地鐵隧道砂卵石地層暗挖施工技術

1、<p>　　地鐵隧道砂卵石地層暗挖施工技術</p><p>　　摘要：隨著我國經濟的不斷發(fā)展，城市生活質量的不斷提高，越來越多的城市開始建設地鐵，而地鐵施工是一項地下工程，施工過程中會遇到砂卵石地層，這給地鐵施工帶來了挑戰(zhàn)。目前，地鐵隧道砂卵石地層的施工中，主要采用暗挖施工技術。本文結合工程實例，介紹了地鐵隧道砂卵石地層暗挖施工技術相關方面的內容。 </p><p>　　關鍵詞：

2、隧道；沙卵石；地層暗挖；施工技術 </p><p>　　中圖分類號：TU74文獻標識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　1 引言 </b></p><p><b>　　2 工程概況 </b></p><p>　　成都地鐵一號線北起動物園，南至華陽兩江市，線路總長26. 7km，一期工

3、程為一號線的一部分，北起紅花堰，南至規(guī)劃的世紀廣場，線路總長15.15km。本工程的暗挖隧道位于砂卵石地層中，局部地段為中細砂，圍巖結構松散，不易成洞型，圍巖不能自穩(wěn)，圍巖類別為Ⅴ類，其中部分地段掌子面拱頂以下50～70cm高度以及核心土范圍內卵石含量集中，呈帶狀分布，粒徑一般在20～80mm，含量在90%以上，細顆粒含量少，局部夾有漂石，個別最大粒徑500mm。本工程采用若利用暗挖法施工技術，大大節(jié)約工程成本。 </p>

4、<p>　　3 地層的自然穩(wěn)定性 </p><p>　　隧道砂卵石地層透水性很好，在水中是沒有自穩(wěn)性的，在工程實踐中對密實砂卵石地層都是在降水條件下進行工程施工的。對成都密實砂卵石地層，降水條件下的砂卵石穩(wěn)定性非常好。砂卵石地層開挖高度在3m以內可自穩(wěn)10個小時以上，節(jié)約了工程施工的時間，保證工程的質量。在本工程中，由于成都密實砂卵石自穩(wěn)性的降水條件很好，初期支護沒有設置系統(tǒng)錨桿,增加了施作系統(tǒng)錨桿的

5、地層擾動，會導致地層失穩(wěn)。 </p><p>　　4 施工中需要注意的問題 </p><p>　　在砂卵石集中地層中從事隧道的開挖與支護，無論理論研究還是施工都是難點，幾乎沒有現(xiàn)成的經驗可供借鑒，而該段工程原始設計沒有考慮砂卵石集中、細顆粒含量少特點，所以在具體施工中，要注意以下幾個問題：（1）在砂卵石集中地層中超前小導管成孔難度大，施工速度慢，同時對地層擾動較大，施工中要避免發(fā)生塌方現(xiàn)象

6、。（2）由于導管打入深度達不到設計要求，超前注漿漿液擴散呈脈狀，竄漿嚴重，固結效果差，開挖造成塌方處較多，避免造成核心土流失。（3）核心土周圍的土體卵石集中、垮塌嚴重，無法對掌子面形成反向推力，穩(wěn)定開挖面。 </p><p>　　5 砂卵石地層暗挖施工技術 </p><p><b>　　5.1 施工原則 </b></p><p>　　在卵石地中

7、地層隧道的開挖支護施工中，一方面要嚴格執(zhí)行“十八字”施工方針：“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤測量”，另一方面要針對卵石集中地層小斷面隧道施工中出現(xiàn)的困難情況和工程實際概況，提出地層中應遵循的原則：（1）早封面。在打設小導管前，首先噴射5cm厚混凝土層，以穩(wěn)定工作面，避免小導管打設時振動坍塌。（2）快凝固。因砂卵石地層漿液易于滲透， 且有遇水易塌方特點， 在小導管注漿漿液選擇時盡量選擇早凝固型漿液，以凝固膠結地層，促拱早形成

8、。（3）少擾動。在打設小導管和開挖時盡量少擾動地層，防止卵石滑塌。（4）施工時必須遵守“開挖一段、支護一段、封閉一段”的原則。 </p><p>　　5.2 設計參數(shù)優(yōu)化 </p><p>　　5.2.1 初始設計參數(shù) </p><p>　　初始設計參數(shù)主要包括：（1）正臺階法施工設計參數(shù)。正臺階法是一般暗涵開挖施工常用的方法，適用于開挖斷面跨度較小的暗涵，本標段中

9、的施工暗涵采用正臺階法施工。上臺階開挖留核心土，其正面投影響面積不少于上臺階開挖面積的一半，縱向長度以3m為宜。上臺階每一開挖循環(huán)步長為0.5m，超前下臺階6m左右。（2）小導管初始設計參數(shù)。小導管采用φ25無縫鋼管，長度為1700mm。導管頭部為25～30°錐體，另一端焊上鐵箍。端頭花管自頭部0.5m以下鉆孔沿管壁間隔200mm交叉鉆φ8的孔,呈梅花型布設。拱部采用單排小導管沿設計輪廓線布置，小導管環(huán)向間距為300mm，外插

