淺談大跨度的地鐵暗挖技術

1、淺談大跨度的地鐵暗挖技術         摘要：北京地鐵十號線二期工程，即成壽寺站宋家莊站區(qū)間結構為馬蹄形斷面，初期支護作為臨時結構，由噴射混凝土、鋼筋網及鋼筋格柵拱組成。本文在交代了此工程的施工準備及工序后，對于大跨度的地鐵的暗挖技術所存在的問題進行了重點的論述，具體包括超前小導管、下臺階高度、背后回填注漿以及鎖腳錨管作業(yè)、帶水作業(yè)五大問題。Abstract: Beijing Subway Line 10, phase II, interval between chengshousi station and so

2、ngjiazhuang is of horseshoe-cross section structure, initially being the temporary structure with the formation of sprayed concrete, reinforced steel mesh grille and arch. In this paper, the author explained in focus on large span of subway tunneling technology problems after introduction of the pre

3、paration and process of the construction of this project, specifically five major ones including advance a small tube, the next step heights, behind the backfill grouting and anchor the lock pin management operations, operating with water.關鍵詞:大跨度；地鐵暗挖；技術；問題Key Words: large span, concealed tunneling,

4、 technology, questions1.大跨度地鐵暗挖施工概述1.1大跨度地鐵暗挖施工準備（1）技術準備：隧道中心線及控制標高已經放樣，并做好標記，制定暗挖施工方案，并按方案編制各施工工序技術交底；（2）機具準備：開挖過程中使用的風鎬、鍬、空壓機、挖掘機、攪拌機、通風機、電焊機等施工機械均已準備到位并經驗收合格。（3）材料準備：支護所需要的錨管、鋼筋網片、鋼格柵等材料加工制作完成，通過項目部質檢部門組織的驗收。（4）現場準備一定數量的應急搶險物資，現場施工人員已就位。計劃左右線隧道各設2個班組，根據需要可增加班組數。1.2大跨度地鐵暗挖施工順序隧道初期支護堅持開挖一段封閉一段的支護原則

5、，隧道初支施工工藝流程是：測量放線、注漿加固土體、土方開挖、噴射50mm厚混凝土、安設鋼格柵、鋪鋼筋網、復噴混凝土、復噴混凝土達到設計厚度。1.3暗挖法的內容暗挖法作為適應城市的地下工程的國家級工法，在多年的使用中充分的體現了自身的實用性以及優(yōu)越性。北京的西單地鐵站就是以暗挖法建成的，更為廣泛使用的是與淺埋結合的淺埋暗挖法，這種方法不僅在修筑地鐵中有著極為重要的應用，并且在城市中的修建地下設施，例如地下商業(yè)、車廠地下管網等方面有著不可替代的作用。因此研究地下工程對環(huán)境的影響及改進施工的工藝有著極為重要的意義。2.影響暗挖隧道工程地面沉降的主要因素（1）地層土體特征。首先隧道開挖后的上覆土能否形

6、成自然拱與土體本身的力學性質有著密切的關系，而又直接的影響到支護結構及地層、地表的變形沉降。并且由于土體的特征會隨著自然條件而改變，自然的沉降量也會改變。因此要保證暗挖的施工質量，必須充分的了解各土層的靈敏性、塑性狀、流塑性狀、厚度、類型等物理性質。（2）地下水。由于暗挖地鐵多會位于水位線以下，隧道開挖的過程中不可避免的出現滲水情況，由此形成的滲水通道會使得底層持續(xù)的失水，造成土層的空隙固結收縮，甚至導致地層不穩(wěn)以及支護結構的內力加大。（3）地層應力釋放。在暗挖的施工中為了使得地表的變形得到有效的控制，一般采用地層預加固以及及時支護的方式。對于多孔狀土質，如果還存在潛在的塌滑面，沉降槽的寬度以

