城市地鐵平頂暗挖技術(shù)

城市地鐵平頂暗寄支術(shù)?、工程概況6號(hào)出入口:全長(zhǎng)78.9m,由明挖段（長(zhǎng)18.8m）+暗挖段（長(zhǎng)12.658m）+明挖段（47.6m）組成，明挖段主體結(jié)構(gòu)采用單跨矩形斷面，全外包防水，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐體系和自然放坡。暗挖段主體結(jié)構(gòu)采用平頂矩形斷面形式，拱部超前管棚支護(hù)，根據(jù)斷面大小采用CRD工法施工，結(jié)構(gòu)由鋼架+噴射混凝土的初期支護(hù)和鋼筋混凝土的二次襯砌構(gòu)成，兩次襯砌之間設(shè)柔性防水層。暗挖段覆土厚度6.54m,上部有5000*2000雨水箱涵，箱涵底部距離暗挖段頂部1.5m.其中西段暗挖接現(xiàn)有主體結(jié)構(gòu)基坑，周邊無(wú)建筑物，距離萬(wàn)家麗右線橋墩約4.5m和13.1m。暗挖段處在萬(wàn)家麗橋下部，上部距離開挖面1.5m有5000*2000雨水箱涵，雨水箱涵起始段位于車站結(jié)構(gòu)北端40m,雨水箱涵內(nèi)部積水約0.2m,東段明挖段周邊有月畔灣小區(qū)住宅和萬(wàn)家麗高架橋，距離月畔灣小區(qū)約24.7m,距離萬(wàn)家麗左線高架橋7.3m和9.8m。二、工程、水文地質(zhì)車站場(chǎng)地?zé)o地表水。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及勘察資料分析，本場(chǎng)地地貌單元屬瀏陽(yáng)河I?II級(jí)階地，主要含水層為階地沖洪積卵石層、地下水類型以孔隙潛水為主，水量較大，略具承壓性，屬?gòu)?qiáng)透水性地層；基巖以裂隙水為主，局部為溶洞水，均為承壓水，含水量較小，局部溶洞水量較大，總體上基巖屬弱透水層。地下水類型:該場(chǎng)地地下水受基底構(gòu)造、地層巖性和地形、地貌、氣象及瀏陽(yáng)河河流等綜合因素的影響，水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單。按地下水類型可分為孔隙水及基巖裂隙水。三、施工重難點(diǎn)及對(duì)策（一）難點(diǎn)分析月湖公園北站附屬結(jié)構(gòu)6號(hào)出入口暗挖段屬于地層淺埋地段,上部覆土卵石層松散，且該處上部距離機(jī)動(dòng)車道較近，施工期間行車震動(dòng)較大，造成施工風(fēng)險(xiǎn)較大。污水管線埋深2.11m,距離地鐵出入口暗挖段拱頂1.5m,與施工作業(yè)面距離較近，施工中容易對(duì)管線造成沉降、位移等干擾，存在安全隱患。（二）應(yīng)對(duì)措施1.開工前對(duì)管線的具體情況進(jìn)行核查，對(duì)管線滲漏形成的水囊或空洞進(jìn)行注漿處理，并對(duì)滲漏管線做防滲漏處理。2.覆土較淺，支護(hù)采用深孔注漿加固，主要對(duì)初期支護(hù)結(jié)構(gòu)周邊圍巖進(jìn)行預(yù)注漿加固，形成部分加固圈，降低暗挖風(fēng)險(xiǎn)。3.控制開挖步距，按圖紙要求打設(shè)小導(dǎo)管。4.通道上臺(tái)階型鋼落腳處及時(shí)打設(shè)鎖腳錨管并注漿，控制型鋼架設(shè)后的沉降。5.及時(shí)對(duì)通道初支背后進(jìn)行注漿，注漿分兩次進(jìn)行，注漿范圍為開挖輪廓線外3m,注漿長(zhǎng)度約12.658m,分第一第二循環(huán)，每個(gè)循環(huán)長(zhǎng)度8.5m,開挖6.5m,6.針對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)工程特點(diǎn)，對(duì)可能出現(xiàn)的事故情況進(jìn)行預(yù)判，指定完善的應(yīng)急預(yù)案。