城市地鐵隧道下穿樓群、巖溶富水區(qū)施工技術(shù)

1、<p>　　城市地鐵隧道下穿樓群、巖溶富水區(qū)施工技術(shù)</p><p>　　摘要：大連地鐵促春暗挖區(qū)間設(shè)計以全風(fēng)化泥灰?guī)r為主，鉆探資料揭示鉆孔遇溶洞率為55%，區(qū)間施工豎井開挖時便遇溶洞，發(fā)生涌泥現(xiàn)象（后回填處理）；井口圍護(hù)樁過程中7根樁遇有溶洞，并伴有較發(fā)育地下水；區(qū)間正線正交下穿區(qū)域上方為老舊小區(qū)及大型工廠廠區(qū)，多為6層磚混結(jié)構(gòu)，樓齡普遍在20年以上，存在較大施工風(fēng)險及難度。 </p>

2、<p>　　關(guān)鍵詞：城市地鐵 下穿樓群 高見溶率 富水區(qū) </p><p><b>　　1、工程概況： </b></p><p>　　促進(jìn)路站至春光街站區(qū)間暗挖法施工部分，設(shè)計里程DK11+365.945～DK12+013.350：左線全長644.039m，右線全長647.405m，。線路沿促進(jìn)路南北向布置，自豎井側(cè)穿老舊居民小區(qū)，經(jīng)過香周路后下穿“遼寧建設(shè)

3、集團(tuán)第二工業(yè)安裝工程公司”廠區(qū)及“大連冰山三洋洗染有限公司”廠區(qū)，到達(dá)區(qū)間風(fēng)井。線間距13m～4.6m～12.615m。區(qū)間隧道地面地勢起伏較大，地面高程7.79m～10.58m。隧道拱頂覆土最大19.9m，最小13.14m。 </p><p>　　2、工程地質(zhì)及水文地質(zhì) </p><p>　　根據(jù)地質(zhì)資料及施工圖紙，下穿段區(qū)間隧道埋深較淺，且處于全風(fēng)化泥灰?guī)r與全風(fēng)化鈣質(zhì)板巖交界處，穿越段

4、隧道拱頂上方為卵石層，透水性極強，且從地質(zhì)縱斷面圖中顯示，局部已侵入左線隧道1.3m，右線隧道拱頂距卵石層最近距離為1.3m。隧道位于全風(fēng)化泥灰?guī)r地層中，屬于Ⅵ級圍巖地質(zhì)。 </p><p>　　本場地地下水按賦存條件主要為基巖裂隙水?；鶐r裂隙水主要賦存于卵石層以及基巖裂隙中。根據(jù)前期地質(zhì)勘察報告顯示地下水位埋深2.30～ 9.10m，水位高程4.15～16.45m。年水位變幅約1～3米。地下水的排泄途徑主要是蒸

5、發(fā)和地下徑流。主要補給來源為大氣降水。 </p><p><b>　　3、施工方案 </b></p><p>　　3.1 主要存在風(fēng)險如下： </p><p>　　3.1.1 地下水處理 </p><p>　　本區(qū)段本區(qū)段地下水主要為基巖裂隙水，且主要賦存于卵石層中，卵石層透水性極強。必須采取措施截斷地下水的補給源，并降

6、低地下水位，使土層排水固結(jié)增加圍巖自問穩(wěn)力，開挖時避免造成涌泥、涌水、拱頂下沉、塌方等嚴(yán)重后果。 </p><p>　　3.1.2 道路下沉、周圍建筑物基礎(chǔ)下沉 </p><p>　　隧道埋深較淺，河底距離隧道拱頂12m，春柳河兩側(cè)分別為香周路及遼寧建設(shè)集團(tuán)第二工業(yè)安裝工程公司辦公樓。全風(fēng)化泥灰?guī)r遇水軟化崩解，成流塑狀，極不穩(wěn)定，為保證安全，必須采取有效措施加固地層，加強開挖和初期支護(hù)措施

