地铁单洞双层重叠隧道开挖施工Word文档下载推荐.docx

1、1. 1 地质水文情况 区间内原地貌单元为第四系海中平原、地形较平坦,地层岩体为上覆第四系全新统人工堆积层（Q4ml） 、海冲积层（Q4m + al） 及第四系残积层（Qel 4） ,下伏侏罗系中统（J2） 凝灰岩、震旦系（Z） 花岗片麻岩, 局部为燕山期（r5） 花岗岩侵入体。区间内存在F4 、F4二条近于平行的断层。主要由断层糜棱岩、断层泥和断层角砾组成。该区间地下水按赋存介质可分第四系孔隙潜水、基岩裂隙水和断层带水。地下水位于地表下1. 203. 00m , 高程1. 60 3. 61m , 地下水对砼结构、钢结构具弱腐蚀分解性。1. 2 设计情况 暗挖隧道（SK1 + 755 + 60

2、0） 长155m , 埋深1216m , 纵坡为2. 9 % 下坡的单洞双层重叠隧道（左线在下层,右线在上层）, 开挖宽度6. 8m , 平均开挖高度13. 2m , 平均开挖量82m3/ 延米, 分A、B 、D、E 四种衬砌类型,采用复合式衬砌,初支采用喷锚网+ 格栅钢架,初支喷砼为C20 ,锚杆为R25 中空注浆锚杆,二衬砼为C25S8防水砼,防水层采用PVC 全包防水板。辅助支护措施为拱部?76 自进式注浆管棚,部分拱墙设42 超前小导管注浆。1. 3 工程特点（1） 工程涉及工程项目施工 内容 多,技术复杂,施工难度大。（2） 地下水位高,砂层厚,开挖岩体软硬变化大,并要穿越两条断层破

3、碎带。（3） 单洞双层重叠隧道边墙高,结构受力复杂。（4） 隧道上方地面建筑物密集,地下管线多,隧道从建筑物基础桩群中穿越,环境保护要求高。2 施工总体方案 按新奥法原则并结合采用浅埋暗挖法组织施工,并认真 研究 本工程所处的特殊周边环境,及地质、水文条件,针对性地采取可靠的技术措施以控制地下水流失、地层变位并确保实现洞内防坍,隧道施工工艺流程如图1 所示。2. 1 隧道开挖施工 根据本隧道的结构尺寸,隧道开挖划分为四个台阶,即左、右线隧道分别采用两个台阶进行开挖。四个台阶以第一台阶开挖为主,各台阶在保证台阶长度一定的前提下,按平行作业分头组织施工,每次进尺为0. 5m 或0. 75m 。采用

4、预留核心土微台阶法进行施工,第一、二、三、四台阶微台阶长度控制在1. 52. 0m , 在实际开挖施工中,将根据暗挖实际揭示水文地质情况及施工监测信息反馈,适时调整并优化各台阶长度,第一、二、三台阶采用人工配备风镐进行开挖,采用人力架子车运碴,第四台阶采用小型反铲挖掘机配合人工进行开挖。采用机动小翻斗车运碴。隧道开挖遇中风化岩层尽量采用人工开挖,必要时采用微振控制爆破技术进行开挖,施工中要充分利用围岩的自稳时间,快速开挖、快速封闭,确保隧道安全,掌子面开挖后,及时进行掌子面初支面初喷砼和排水,避免岩石风化、潮解而降低强度,初支结构及时封闭,根据监控量测情况,必要时台阶设立临时仰拱,控制变形 发

5、展 。爆破施工,要进行爆破参数以及爆破振动效应试验进行爆破噪声监测,根据实际情况不断调整钻爆参数。2. 2 隧道支护2. 2. 1 隧道超前支护本隧道主要超前注浆管棚为拱部76 长8m 的超前注浆管棚,及百货广场、华中国际酒店处的隧道拱、边墙 42 超前注浆小导管。超前注浆管棚具体布置详见表1 。（1） 自进式T76N 迈式中空注浆锚杆。T76N 迈式中空注浆管棚布置在拱部,环向间距为0. 3m , 纵向间距为6. 0m , 每根长度为8. 0m , 自进式T76N 超前注浆管棚,采用钻机直接顶进施工, 纵向每6m 进行一环施工,管棚最后钻进时,采用1. 52m 的连接钻杆将管棚送进到位;管棚