四、平頂暗挖主要方法及技術(shù)（一）暗挖施工面采用CRD法施工步序原有地下連續(xù)墻開孔（馬頭門）一全斷面注漿加固一大管棚施工一超前小導(dǎo)管施工一鋼架的制作、拼裝及加工一噴射混凝土一拆除支架及臨時(shí)支撐（二）暗挖段土方開挖及初支.全斷面注漿加固。通道開挖前進(jìn)行全斷面超前預(yù)注漿，注漿范圍為開挖輪廓線外3m,注漿長(zhǎng)度約12.7m,分兩個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)長(zhǎng)度8.5m,開挖6.5m,并保留2m止?jié){巖盤、第一循環(huán)利用明挖段地下連續(xù)墻作為止?jié){墻；第二循環(huán)需單獨(dú)做止?jié){墻。每開挖完成一段注漿加固區(qū)后再進(jìn)行一次超前注漿加固。注漿擴(kuò)散半徑1.5m,孔間距1m布置，一循環(huán)共設(shè)48個(gè)注漿孔。周邊孔：純水泥漿+水玻璃，中央孔：純水泥漿。第一循環(huán)注漿完成后，分部破除洞口段地下連續(xù)墻，采取先上后下，先右后左的順序進(jìn)行。連續(xù)墻破除完成后，在拱部打設(shè)雙排超前小導(dǎo)管。依次循環(huán)進(jìn)行。.大管棚施工。（1）大管棚按以下順序組織施工：導(dǎo)向墻施工一鉆孔一管棚鋼管安裝一注漿。（2）導(dǎo)向墻施工。出入口暗挖段管棚施工前，需設(shè)置一道1mx1m的導(dǎo)向墻，用于保證大管棚打設(shè)精度，導(dǎo)向墻采用C20混凝土澆筑而成，在導(dǎo)向墻內(nèi)設(shè)置2 118輕型工字鋼架，鋼架外沿設(shè)置A140,壁厚5mm的導(dǎo)向管，鋼管與鋼架焊接。鋼架各單元由連接板焊接成型，單元間由螺栓連接,接頭處焊縫高度：腹板h[f]=9mm,翼緣（3）鉆孔。鉆孔從兩側(cè)間隔鉆孔，首次只鉆奇數(shù)孔，每鉆完一個(gè)孔及時(shí)用管棚鉆機(jī)頂進(jìn)去一根鋼花管，鋼花管每節(jié)4m,保證接頭部位錯(cuò)開1米以上，接頭部位使用絲扣連接牢固，鋼花管頂進(jìn)完畢后，開始統(tǒng)一自下而上統(tǒng)一注漿。（4）管棚鋼管安裝。管棚鋼管由鉆機(jī)頂進(jìn)，鋼管節(jié)段間用絲扣連接（q）108鋼管，壁厚6mm,車150mm長(zhǎng)外絲扣，用①114mm、長(zhǎng)300mm,車內(nèi)絲扣的連接鋼管連接，注漿孔徑10?16mm,孔間距11cm,呈梅花形布置，尾部留不鉆孔的止?jié){段110cm）,頂進(jìn)時(shí)一節(jié)最常采用4m管節(jié)。管棚頂?shù)轿缓?，鋼管與導(dǎo)向管間隙用速凝水泥或其他材料堵塞嚴(yán)密，以防漿液冒出。堵塞時(shí)設(shè)置進(jìn)漿孔和排氣孔。相鄰管棚接頭必須錯(cuò)開，可增加2m長(zhǎng)管節(jié)來(lái)錯(cuò)開管棚接頭。在鋼花管內(nèi)裝入鋼筋籠。鋼筋籠由4根如I8螺紋鋼筋均勻固定焊接在（p42mm長(zhǎng)50mm的固定環(huán)上,每節(jié)鋼筋籠按6m加工制作,兩節(jié)鋼筋籠連接處接頭相互錯(cuò)開。（5）注漿。①安裝好有孔鋼花管、放入鋼筋籠后即對(duì)孔內(nèi)注漿,漿液由ZJ-400高速制漿機(jī)拌制。②注漿材料:注漿材料為C30水泥凈漿。③采用注漿機(jī)將砂漿注入管棚鋼管內(nèi)，初壓0.5?LOMPa,終壓2MPa,持壓15min后停止注漿。④注漿量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，一般為鉆孔圓柱體的1.5倍;若注漿量超限，未達(dá)到壓力要求，應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙充填飽滿。注漿時(shí)先灌注“單”號(hào)孔，再灌注“雙”號(hào)孔。⑤注漿結(jié)束后用M10水泥砂漿充填鋼管，以增強(qiáng)管棚強(qiáng)度。.