7、。 </p><p>　　3.2、注漿加固地層 </p><p>　　為保證區(qū)間隧道穿越春柳河段施工時工作面的穩(wěn)定性，確保安全施工，需對穿越段進(jìn)行注漿加固地層，同時起到堵水作用。注漿方法包括小導(dǎo)管超前周邊注漿加固和深孔注漿加固。 </p><p>　　3.2.1.小導(dǎo)管超前周邊注漿加固圍巖施工 </p><p>　　3.2.1.1注漿要點：

8、</p><p><b>　?。?）、拌漿 </b></p><p>　?、?、水泥漿攪拌應(yīng)在拌和機(jī)內(nèi)進(jìn)行：根據(jù)拌和機(jī)容量的大小，嚴(yán)格按要求投料，水泥漿濃度應(yīng)根據(jù)地層情況，凝膠時間的要求，一般控制自愛1.5：1～1：1之間。 </p><p>　　②、攪拌水泥漿的投料順序：在防水的同時，將緩凝劑一道加入攪拌，帶水加夠量后，繼續(xù)攪拌1min，最后再

9、將水泥投入，攪拌3min。 </p><p>　?、?、水玻璃濃度一般為35Be’，高濃度水玻璃的稀釋宜采用邊加水、邊攪拌、邊用波美計測量的方法進(jìn)行。 </p><p>　　④、制備水泥漿或稀釋水玻璃時，嚴(yán)防水泥包裝紙及其它雜物混入。注漿時應(yīng)漿液設(shè)濾網(wǎng)過濾，不經(jīng)濾網(wǎng)過濾的漿液不得進(jìn)入泵內(nèi)。 </p><p><b>　?。?）、注漿 </b>&l

10、t;/p><p>　?、佟⒉捎秒p液注漿技術(shù)，用兩臺注漿泵，或一臺雙液注漿機(jī)，兩條管路將兩種漿液分別輸入孔口混合器，經(jīng)分漿器輸入導(dǎo)管，進(jìn)入地層。 </p><p>　?、凇⒆{速度不宜過大，一般每根導(dǎo)管雙液總進(jìn)漿量應(yīng)控制在30L/min以內(nèi)。 </p><p>　?、?、注漿時，水泥漿與水玻璃漿的體積比應(yīng)按所需膠凝時間確定，一般應(yīng)控制在1：0.6～1：1之間。 </p

11、><p>　?、?、開挖時目測檢查注漿材料的分布、圍巖固結(jié)狀況、涌水涌泥等情況，及時改變下一循環(huán)注漿參數(shù)。 </p><p>　　3.2.1.2 施工機(jī)具：主要包括鉆孔機(jī)械、注漿泵、漿液攪拌機(jī)、混合器等 </p><p>　　3.2.1.3 注漿工藝： </p><p>　　3.2.1.3.1、深孔注漿加固圍巖施工 </p><

12、p>　　用于注漿的孔口管一般采用φ80mm的焊接鋼管或外徑不大于90mm、壁厚5～7mm無縫鋼管制作而成。為保證注漿施工順利安全進(jìn)行，工作面必須噴10cm以上的混凝土進(jìn)行封閉，并且在開挖輪廓線上打一圈小導(dǎo)管進(jìn)行注漿加固，然后按要求進(jìn)行孔位放線、鉆機(jī)定位，試機(jī)運轉(zhuǎn)。 </p><p>　　3.2.1.3.2、注漿參數(shù) </p><p>　?、佟⒆{采用雙液漿，水泥漿與水玻璃漿體積比為1

13、：0.6～1：1。 </p><p>　?、?、注漿壓力不宜超過1.5Mpa，凝膠時間控制在1～2min。 </p><p>　?、?、緩凝劑摻量應(yīng)根據(jù)所需凝膠時間而定，一般為水泥用量的2%～3%。 </p><p>　　④、注漿采用水玻璃漿液，濃度為20～35Be’。 </p><p>　?、?、注漿范圍為開挖輪廓線外0～3m，終孔間距按（1.5

