中铁十七局集团第五工程有限公司 吉林省长春市 130031
摘要:随着科技和经济的持续进步,地铁暗挖工程已经逐渐变成目前我们国家十分重视的对象之一。现如今城市发展的速度越来越快,为了改善交通质量,地铁工程的数量正在不断增多。为此,施工人员理应提高对地铁区间隧道暗挖施工技术的重视,以此提升工程的整体质量。为此,本文也将结合工程实际案例对地铁区间隧道暗挖施工技术要点进行详细分析和探讨,希望可以为相似工程提供借鉴和参考。
关键词:地铁区间隧道;暗挖施工技术;要点
1、工程概况
某市地铁7号线一期工程线路全长23.164km,共设置19座车站,换乘站8座。其中,DH路站~终点区间为浅埋暗挖段,该区间设计里程K40+195.038~K40+647.234,全地下敷设,区间长度为452.196m,含一处竖井横通道,一处横通道及一处区间风井。区间总长452.196m,线间距17m,采用洞外管井降水方案。
区间采用矿山法施工,线间距17m,区间覆土18m~20m。区间采用马蹄型断面,区间隧道底板埋深为16.2~25.6m,隧道底板土层主要为中~强风化泥岩层,主要断面尺寸有5.7m(宽)×6.18m(高)×0.3m(厚),11.5m(宽)×9.53m(高)×0.55m(厚),14.6m(宽)×11.23m(高)×0.7m(厚)等,区间含大断面暗挖施工,施工难度大。
2、区间暗挖施工工艺及关键技术要点分析
2.1区间暗挖总体施工方案
DH路站~终点区间先施工区间临时竖井、区间风井、横通道主体结构,为施工渡线及停车线提供作业面,再分3个施工段进行渡线、停车线及区间施工,1施工段分2个作业面从区间临时竖井向东环路站施工暗挖隧道,2施工段分2个作业面从区间临时竖井向区间风井侧施工,3施工段分2个作业面从区间风井向区间临时竖井侧施工。其中,区间暗挖施工主要工法为台阶法、CRD法、双侧壁导坑法等。
2.2竖井施工
(1)井身土方开挖。首先,竖井井身应采用人工辅以小工具开挖,由上而下边开挖边支护。竖井开挖循环进尺为1榀格栅钢架间距,即0.50m。其次,竖井在正常情况下全断面开挖,开挖时应避免扰动掌子面的土体以免造成塌方。在地质情况较差或有少水量渗漏水的情况下,采取分侧分块开挖支护。最后,如探明竖井有降水情况,应在竖井四周增加降水井或在竖井内施做大口井等措施,保证竖井在无水条件下施工。
(2)竖井回填。待区间隧道结构施工完毕后,进行横通道回填及竖井进横通道端头墙封堵施工,最后进行竖井回填施工。竖井回填应采用三七灰土,借助小型夯机进行回填,确保不破坏竖井结构及地下管线;且竖井结构自井口至地面以下3m范围内混凝土结构均应凿除。
2.3暗挖区间超前支护
(1)超前大管棚施工。大管棚采用管径φ108mm、t=8mm钢管,环向间距400mm;小导管采用管径φ32mm(壁厚3.25mm)的水煤气管,长度2m,环向间距@400mm,每榀格栅打设一排。
(2)超前小导管施工。小导管注浆加固地层,起到防坍塌的作用。小导管采用管径φ32mm(壁厚3.25mm)的水煤气管,L=2~3.5m,环向间距@300mm,每榀格栅打设一环,小导管搭接长度1.0m。在进行小导管注浆前应喷射混凝土封闭作业面。防止漏浆,喷射厚度不宜小于50mm。
(3)径向注浆。采用采用Φ42钢焊管,壁厚3.25mm,长度2.0m的小导管径向注浆加固土体的稳定性,防止土体坍塌。
2.4洞身开挖工艺
DH路站~终点区间暗挖隧道采用CRD工法、台阶法和双侧壁导坑工法。