超前小導(dǎo)管施工。大管棚施工完成后，小導(dǎo)管按照間距0.3m穿插在大管棚之間，人工采用風(fēng)鉆沿隧道開挖線在隧道拱部鉆小導(dǎo)管孔，小導(dǎo)管孔的孔徑、孔深、外插角必須符合設(shè)計(jì)要求。將小導(dǎo)管打入孔內(nèi)，在小導(dǎo)管端頭連接孔口閥及管路，和注漿機(jī)相連，對(duì)小導(dǎo)管進(jìn)行注漿。注漿材料采用水泥漿。注漿結(jié)束后把小導(dǎo)管和鋼架焊接連接在一起，然后進(jìn)行下道隧道施工工序。（1）小導(dǎo)管的制作。小導(dǎo)管采用①42,壁厚3.5mm的無(wú)縫鋼管加工而成，長(zhǎng)度3.5m。小導(dǎo)管前端加工成錐形，以便插打，并防止?jié){液前沖。小導(dǎo)管中間部位鉆①8mm溢漿孔，呈梅花形布置（防止注漿出現(xiàn)死角），間距15cm,尾部1m范圍內(nèi)不鉆孔防止漏漿，末端焊①6環(huán)形箍筋，以防打設(shè)小導(dǎo)管時(shí)端部開裂，影響注漿管連接。(2)小導(dǎo)管的鉆孔、安裝。①測(cè)量放樣，在設(shè)計(jì)孔位上做好標(biāo)記，用鑿巖機(jī)鉆孔，孔徑較設(shè)計(jì)導(dǎo)管管徑大10mm以上，孔深、外插角必須符合設(shè)計(jì)要求。外插角取值應(yīng)考慮小導(dǎo)管的長(zhǎng)度和鋼架的間距、鋼架的截面高度，設(shè)計(jì)外插角10°,可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。②超前小導(dǎo)管沿隧道拱部及側(cè)墻開挖線均勻布設(shè)，間距應(yīng)根據(jù)開挖工作面前方的地質(zhì)條件和自穩(wěn)能力確定，設(shè)計(jì)間距為橫向間距0.3m,縱向每隔一根沿拱頂范圍打設(shè)。③成孔后，將小導(dǎo)管按設(shè)計(jì)要求插入孔中，或風(fēng)鉆直接將小導(dǎo)管從型鋼鋼架上部、中部打入孔內(nèi)，并將管口四周密封。小導(dǎo)管打入后，先采用吹管法清孔。然后將注漿泵的高壓膠管與管口聯(lián)通，并且用棉紗、錨固劑等將管口處的縫隙塞緊，以保證注漿時(shí)不至于滲漏漿液。管路接通后先要壓水檢查密封性，達(dá)到要求后方可注漿。小導(dǎo)管外露30cm,在注漿結(jié)束后和鋼架焊接連接，支撐于開挖面后方的鋼架上或與鋼架共同組成預(yù)支護(hù)體系。④安裝注漿閥門和管路。⑤小導(dǎo)管施工其縱向搭接長(zhǎng)度不小于0.5m。(3)注漿。①注漿材料及漿液配比。注漿材料：水泥采用PO42.5普通硅酸鹽水泥，水泥漿液水灰比為1:1,卵石層為防止跑漿可摻入部分速凝劑；小導(dǎo)管注漿參數(shù)表表4.2-1注漿量控制:小導(dǎo)管注漿量可按照下式計(jì)算：Q=nR2Ln-K式中：R—漿液擴(kuò)散半徑，可按0.3m考慮L—小導(dǎo)管長(zhǎng)度n—巖體孔隙率K—充填系數(shù)，根據(jù)不同地質(zhì)條件取值。②小導(dǎo)管安裝完成后，應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，壓力一般不大于0.5MPa,并根據(jù)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)結(jié)果確定注漿參數(shù)。注漿壓力：一般為0.3?0.5MPa。漿液濃度按照設(shè)計(jì)配制。漿液必須充滿鋼管及其周圍的空隙。③水泥漿液采用專用的漿液拌制機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)拌制，拌制時(shí)用磅稱對(duì)水泥及用水量進(jìn)行稱量控制。當(dāng)一盤漿液拌制好后即可將其引流至事先準(zhǔn)備好的盛漿容器內(nèi)，而漿液拌制機(jī)可繼續(xù)拌制漿液，以滿足注漿連續(xù)性的需要。