14、～1.6）R考慮，一般為2～3m，注漿終壓為1.2～1.5Mpa，漿液擴(kuò)散半徑R為1.5～2.0m。 </p><p>　　3.2.1.4 注漿施工方式： </p><p>　　對于成孔困難時，宜采用工藝比較簡單的前進(jìn)式注漿方式。 </p><p>　?、佟@孔采用引孔導(dǎo)入法，即先用φ90mm鉆頭鉆進(jìn)2.5～3.0m后停止鉆孔。將孔口管正確裝入鉆孔內(nèi)，用快凝水泥進(jìn)行

15、堵孔，并保證孔口管方向與鉆孔方向一致。 </p><p>　　②、在孔口管周圍堵孔1h后可進(jìn)行短注漿，形成止?jié){墻，以防止正式注漿時漿液外溢滲漏。 </p><p>　?、?、進(jìn)行止?jié){墻注漿2～4h后，改用φ65mm鉆頭繼續(xù)鉆孔，軟弱地層鉆孔采用分 </p><p>　　段前進(jìn)形式，鉆一段注一段。 　　洞頂范圍內(nèi)圍巖風(fēng)化嚴(yán)重。巖體呈散塊狀，圍巖無自穩(wěn)能力，沿線布置有大

16、量民房。施工不當(dāng)易引起坍塌及危害周邊地表建筑物，因此是施工控制的另一難點。施工過程中需采取超前探測、超前注漿支護(hù)、降低爆破振速等措施來保證施工安全。 </p><p>　　3.3 周邊建筑物及管線保護(hù) </p><p>　　3.3.1 周邊建筑物保護(hù)措施 </p><p>　?、?、區(qū)間施工前應(yīng)首先對施工影響范圍內(nèi)建筑物進(jìn)行安全評估，并由相關(guān)單位明確其允許變形值及沉降

17、值等指標(biāo)，以便于監(jiān)測控制。 </p><p>　?、?、為了減小隧道施工對建筑物的影響，穿越段及兩側(cè)各50米范圍內(nèi)不宜采用鉆爆法施工，宜采用靜爆或機(jī)械開挖。如采用鉆爆法施工，應(yīng)采用減振爆破措施。并應(yīng)加強監(jiān)測施工對建筑物的沉降和振動影響，進(jìn)一步指導(dǎo)施工工法。 </p><p>　?、?、隧道施工采用臺階法，開挖采用0.5m進(jìn)尺循環(huán)，不得超挖超爆，開挖后及時支撐，快速封閉，及時采取初支背后及二襯背

18、后注漿，確保注漿壓力及注漿量，每循環(huán)對上臺階掌子面進(jìn)行及時封閉。嚴(yán)格控制沉降量及變形量。 </p><p>　?、堋⒓訌姳O(jiān)測頻率及監(jiān)測布點，采取24小時監(jiān)控量測跟蹤施工，信息反饋指導(dǎo)施工。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，根據(jù)建筑物的基礎(chǔ)形式，必要時采取跟蹤注漿和地面注漿加固等保護(hù)措施。當(dāng)?shù)叵滤?、地面變形和建筑物傾斜任何一項超過警戒值時，立即停止施工，對建筑物基礎(chǔ)底部土體進(jìn)行注漿加固。 </p><p>　

19、　⑤、對《地質(zhì)報告》中揭示的該段中存在的溶洞，必須提前探察其范圍、大小及填充物情況，在穿越段開始施工之前對建筑物下溶洞采取有效措施進(jìn)行處理。 </p><p>　　3.3.2 管線保護(hù) </p><p>　　促進(jìn)路及香周路道路下方分布著大量的地下管道、管線。區(qū)間施工前首先對施工影響范圍內(nèi)管線進(jìn)行安全評估，并由相關(guān)單位明確其允許變形值及沉降值等指標(biāo)。在區(qū)間施工過程中，對于帶水、帶壓等敏感管線

