1、目業晶各幅 教 題專學姓導09931199目業晶各幅 教 題專學姓導09931199淺埋暗挖隧道利用超前小導洞過富水層施工技術土木工程（鐵道工程）趙義國王迅直屬學習中心交通大學網絡教育學院2011年9月 2日院系西南交通大學網絡教育學院專業土木工程（鐵道工程）年級 2009級 學 號 09931199 姓 名 趙義國學習中心指導教師王迅題目淺埋暗挖隧道利用超前小導洞過富水層施工技術指導教師評 語是否同意答辯 過程分（滿分20）指導教師 簽章）評閱人評 語評閱人，成 績答辯組組長 簽章）畢業論文任務書班 級 土木工程（鐵道工程）2009-7班（高專）學生姓名趙義國 學 號 09931199開題日

2、期：2011 年8月29日完成日期：2011年 9月 29日題目1、本論文的目的、意義本文以北京地鐵五號線磁器口站崇文門站區間橫通道施工為例，介紹了利用超前小導洞順利而安全的通過富水層的施工技術，并對所采用的施 工方案、參數、輔助工藝作了闡述。學生應完成的任務 基本了解超前小導洞在淺埋暗挖隧道中通過富水層的施工技術、參數、工藝流程，和施工中的注意事項，熟悉和了解施工中的質量控制和施工中各種問題的處理。2、論文各部分內容及時間分配：（共3周） TOC o 1-5 h z 第一部分（周）第二部分（周）第三部分（周）第四部分（周）第五部分（周）第六部分（周）評閱或答辯（周）3、參考文獻見后11頁指導

3、教師： 年 月 日 審批人： 年 月 日誠信承諾一、本論文是本人獨立完成；二、本論文沒有任何抄襲行為；三、若有不實，一經查出，請答辯委員會取消 本人答辯（評閱）資格。承諾人：趙義國2011年 9月2日 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 第一章前言1 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 第二章工程概況3第三章灌注樁的施工103.1技術措施103.2鉆孔施工103.3鋼筋籠加工與安裝103.4混凝土澆筑113.5有關技術措施113.6施工注意事項123.7施工注意事項12第

4、四章塌孔的原因分析、防治措施134.1塌孔的原因分析134.2防治措施134.3塌孔的原因分析134.4防治措施13第五章塌孔的原因分析、防治措施13第六章塌孔的原因分析、防治措施13致謝 16參考文獻 17摘 要本文以北京地鐵五號線磁器口站崇文門站區間橫通道施工為例，介紹了利用超前小 導洞順利而安全的通過富水層的施工技術，并對所采用的施工方案、參數、輔助工藝作 了闡述。關鍵詞：淺埋暗挖隧道超前小導洞過富水層 施工第一章前言隨著社會的不斷發展，城市基礎建設的不日益擴大，城市地下空間不斷的被開發利用， 隨之而來的是不斷出現新的施工難題，給淺埋暗挖施工技術帶來了新的課題。在地下工程 的施工中有很多

5、不可預料的因素，主要表現在地質的變化不定及難以疏干的地下水，給地 下工程的施工帶來很大的困難。本文以北京地鐵五號線05標段區間施工橫通道過富水層 為例，淺述超前引水小導洞過富水層施工技術。第二章工程概況北京地鐵五號線磁崇區間施工通道位于區間里程K6+624.531處，與區間隧道正交 連接。施工通道全長56.241m，埋深約18m。地面為豎井施工場地及交通干道崇文門外大 街，其中有39.19m位于道路下方。施工通道頂板位于中粗砂層及粉細砂層上；底部落在粉質粘土層上。潛水層標高 29.4231.09m；承壓水水頭標高20.3323.68m。豎井施工中揭示橫通道地質情況由上到 下依次為粉細砂層、砂質

6、粉土、粘土。潛水水位在豎井開挖完成后位于標高24.70，且未 有下降趨勢。工程地質及水文情況見圖1。柴填班粉細砂!.:肅成粘兵柴填班粉細砂!.:肅成粘兵第三章圖1 施工難點水髀圖的問題豎井穿過富水粉細砂層時，由于潛水的作用下，粉細砂層容易形成大量流砂，補給迅 速，無法形成開挖面，當豎井施工到此位置時，幾近于停工狀態，在經過一系列措施后終 于穿過富水砂層（1.5米厚的富水砂層，費時近一個月才完成該部位的豎井初支施工），在 有鑒于未排凈的潛水作用于粉細砂層、砂質粉土層形成流體后對豎井開挖造成的困難，監 理單位會集設計單位、業主代表和施工單位召開了關于區間橫通道施工的專題會議。確定 在馬頭門段施工過