(1)台阶法开挖工艺。采用台阶法开挖,循环进尺长度0.5m,施工步骤为:首先,施工拱部小导管注浆超前支护。其次,对于环状开挖上半断面、预留核心土,初喷混凝土,架立格栅钢架,安装锁脚锚管,复喷混凝土;对于环状开挖下半断面,初喷混凝土,架立格栅钢架,复喷混凝土。再次,是待初期支护收敛稳定后,在初期支护背后注浆,使初期支护与地层密贴。最后,是在喷射混凝土表面进行找平,铺设防水层后自下而上灌注二次衬砌。拱部二次衬砌预留压浆孔,保证初期支护与二衬之间密实。
(2)CRD开挖工艺。采用“CRD”工法施工,循环进尺长度0.5m,施工步骤为:首先,左导洞拱部超前小导管注浆加固地层,采用CRD工法施工,开挖左导洞上部并施做永久及临时支护,并采用锁脚锚管加固墙脚;同时,还要开挖左导洞下部并施做永久及临时支护。其次,右导洞拱部超前小导管注浆加固地层,开挖右导洞上部并施做永久及临时支护,并采用锁脚锚管加固墙脚;此时要开挖右导洞下部并施做永久及临时支护。最后,是初期支护背后注浆,根据施工监测信息,逐段拆除底部临时支撑,施做防水层,施做底部二次衬砌,预留钢筋、防水板接头;除此之外,还要逐段拆除剩余临时支护,施做边墙及拱部防水层和二次衬砌,进行二次衬砌背后注浆。
(3)双侧壁导坑法开挖工艺。本工程暗挖区间隧道涉及双侧壁导坑工法,循环进尺长度0.5m,其施工步骤为:首先,施工拱部注浆超前支护,采用台阶法分别开挖1、2号洞室好和3、4号洞室;施工中部导坑拱部注浆超前支护,分别采用上下台阶法开挖5、6号洞室。其次,待喷射混凝土初期支护沉降和收敛稳定后,在初期支护后注浆,使初期支护与地层紧密结合。另外还要分段割除临时支撑,一次拆除长度不大于6m,并及时进行换撑。最后,在喷射混凝土表面进行找平,铺设防水层后自下而上灌注二次衬砌。拱部初二次衬砌预留压浆孔,保证初期支护与二衬之间密实。
2.5结构防排水施工方法
首先,要在初衬、二衬之间设置防水层,并采用1.5厚EVA塑料防水板+400g/m2土工布衬垫。塑料防水板采用无钉孔铺设双焊缝施工工艺施工,缓冲层和底板(仰拱)柔性保护层均采用400g/m2的土工布。与防水板配套使用的材料包括塑料外贴式止水带、注浆系统、塑料圆垫片(暗钉圈)、铁垫片、水泥钉等。其次,在铺设防水板时,应确保基面无明水流,否则应进行初支背后的注浆或表面刚性封堵处理,待基面上无明水流后才能进行下道工序。铺设防水板的基面应平整,铺设防水板前应对基面进行找平处理。最后,当仰拱初衬表面水量较大时,为避免积水将铺设完成的防水板浮起,宜在仰拱初衬表面设置临时排水沟。
2.6监控量测
监控量测是地下工程施工中不可缺少的一项技术内容,是监视围岩和支护稳定性的重要手段,是判断设计、施工是否正确合理的主要依据,同时也是确保施工过程安全可靠的重要手段。
在本工程中,洞内外观察、水平相对净空变化值的量测及拱顶下沉量测为必须进行的监控量测项目,浅埋地段应进行地表下沉量测,根据施工需要,必要时增设地表下沉量测及围岩内部变形等量测项目。除此之外,还要对隧道施工全过程进行监控量测,并根据实际情况实施超前施工地质预测预报,以掌握围岩动态和支护工作状态,综合分析监控量测及预测预报信息,及时调整隧道的施工及支护方案,保证围岩稳定和施工安全。
结束语:
在城市地铁工程建设中采用暗挖法,可以减少地铁施工对周围建筑环境的影响,有效缩短地铁工程建设工期。因此,相关一定要牢牢掌握地铁区间隧道暗挖施工技术要点,做好质量管理工作,这样才能有效保障地铁运营及周边建筑物的安全。
参考文献:
[1]郑凯.地铁区间隧道暗挖施工技术探析[J].百科论坛电子杂志,2020.
[2]王剑平.地铁区间隧道暗挖施工技术探析[J].科技创新与应用,2020.
[3]卢栋.地铁区间隧道暗挖施工技术[J].建材与装饰,2020.
[4]肖育斐,孙荣.城市地铁区间隧道暗挖施工技术研究[J].中国水运(下半月),2019.