6、打设时,采用两侧对称打设,或分段打设管棚,以便能够及时进行注浆。采用前进式分段注浆工艺, 分段分序进行注浆施工,先施工单序号孔,后施工双序号孔;采用水泥、水玻璃双液浆进行注浆,每次注浆长度为50cm , 注浆压力控制在1. 0MPa 以下。根据量测结果,采用单根钻进、注浆,或钻孔多根后再分根进行注浆; （2） 42 小导管超前注浆。超前小导管采用42 普通钢管, 管长4. 5m , 搭接1. 5m , 实用长度3m , 注浆管一端做成尖形,另一端焊上铁箍（ 6 钢筋）,管身在距铁箍端1. 5m 处开始钻孔,钻孔沿管壁间隔300mm 呈梅花形布设,孔径 68mm 。钻孔后,将小导管沿孔打入;地层

7、松软用游锤或手持风钻直接将小导管打入,岩层较硬时先钻套孔,后用风镐顶进。掌子面喷5cm 厚混凝土封闭后冲清管内积物后再注浆,注浆顺序由下向上,采用11 的单液水泥浆进行注浆,注浆压力采用0. 5MPa 左右,先施工单序号孔,后施工双序号孔,单根注浆量控制在60L , 当注浆压力增加比较快,且 1. 0MPa 时,或注浆量达到设计注浆量的1. 2 倍时,结束注浆。根据地质情况,特殊地段采用水泥水玻璃双液进行施工。2. 2. 2 临时支撑安设 为确保重叠隧道开挖初支阶段侧墙的稳定,暗挖隧道上下台阶间共设置三道横向支撑,支撑采用I18 工字钢。第一道为每榀格栅钢架均设置横向支撑,并喷20cm 厚C2

8、0 砼,其起到临时横向支撑及临时仰拱作用;第二、第三道均为隔榀格栅钢架设置一道,仅起临时支撑作用,每道支撑处设纵向槽钢梁,每道支撑均采用螺栓与格栅钢架上垫钢板进行连接,采用螺栓将纵向槽钢梁与上下两单元钢架拱脚角钢进行连接,以保证下台阶施工时,初支受力良好,避免初支处于悬空状态,防止初支下沉过大。根据监控量测变形情况,必要时,考虑加大横撑尺寸,或加密横撑,将横向支撑与临时仰拱结合考虑,喷砼封闭等,以便能及时形成初支的闭合系统,控制初支下沉变形。2. 2. 3 隧道系统支护（1） R25 中空注浆锚杆。暗挖隧道系统锚杆采用R25 中空注浆锚杆,长3. 5m 或5. 0m , 间距为750 

9、5;800 梅花形布置,注浆采用水泥注浆,分布里程为SK1 + 600 + 755 , 其中SK1 + 600 + 640 、SK1 + 695 + 755 段拱部锚杆长3. 5m , 边墙部分锚杆长5. 0m , 其余部分锚杆长均为3. 5m , 、锚杆安设在砼喷层达到15cm 后再进行安设,以便及时进行初支,且复喷后砼能够将锚杆头覆盖,不 影响 后期防水板的施工。锚杆采用风头直接钻进。锚杆注浆要达到孔口返浆,才能停止注浆。浆液凝固后,再扭紧螺帽,施加一定的预应力,发挥锚杆的加固作用。（2） 格栅钢拱架安设。暗挖隧道格栅钢架统一采用主筋为4 ?28 的钢筋格栅钢架,首榀格栅钢拱架加工后进行试