10、角15°～20°。 </p><p>　　5.2.2 設計參數(shù)優(yōu)化 </p><p>　?。?）正臺階法施工設計參數(shù)。遵照暗挖“十八字”方針短進尺要求，縮短開挖步距，密排鋼格柵1米3榀，加強結構，每榀依照原設計超前打管注漿支護，防止開挖進尺過大引起塌方，確保施工安全。（2）小導管設計參數(shù)優(yōu)化。將鉆孔位置由導管頭部0.5m以下改為0.1m以下鉆孔，為了便于漿液擴散，溢漿孔

11、采用φ5@100、梅花形布置的小孔。 通過施工實踐，優(yōu)化設計可以滿足施工安全、快速、經濟的目標。注漿漿液采用水泥―水玻璃雙液漿，注漿漿液調配時，加大水泥用量，提高漿液稠度。 </p><p>　　5.3 砂卵石地層施工中的注漿材料 </p><p>　　在地鐵隧道砂卵石地層注漿的過程中，注漿材料種類繁多，主要可以分為：水泥漿類、水玻璃類、黏土類和高分子材料類等。其中，水玻璃類中的水泥―水玻

12、璃雙槳是工程施工中最常用、最傳統(tǒng)的注漿材料。雙液注漿施工法可以改良土壤，不僅可以達到之水的效果，還可以增強土質的強度。在具體工程施工中，要根據(jù)施工現(xiàn)場情況和監(jiān)控量測資料進行調整，從而達到理想注漿的目的。 </p><p>　　5.4 施工流程和工藝 </p><p>　　施工流程如下：超前支護注漿→上臺階半圓土體開挖，保留核心土→鋪設第一層鋼筋網(wǎng)→架立格柵拱架→焊接連接筋→打鎖腳錨桿→鋪設

13、第二層鋼筋網(wǎng)→預埋回填注漿管→噴C25砼→開挖核心土及下臺階土體→鋪設第一層鋼筋網(wǎng)→架立下部格柵拱架→焊接連接筋→鋪設第二層鋼筋網(wǎng)→噴射C25混凝土→初支背后回填注漿→下一循環(huán)。 </p><p>　　施工工藝主要包括：（1）超前支護：拱頂超前支護采用Φ25×3.5mm，L=1700mm、仰角15°～20°、環(huán)向間距300mm的超前小導管，形成小管棚支護開挖地層，并緊跟超前注漿。（2

14、）架立鋼格柵：中心間距33cm，接頭交錯布置。安裝前清除底腳下的虛碴及其它雜物，鋼架在開挖作業(yè)面人工組裝，各節(jié)鋼架間以螺栓連接擰緊，鋼架與土層之間，留40mm保護層。（3）土體開挖：土方開挖采用人工開挖，上臺階開挖留核心土。上臺階每一開挖循環(huán)步長為33cm，超前下臺階5m左右；每開挖33cm后，鋪設鋼筋網(wǎng)片，架設格柵，縱向連接筋，打鎖腳錨桿，噴C25砼。（4）鋪設網(wǎng)片：網(wǎng)片（φ6@100*100mm）沿格柵兩側鋪設，搭接1-2個網(wǎng)格，網(wǎng)

15、片間點焊連接，并與格柵拱架焊接或綁扎牢靠。（5）焊接連接筋：連接筋（φ22）環(huán)向間距600mm，內外交錯布置，與拱架焊接牢固。（6）C25噴射混凝土：分片、分層進行噴混，主筋保護層厚度達到4cm，噴完后修平砼表面。 </p><p><b>　　6核心土加固措施 </b></p><p>　　針對核心土周圍的土體很集中、垮塌嚴重的情況，采用掌子面打設注漿管并注漿的方式

16、進行加固：掌子面噴5cm厚C25混凝土進行封閉，每開挖進尺1m，注漿加固一次。注漿管梅花型布設，共11根，采用φ25無縫鋼管，L=1200mm，垂直掌子面打入1.0m，外露20cm，注漿壓力不大于0.3Mpa。注水泥-水玻璃雙液漿。 </p><p>　　7 暗挖施工技術的優(yōu)點 </p><p>　?。?）與常規(guī)作法相比，本施工技術安全系數(shù)高、土層沉降數(shù)值小、效率高。（2）優(yōu)化格柵榀距、縮

17、小圍巖暴露時間，是卵石集中地層淺埋暗挖施工安全控制的關鍵。（3）在卵石集中地層淺埋暗挖施工中，合理的選擇小導管注漿材料，適當更改出漿孔的孔徑及數(shù)量，與使用常規(guī)的小導管相比具有可操作性強、施工周期短等特點，有效地解決了卵石集中地層暗挖施工的超前支護問題。 </p><p><b>　　8 結論 </b></p><p>　　綜上所述，在地鐵隧道砂卵石地層暗挖施工的過程中

18、，不僅要了解工程本身的特點，還要全面了解暗挖施工技術的各個反面的內容，提出安全、快速、經濟的施工方法，最大限度的節(jié)約成本。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 劉魁剛，王文正，裴書鋒，等.砂卵石地層淺埋暗挖法快速施工技術 [U].現(xiàn)代隧道技術，2011，48（5）： </p><p>　　[2] 劉