7、程中，采用拱圈外圍加密、加長小導管預注漿加固地層，掌子面梅花形 布設導管注漿加固，防止地層滑移；同時可根據水位調整鋼格柵連接板位置并在馬頭門段 拱部隔棉加設臨時橫撐。實際施工中按討論確定的方案實施，但施工中現場情況分列如下: 3.1破除豎井井壁時發現原豎井回填注漿層平均厚度達到0.6m。3.2馬頭門段拱部厚度約1.4m范圍內為無水粉細砂層（標高26.04124.7m），經預注漿 后自穩能力較強，未發生坍塌，設連接板位置于此單獨開挖上部，施工情況良好。3.3拱部下0.6m因殘留潛水作用于粉細砂層和砂質粉土造成流體嚴重，拱腳土層損失，坍 塌向兩側擴大，一般發育為向外側1m,厚度0.8m的空洞。3.

8、4下部開挖除與拱部約0.5m的連接段受流體影響段外。其下均為不透水的粘土層，自穩 能力好，開挖正常。3.5同時，馬頭門段的施工顯示粘土富水層有緩慢上行向區間地質分界線標高接近的趨勢。 3.6馬頭門段拱部完成后，封堵其與標準段1m高差的堵頭（標準段拱部標高25.041），施 工標準段拱部。在標準段拱部施工共進行3棉。施工中由于殘留潛水水位上升導致拱部受 流體影響的范圍加大，每棉開挖均有垮塌現象,坍塌范圍一般為拱頂1.5m,向隧道前進方向 1m,兩側各1m。當開挖至第三棉格柵架立尚未調整就被流砂淤死。與監理單位商議，認為 應封面注漿，停止開挖。3.7情況發生后，經與降水單位討論，在洞內施做4 口水

9、平降水井。水平降水管完成后出 水量較小，掌子面情況并無好轉。隧道施工無法進行，需要重新討論確定方案。第四章超前小導管的施工4.1方案比選針對豎井、施工橫通道施工中的共同難點，考慮到如果潛水層底部殘留水無法有效 排除，不但原無水條件設計施工方案將無法進行，而且施工安全將得不到有效保障。為此， 監理單位多次邀請設計、業主、降水單位及工程界專家對施工情況進行研討。其間提出了 旋噴樁隔水、大管棚支護、地面密布小口徑透水井等方案。豎井及通道受空間所限，旋噴樁不易實施；橫通道全長56.214m，大管棚支護不能保 證精度；橫通道大部分位于輔路及主路下方，密布小口徑透水井無法實施；橫通道臨時仰 拱以下為粘土層

10、，超前小導洞置于粘土層中，易于實施且不受富水砂層的影響。經對上述 方案在經濟與可行性比較基礎上，提出采用超前下導洞引排水，上斷面后跟進的施工方案。 4.2施工工藝流程施工工藝流程如下:圖2工藝流程圖4.3施工技術參數封閉施工掌子面，邊墻橫向架設兩根工字鋼在同一平面，中間用6 221000豎向雙 排梅花形布置鋼筋，外側掛網噴砼保護核心土，增強圍巖自穩。在封閉完成的上半斷面設 一條橫向引水溝，將掌子面上半斷面的流水順邊墻導出，排入豎井集水坑泵出。超前降水導洞以原結構邊墻為邊墻，中部設一直墻，底部降到原結構底板以下 30cm，如需要，待到導洞完成時，仍按設計架設仰拱。為保證開挖超前小導洞的上層覆土的

11、隔水性和穩定性，在橫通道下部粘土層內距 含水層1.5m以下施工超前導洞，在超前降水導洞拱頂縱向1.0m設一排預留孔，一排6孔， 噴砼后預留孔內打設梅花孔透水管。拱頂預留孔采用長30cm直徑？ 50mm的鋼管。透水管 為長2.53.0m直徑？ 32mm梅花孔鋼管。在透水管下端插入長3.0m的？ 50mm的PVC接導 水管中，將水匯入兩側？ 160mm的PVC排水管內，兩側匯水管每2m向前接一次，接頭套管 為20cm，排入豎井集水坑泵出。施做下導洞時預留了兩側墻上部分的連接板，為保證結構的完整性在施工橫通道 上斷面時，在上下節板處增加縱向鋼格柵與邊墻格柵用L型鋼筋連接。在拱部開挖時，每根打設1.5