④注漿順序?yàn)橛上轮辽?，漿液先稀后濃、注漿量先大后小，注漿壓力由小到大。⑤當(dāng)發(fā)生串孔時(shí)，應(yīng)采用分漿器多孔注漿或堵塞串漿孔隔孔注漿。當(dāng)注漿壓力突然升高時(shí)應(yīng)停機(jī)查明原因；當(dāng)水泥漿進(jìn)漿壓力很大、壓力不變時(shí)，則應(yīng)調(diào)整漿液濃度及配合比，縮短凝膠時(shí)間，采用小流量低壓力注漿或間歇式注漿。⑥開挖時(shí)間為注漿后8h。.鋼架的制作、拼裝及加工。型鋼鋼架應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙?zhí)崆爸谱鳎趫?bào)請(qǐng)監(jiān)理首件試拼驗(yàn)收通過后，運(yùn)送至掌子面進(jìn)行架設(shè)。鋼架采用Q235鋼材，22a工字鋼和t=10mm厚鋼板焊接而成，。為提高鋼架加工精度，需嚴(yán)格控制各構(gòu)件的下料尺寸，按設(shè)計(jì)圖紙尺寸及規(guī)范要求加工鋼架。兩片鋼架間采用4個(gè)M22螺栓連接牢固，連接角鋼預(yù)留A26螺栓孔。.噴射混凝土。(1)潮噴碎工藝。潮噴碎就是按照配合比，把噴射碎用的水泥、砂子、石子、速凝劑等原材料利用攪拌機(jī)攪拌均勻，然后送入噴射機(jī)料斗，噴射機(jī)活塞將砂送入混合室，與壓縮空氣混合后進(jìn)入噴射管，在噴嘴處加入水,再次混合后的料束從噴嘴射到受噴面。(2)施噴方法。①噴射機(jī)安裝好后，先注水、通風(fēng)、清潔管道內(nèi)雜物。同時(shí)用高壓風(fēng)吹掃受噴面，清除受噴面上的塵埃。②采用人工掌握噴頭，操作人員必須把防護(hù)用品穿戴齊全。③噴射碎的混合料采用碎攪拌機(jī)拌和，攪拌時(shí)間不少于2min,確保攪拌均勻，同時(shí)保證連續(xù)供料。④噴射碎的噴射路線應(yīng)自上而下，呈“S”形運(yùn)動(dòng)；噴射時(shí)，噴頭作連續(xù)不斷的圓周運(yùn)動(dòng)，并形成螺旋狀前進(jìn)，后一圈壓前一圈三分之一。⑤噴射機(jī)要求風(fēng)壓為0.3?0.5Mpa。⑥噴頭與受噴面垂直，如遇受噴面被鋼筋網(wǎng)片鋼架覆蓋時(shí)，將噴頭偏斜10。?20%(3)注漿工藝。①注漿漿液選擇及配合比，背后注漿常采用水泥漿，其配比為：水灰比=1：1。②注漿設(shè)備及壓力。初支回填注漿采用砂漿泵，回填注漿壓力不宜過高，只要能克服管道阻力、初期支護(hù)間空隙阻力即可，壓力過高易引起初期支護(hù)及結(jié)構(gòu)變形。③注漿施工。注漿之前，清理注漿孔，安裝好注漿管，保證其暢通；注漿必須連續(xù)作業(yè)，不得任意停泵，以防漿液沉淀,堵塞管路，影響注漿效果；注漿順序。注漿應(yīng)由低處向高處，由無(wú)水處向有水處依次壓注，以利于充填密實(shí)，避免漿液被水稀釋離析；注漿時(shí)，必須嚴(yán)格控制注漿壓力，以防大量跑漿或使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫;注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)注漿壓力穩(wěn)定上升，達(dá)到設(shè)計(jì)壓力并持續(xù)穩(wěn)定10分鐘，不進(jìn)漿或進(jìn)漿量很少時(shí)，即可停止注漿，進(jìn)行封孔作業(yè)；.拆撐及結(jié)構(gòu)施工。待開挖及初支全部完成后，以監(jiān)控量測(cè)為依據(jù)，初支穩(wěn)定后進(jìn)行二襯施工。出入口二襯施工前需拆除臨時(shí)仰拱及中隔板，暗挖段豎向分兩次施工結(jié)構(gòu)，封閉成環(huán)；縱向初支按照每流水段分模長(zhǎng)度拆除，具體施工步如下：（1）破除臨時(shí)中隔壁混凝土至底板結(jié)構(gòu)面上20cm?？v向每