導(dǎo)洞施

6、工， 開挖豎直斷面尺寸為 12.36m12.522m，初支內(nèi)凈空尺寸為 11.66m11.418m，詳見 圖 3、圖 4；鋼格柵間距為 500mm，連接筋為 221000，m格柵內(nèi)外 雙層交錯布置，鋼筋網(wǎng)為 6.5150150mm，格柵內(nèi)外雙層布置， 搭接一個網(wǎng)格；混凝土為 C20噴射混凝土，初支結(jié)構(gòu)厚度拱頂、邊墻及仰拱均為 350mm，臨時仰拱、中隔壁為 300mm；超前支護：采用超前管棚 +超前超前小導(dǎo)管預(yù)注漿支護，管棚采用 127，小導(dǎo)管選用32 鋼焊管， 環(huán)向間距 300mm。注漿漿液根據(jù)地層情況選用改性水玻 璃或水泥水玻璃漿液， 漿液配比應(yīng)由現(xiàn)場試驗確定， 并根據(jù)圍巖條件控制好注漿壓

7、力（注漿壓力 0.40.6MPa），要求加固體直徑不小于第 3 頁 共 6 頁0.5m。圖 3 爬坡段結(jié)構(gòu)坡面圖圖 4 爬坡段斷面圖及開挖步序圖3.2 爬坡段主要施工技術(shù)爬坡段在水平距離 16.8m 內(nèi)爬高 9.7m，角度為 30，每榀挑高 28cm，采用三層雙側(cè)壁導(dǎo)坑法分 9 個小導(dǎo)洞施工， 上坡人員操作困難， 施工風(fēng)險極大。本文中對于開挖、立架、噴混等施工的常規(guī)做法不在 贅述，重點對區(qū)別于常規(guī)做法的部分進行闡述。3.2.1 爬坡段施工工藝首先注漿加固地層，施做大管棚和超前小導(dǎo)管。先后進行 1、 2號洞室的開挖， 施做初期支護及注漿導(dǎo)管， 并根據(jù)情況是否噴射混凝土封閉掌子面，注意 1、 2

8、號洞室錯開距離不小于 10m。然后開挖 3、4 號洞室，施做初期支護及注漿導(dǎo)管。以此類推，分別開挖 59 部，注意縱向錯開間距不小于 10m，防止出現(xiàn)群洞效應(yīng)造成沉降過大。全部開挖完成后， 最后分四段間隔跳襯施工斜坡段襯砌混凝土， 分底板、邊墻、拱頂三部分施做完成襯砌作業(yè)。施工步序見圖 4 所示 .3.2.2 超前加固換乘通道爬坡段斷面多處于粉細砂、 中粗砂及中密的卵石圓礫層 中，且爬坡段開挖采用由下至上的開挖方式，開挖風(fēng)險較大，為保證 掌子面的穩(wěn)定， 對掌子面進行全斷面深孔注漿， 注漿孔 600600mm， 梅花形布置， 注漿加固后土體強度不小于 0.4MPa。深孔注漿施工前， 在隧道內(nèi)設(shè)置

9、 6m的注漿試驗段，根據(jù)注漿效果調(diào)整施工參數(shù)，以保第 4 頁 共 6 頁證注漿最優(yōu)效果。在通道爬坡段拱部 180范圍內(nèi)，從起坡點斜向上方打設(shè)超前大管棚至坡頂，管棚斜長為 20m。大管棚采用非開挖鋪管技術(shù)一次施作，管棚傾角由設(shè)備誤差確定，管棚選用 127 的熱軋鋼管，壁厚 8mm，間距 350mm，鋼管內(nèi)灌注水泥砂漿。拱部設(shè)置 管棚段，在大管棚間隔內(nèi)打設(shè)超前小導(dǎo)管，每榀單排，導(dǎo)管為 32 鋼焊管，長 2m，環(huán)向間距 350mm。注漿漿液采用水泥水玻 璃雙液漿，具體配比根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。3.2.2 初期支護施工圖 4 中 1、 2 部洞室上臺階開挖至爬坡段端頭臨時封端后再進行 下臺階施工，核心土留

10、置長度為 3 5m；開挖為斜向上開挖，開挖過 程中架設(shè)工人操作平臺以便施工， 另外利用白鐵皮做成 650mm寬活動 滑槽，開挖時， 土體通過滑槽向下滑落至平直段再向外倒運；為保持 格柵拱腳穩(wěn)定性， 采取拱腳墊木板并及時施打注漿導(dǎo)管， 以減小沉降； 爬坡段連接筋加工為“ Z”字形，施工過程中嚴格控制焊接質(zhì)量。因 為上坡開挖， 污濁空氣向上掌子面方向聚集， 再加上噴射混凝土水化 熱高致使導(dǎo)洞內(nèi)溫度過高，所以必須加強通風(fēng)，確保洞內(nèi)空氣質(zhì)量。施工平臺外側(cè)設(shè)置臨時的牢固護欄，確保工人施工安全。3.2.3 回填注漿為了減少地面沉降， 保證管線和周邊建筑物的安全， 應(yīng)及時對初 期支護背后進行回填注漿。 在拱頂和拱腳預(yù)埋設(shè)注漿管，