7、及下沉量就會隨著地表的下沉以及地層應力的釋放而增大，且垂直應力的釋放致使拱頂的下沉加劇，因此控制地層的應力釋放所影響的范圍就可以緩解這一問題。         （4）隧道相互作用的疊加。這一問題主要是在兩隧道的距離小于三倍的隧道寬度時所考慮的，這是兩方同時開挖會比單方開挖造成的擾動大，極易造成地層的松弛，以至出現連續(xù)的、較大的變形。3.施工常見問題分析3.1超前小導管（1）打設角度。北京在建的地下工程的隔柵間距一般設定為50cm，最大也就75cm，與之相應的小導管的外插角度為10-15度。但是施工中會出現隔柵與角度

8、不符合設計要求的情況，更不滿足環(huán)向外插角5-15度、超前導管3-5米的規(guī)定。究其原因就是技術的發(fā)展與規(guī)范的更新不相協(xié)調。解決這一問題的措施為：首先要求設計人員要具有探索、實事求是的精神，按照CAD的放樣標準進行設計標準的設定，以增加可操作性；其次要監(jiān)理、施工單位將這一精神準確的傳達給設計人員，必要的時候可以請求業(yè)主協(xié)調會解決；再次要個別有爭議的問題可以召開專家評審會。（2）小導管加工制作。首先是管子的選材問題:施工中使用25mm鋼管作為超前支護50-75的開挖步距效果理想。但是設計之初選用的是42mm的鋼管，這是受到相關直徑約束的影響。這里的意見是將小導管的直徑選為25mm，不僅可以達到減小對

9、土體的擾動目的，還可以降低工程的造價。施工中如有不同意見可以結合各方的意見，召開專家評審會。其次是小導管的加工制作問題。實際中使用一錘砸成鴨舌尖形狀，并且尾部沒有鋼筋箍。這種方式不符合規(guī)定的要求，打入的深度較淺，因此要嚴格的控制小導管的加工制作。3.2背后回填注漿大跨度地鐵暗挖技術的具體實施中，現場的工作人員經常為了減少對于初襯施工的干擾，往往不能及時進行回填注漿作業(yè)，隧道成環(huán)30-50米后才進行。但是這樣不能避免自然降水、漏水等通過一襯進入隧道，并且隨著時間的延長，細小的土粒會隨著水流不斷的流失，致使沉降形變增加，管線的沉降及變形更大。因此為了避免暗挖開挖面與回填注漿之間的影響，可以專門的為

10、注漿作業(yè)設定一個操作臺，上面可以正常的進行注漿作業(yè)，而下面也不影響車輛的通行。既可以控制地面沉降變形，又可以減少初期及最終對于結構的影響。同時為了改進注漿作業(yè)，應該把注漿后對設備的及時清理作為制度定下來，減少因清理設備浪費的時間。此外注漿的飽滿性與及時性同樣重要。一般的要求注漿的壓力在0.3-0.5MPa，以確保背后回填注漿的密實性。3.3下臺階高度由于施工的現場考慮到拱部開挖的安全，將上臺階的高度設為全斷面高度三分之一。但是這一高度在進行諸如開挖仰拱、架設格柵以及鋪設網片等工序時就很不方便，危險性很大。解決的方法是開挖U形減壓槽，通過此方式將臺階的高度降至1.8米，減少土體的坍塌掩埋工人的可能性。3.4帶水作業(yè)盡管施工中的開挖作業(yè)面要求無水施工，但是實際中卻很難避免。當強度較高的粘土遇到水時，就會將起到固化作用的膠結物迅速的溶解，從而使得黏土的強度瞬間下降，致使開挖面的坍塌。采取的措施通常有兩種：一種是真空抽水。但是由于界面不平，很難將水抽凈，但是其優(yōu)點是造價低。另一種是實施全斷面的注漿止水。這一方法止水效果好，但是需要搭設腳手架、拆除開挖面等復雜的工序，成本較高。實踐中最為有效的方式為設置疏水用的管子，將滲水引出。結束語：結合北京地鐵暗挖技術的重點，分析了所存在