20、重點進(jìn)行監(jiān)測及保護(hù)，并根據(jù)量測結(jié)果，采用跟蹤注漿的措施，保障安全。 </p><p>　　開工前先對地下管線進(jìn)行調(diào)查，探明區(qū)間隧道平面范圍內(nèi)目前尚未明確的管線。若發(fā)現(xiàn)區(qū)間隧道平面范圍內(nèi)有較大型的控制管線，根據(jù)現(xiàn)場情況，采取合適的管線改移、保護(hù)措施，加強監(jiān)控量測，確保施工安全。 </p><p><b>　　3.4 施工監(jiān)測 </b></p><p&

21、gt;　　區(qū)間隧道所處地段地質(zhì)條件復(fù)雜，地面交通繁忙，地下管線繁多，距周邊建筑物較近。為了確保施工期間周圍環(huán)境及結(jié)構(gòu)自身的施工安全，由專職人員組成監(jiān)控量測組，在項目總工程師的直接領(lǐng)導(dǎo)下負(fù)責(zé)測點的設(shè)置、日常量測工作和數(shù)據(jù)處理、信息反饋工作，進(jìn)行信息化施工，確保工程施工的安全。通過監(jiān)控量測達(dá)到以下目的： </p><p>　?。?）監(jiān)視圍巖應(yīng)力和變形情況，驗證支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計效果，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、地表建筑和地下管線的

22、安全，確保地面交通的正常運行、地面建筑物及地下管線的正常使用。 </p><p>　?。?）提供判斷圍巖和初期支護(hù)基本穩(wěn)定的依據(jù)。 </p><p>　　（3）通過監(jiān)控量測，了解施工方法和施工手段的科學(xué)性和合理性，以便及時調(diào)整施工方法，保證施工安全。 </p><p>　　（4）通過量測數(shù)據(jù)的分析，掌握穩(wěn)定性的變化規(guī)律，修改或確認(rèn)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)。 </p&g

23、t;<p>　　鑒于上述原因，出于注漿后上軟下硬，且加固范圍的考量，隧道施工對地下爆破振動速度、爆破循環(huán)進(jìn)尺、地表沉降等施工提出了更高的要求，一旦爆破振動速度和地表沉降超過地表建筑物的承受能力，很可能造成樓房等地表建筑物的開裂，后果將十分嚴(yán)重。 </p><p>　　洞內(nèi)控制爆破措施：隧道周邊采用光面爆破、圍巖較軟處采用松動爆破、核心掏槽采用拋擲爆破的綜合微震控制爆破技術(shù)， 采用低爆速、低密度的2號

24、巖石乳化炸藥，控制單段最大起爆藥量，選擇不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，選擇最小抵抗線方向，采用微差延時起爆技術(shù)，以盡可能減輕對圍巖和周圍構(gòu)筑物的擾動，維護(hù)圍巖自身穩(wěn)定性，達(dá)到良好的輪廓成形。 </p><p>　　同時建立自己的爆破振動測試體系，施工期間堅持量測和紀(jì)錄爆破振動。施工監(jiān)測與信息反饋是進(jìn)行動態(tài)設(shè)計施工的關(guān)鍵，根據(jù)監(jiān)測信息以及建筑物與主隧道的位置關(guān)系及時調(diào)整爆破參數(shù)，使施工更安全、迅速和經(jīng)濟(jì)合理。 </p>

25、;<p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 楊新銳，樊宇，文景. 淺埋隧道穿越不良地質(zhì)段施工變形控制指標(biāo)[J]. 市政技術(shù). 2011（04） [2] 楊安治，李為強. 城市地鐵區(qū)間喇叭口段雙聯(lián)拱隧道施工技術(shù)[J]. 科技資訊. 2009（02） </p><p>　　[3] 王遠(yuǎn)，郭亮. 淺析地鐵隧道穿越F3地裂縫的施工[J

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