10、拼,经检验合格后进行批量生产,开挖轮廓检查无误后,对开挖面进行初喷5cm 厚砼封闭岩层,拱架底脚处虚碴清理完毕,用喷浆料调平后, 开始安装钢拱架。钢架与初喷砼之间应尽量接近,并留间隙作为保护层。钢筋格栅组装后应在同一平面内,并垂直线路中线,钢筋格栅与壁面应楔紧,每片钢筋格栅节点及相邻格栅纵向必须分别连接牢固。（3） 喷射混凝土施工。隧道内喷砼采用分三次施工,第一次先初喷5cm , 封闭开挖面,拱架安装后,再喷至厚度达15cm , 侧向锚杆安设完毕后,再复喷15cm 至设计厚度。喷砼采用HPJ-1 砼喷射机进行喷射作业,自落式搅拌机拌制混合料。喷射作业分段、分片、分层,由下而上,依次进行。2.

11、3 隧道施工运输 暗挖隧道在与明挖连接段设竖井,竖井设置提升系统。竖井提升系统采用桁吊配合吊斗,在施工竖井架设一个固定式桁吊, 配备2 个10t 电动葫芦提升吊斗转载出碴及材料运输。 隧道洞内出渣采用无轨运输,第一、二、三层土石方采用人力架子车、第四层配备2 台小型机动运输车水平运输至竖井底料斗,再由架立于井口的提升系统垂直吊运土斗至临时弃土场集中外弃。其他施工材料通过竖井口电动葫芦吊运至各施工台阶层, 人工运至工作地点,喷浆料通过输料管输送至运输车内,然后再运至施工地点。2. 4 沉降控制 根据在城市地下空间采用矿山法施工经验以及设计要求, 我们采用以下技术措施来控制地表以及周围建筑物沉降。

12、2. 4. 1 地表沉降控制（1） 小导管超前预注浆以加固地层。该措施不仅能改善围岩力学参数,而且还能减少工作面地层失水引起的压缩变形。（2） 采用短台阶法开挖,台阶长度控制在1. 02. 0D（D 为洞径） 左右,并尽快施作仰拱,封闭成环,保证支护系统及时发挥作用。（3） 上半断面环形开挖,预留核心土,以保证掌子面稳定,开挖后及时架设锚杆、挂网、喷射砼。（4） 加强上半断面支护强度。 对于弱地层,往往由于上半断面支护结构强度不够,或拱脚处承载力不够,产生过大变位引起隧道上方土体产生二次沉降, 因此往往采取有效措施加固。视地层情况,可依次选择:拱脚设锁脚注浆锚管纵向槽钢托梁 上半断面增设临时仰

13、拱,及时进行初支背后充填注浆。（5） 缩短循环进尺,目的是及早进行支护。根据地层情况确定每循环进尺控制在0. 70. 75m 。（6） 必要时进行全断面注浆,防止地下水流失及掌子面失稳, 特别是断层带。2. 4. 2 地面建筑物及地下管线沉降控制（1） 对重要建筑物,需进行保护的建筑物进行检测、录像、登记、造册等,严重者将对其基础进行加固,除进行地面建筑物沉降、倾斜监测外,还派专人对建筑物进行定时巡查,若遇有裂缝将对其长宽、 发展 方向进行量测,并登记编号监控。（2） 地下管线的保护。将查清地下管线的准确埋设位置及走向,并在其正上方布设监测测点进行监测, 计算 其纵向沉降槽曲率,以管线接口处的

14、曲率作为比判基准。接近控制标准者,将进行停工处理,如对管线进行悬挂、注浆抬升等技术措施。3 结束语 城市地铁单洞双层重叠隧道,设计和施工都是国内首例,同单线隧道的施工相比,其砌衬施工、防水施工、监控量测等工艺都更为复杂,由于篇幅所限,在此仅讨论了开挖阶段的施工工艺,该工程的开挖施工顺利完成,为今后同类工程提供了成功的范例, 对今后同类地下工程的设计选线、选址、施工有一定的 参考 价值。参考 文献 : 1 关宝树,国兆林. 隧道及地下工程 M . 成都:西南 交通 大学出版社, 2000.仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur fr den persnlichen fr Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l tude et la recherche uniquement des fins personnelles; pas des fins commerciales. , , . 以下无正文