12、m長，環向間距10cm的？ 32導管，超前注漿支護。在上斷面施工時，對不能完全解決的隧道兩側少量流體引起拱腰至拱腳（約1.5m 范圍兩側徑向平均0.6m）的土層損失，在格柵架立后用同標號的噴射砼回填。并及時對橫 通道砂層周邊2.5m范圍內的土體進行補償注漿，預防因含水層砂體流失造成上層土體逐 層塌陷。橫通道成環后對砂層兩側壁外2.5m范圍內的砂層加固注漿，以預防因含水層砂 體流失造成上層土體逐層塌陷，影響路面交通。水平打設？ 32鋼管，縱向間距0.5m，豎 向間距1.0m（單側3根），管長3.0cm，打入長度2.5m,注1： 0.8:0.6的水泥水玻璃雙液漿。橫通道超前引水導管施工圖見圖3、圖

13、4。拱部超前小導管甲 3210mm,L=2.0m,每棉排設岌側壁后2.5m范圍內土體補償內密排，L=2:m 一次 注漿止水帷幕區拱部范圍內土 體坍塌，徑向 平均0.3m，回 噴岌側壁后2.5m范圍內土體補償內密排，L=2:m 一次 注漿止水帷幕區拱部范圍內土 體坍塌，徑向 平均0.3m，回 噴C20砼隔水導層上1.0m范圍 乍小導管Q 32 | . 0m,每棉排設-牛L引水管通則壁后2.5m范圍內土體補償耳 生漿管，:q ：3此:也Km二二:二二側壁回填補償 注漿體拱部與二步連 接Q 50匯水PVC管Q 160匯水PVC管超前引水小導洞超前引水小導洞超前引水小導洞超前引水小導洞圖3超前小導洞與

14、通道結構關系圖（橫剖面圖）圖4超前小導洞與通道結構關系圖（縱剖面圖）4.4技術要求超前小導洞開設之前封閉掌子面，保證橫通道上斷面不發生流砂現象；南北兩側超前小導洞錯開23m進行開挖，通道拱部施工落后于導洞1015m；引水管每隔1020cm打一透水孔，梅花型布置季，端部制成尖狀，在打入土體 時，使用棉紗等物堵塞透水孔，防止土體堵塞用管眼，保證引水管的透水性；超前小導管的打入角度控制在1015。之間；噴砼時對拱腰至拱腳的坍塌部分用同標號的噴砼回填，并及時注漿填充空隙，以 防殘留水集蓄軟化土體。在拱部與二步進行連接時，為保證結構的完整性在施工橫通道上斷面時，在上下 節板處增加縱向鋼格柵與邊墻格柵用L

15、型鋼筋連接，并確保其焊接質量。橫通道成環后對砂層兩側壁外2.5m范圍內的砂層加固注漿，注漿壓力控制在 0.2 0.4MPa。橫通道初支施工結束后，破除引水導洞的拱頂及中墻，并鋪設底板砼至設計標高。加強洞內及洞外的監控量測，及時反饋監控信息。第五章效果檢驗與分析區間施工橫通道拱腰處于富水砂層中，砂層中的潛水，無法通過降水井將其疏干， 在施工過程中形成流砂，給施工帶來了很大的困難，通過采用下導洞超前，打設透水管引 排富水砂層的潛水，在橫通道拱部的施工過程中，沒有發生流砂現象，僅在局部存在滲水 現象，最大累計沉降值15mm，在短時間內安全、順利的完成了通道的施工，為進入正洞的 施工提供了保障。超前引

16、水小導洞利用通道的邊墻作為導洞的邊墻，充分利用了既有資源，在不影響通 道的結構受力情況下達到了預期目的，同時為項目及單位創造了經濟效益，對以后類似的 工程具有借鑒意義。第六章結論北京地鐵05標區間橫通道采用超前引水小導洞過富水層的施工，有效的排除了地層 的殘留水，為施工創造了有利的條件，有效防止了土體的流失及坍塌，有效的控制了地面 沉降，保障了施工安全，為以后在以后城市地下工程施工中遇水遇流砂時多了一條選擇， 為今后類似工程的施工提供了借鑒。致 謝本文是在王訊老師精心指導和大力支持下完成的。在論文的寫作過程中賈老師對論文 的框架、文中數據的支持，給予了精心指導并提出了眾多合理建議，為論文理論性、科學 性提供了強有力的支持。同時也是我對超前小導管施工的施工方法、工藝要點、施工注意 事項。有了更高、更全面的認識。同時，我也要感謝我的同事、同學們，謝謝大家對我的論文提供的一些意見和建議、 資料參考，使我寫這篇論文的時候，能夠順利完成這篇重要的論文，謝謝大家!向所以給與 我關心和幫助的老師和同學們示衷心的感謝！參考文獻中華人民共和國建筑法建設工程質量管理條例國務院令第279號建設工程監理規范(GB50319-2000)鐵路建設工程監理規范(TB104022007)建設工程項目管理規范(GB/T50326-2001)建設工程