1/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法中鐵九局第四工程有限公司二〇一一年三月膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法隧道淺埋暗挖法施工作為城市地鐵工程施工中經常運用的一種施工方法，地鐵在這方面已有多個成功先例,施工技術也日趨成熟,以滿足當前施工發展要求,本工法詳細闡述了跨三環暗挖隧道的施鑒幫助作用。2工法特點狀態;2.5通過分部開挖,合理組織施工班組循環作業,節約工期,節省2/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法3適用范圍本工法適用于城市地鐵隧道工程以及具有微膨脹地質的施工地4工藝原理本隧道采取的CRD法又稱為交叉中隔壁施工法,即在隧道斷面進,盡量降低對圍巖的擾動，同時開挖施工中通過超前注漿小導管、取分段成環及時封閉的原則,使開挖斷面環環相扣,形成全斷面初期5暗挖隧道初期開挖及支護施工工藝流程及主要操作要點3/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法施工準備超前大管棚、井點降水施工(0.5-1m)循環支立型鋼鋼架、超前小導管施工掛網噴射混凝土Ⅱ部土方開挖(0.5-1m)支立Ⅱ部土方開挖(0.5-1m)支立型鋼鋼架、超前小導管施工掛網噴射混凝土循環循環Ⅲ部土方開挖(0.5-1m)掛網噴射混凝土Ⅲ部開挖5mⅣ部土方開挖(0.5-1m)循環支立循環掛網噴射混凝土5.2．1降水施工根據當地地質水文資料以及本工程的施工特殊要求,經詳細驗算降水井5.2.2超前大管棚施工本暗挖隧道與兩側明挖基坑相接,圍巖自穩能力差，在明挖主體4/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法8mm大管棚超前支護。108管棚鋼管支護護明洞襯砌長管棚正面樁1200管棚設計長度長管棚縱面隧道施工地段為膨脹土地區，該地質遇水后易發生微膨脹,土體容易失穩,隨著隧道開挖施工的進行,通過在拱部150°范圍內設置小導管并注漿使其在開挖工作面以外形成厚度為0.5~1．0m的加固5.3暗挖隧道開挖施工長度2~3m。左右相應洞室錯開10m的距離，同側上下臺階距離5~7m；開挖循環進尺為0．6m;開挖下部兩個洞室的開挖采用全斷面開5/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法挖。開挖時上臺階預留核心土,以不影響安裝鋼架、噴射砼等工序為初期支護初期支護二襯拱二襯初期支護隧道初襯施工完畢站東廣場暗挖隧道縱斷面施工工序圖ⅥⅢ1、本圖為站東廣場站暗挖隧道縱斷面施工工序示意圖。2、開挖步驟如圖示，每一步開挖后應立即初噴約35mm厚混凝土,然后掛網、架立鋼架,鋼架與噴層間隙應楔緊，架立鋼架后，立即分層續噴混凝土至設計厚度。3、圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示開挖及支護順序；Ⅴ、Ⅵ表示二次襯砌修筑順序。實線為先開挖一側，虛線為后開挖一側。Ⅴ面開挖支護開挖、支護Ⅲ~隧道掘進方向ⅣⅣⅠ聯~Ⅱ6/20膨脹土一二三四五六七①鎖腳錨桿①②①②鎖腳錨桿③①④①②鎖腳錨桿③鎖腳錨桿1、作Φ42的超前小導管,并注漿3、設系統錨桿、鋪鋼筋網，架設側面及中隔壁開挖及支護1、開挖②部核心土體架2、設系統錨桿、鋪鋼筋網，架設側面及中隔壁④部土體開挖及支護1、施作Φ42的超前小導管2、開挖④部土體,留核心土支護階⑥部土體開挖及支護1、開挖⑥部土體3、噴砼支護3、綁扎襯砌鋼筋7/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法5．3.2施工排水：暗挖隧道Ⅲ、Ⅳ部開挖時在在隧道仰拱兩側挖出300(寬)*300(深)mm的排水溝，排水溝縱向坡度為3‰；在隧道主洞內每20m設置一個1500×1500×1000mm集水坑洞門處設置兩個2000×2000×1500mm的集水坑，用40m揚程水泵將5.4型鋼鋼架制安及網噴砼施工后再拆卸運至現場安裝，鋼架制作沿隧道周邊輪廓誤差小于3cm。型鋼鋼架利用鎖腳錨桿和定位系筋定位,定位系筋采用φ22鋼筋，每根長ma工字鋼與主體鋼架用螺栓連接,鋼筋網片采用雙層φ8間距150×150mm，噴射砼采用C25,S6早強砼,噴射厚度350mm。中隔壁底部8/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法接接頭A接頭AI22a工字鋼拱架接頭A接頭A接頭A接頭A接頭A接頭C5．4．2掛網噴射砼施工站臺隧道初支噴射砼為350mm厚C25，S6早強砼;采用濕噴工5.5施工監測隧道監控量測控制標準如表5．5.1－1所示:監測控制標準表表序號序號項目控制標準預警標準1降水效果設計水位設計水位以下0.5m2拱頂下沉40mm32mm3地面沉降30mm24mm4橫撐及臨時支撐受力鋼材標準強度(考慮壓桿穩定)控制標準的2/35鋼筋應力鋼材標準強度控制標準的2/39/20監測頻率膨脹土地監測頻率20mm砼襯砌應力水平收斂位移砼標準強度25mm67表測點布置及監測頻率表表點布置每10米一個斷面一對測力證每種型式有一個量測斷面設七個斷面,并保證每種型式有一個量測斷面證每種型式有一個量測斷面目拱頂下沉地面沉降橫撐及臨時支撐受力鋼筋應力砼襯砌應力水平收斂位移接觸壓力1~2次/2天1~2次/2天1~2次／2天3個月以后1~3次/月1~3次/月1~3次／月1~3個月周周1~15天1~3次／天天1~3次/天1~3次/天天序號12345671．地表沉降監測暗挖隧道開挖后,地層中的應力擾動區延伸至地表,使地表產生10/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法沿暗挖隧道軸線按10m間距布設地表沉降斷面，每個主斷面9個測點，測點間距2.5~4m。監測斷面及監測點的布置見圖5.5.2－1所示。拱頂下沉水平支撐應力測試水平支撐應力測試水平收斂斂以及水平支撐監測點布置示圖5.5.2-2拱頂下沉及水平收斂監測點布置圖2)拱頂下沉量測方法11/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法在量測斷面的拱頂埋設測點，用精密水準儀進行觀測，通過詳細計計算求出連續兩次量測的拱頂高程,將前后兩次量測的數據相減得拱頂下沉值。從而可以得出累計沉降、單次沉降等曲線，并可對其進行擬合,進而可以對其最終沉降做出預圖5.5.2-3拱頂下沉量測原理圖測,來指導施工,拱頂下沉的量測原理如右圖5．5.2-3。一端連接掛鉤與測點錨栓上不銹鋼環(鉤)相連，展開鋼尺使掛鉤與另一測點的錨栓相連，在彈簧拉力作用下鋼尺固緊,高精度的百分表析，目的。6暗挖隧道施工投入主要設備、人力、儀器配備6.1設備投入序序號設備(儀器)名稱1電動空壓機2風鉆3風鎬4錨桿機5濕噴機6液壓鉆機型號規格VFY-12/7YT-28PH150ZSP-5數量12/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法序序號設備(儀器)名稱7二次灰漿攪拌機8注漿泵9插入式振搗器10強制混凝土攪拌機11混凝土輸送泵12小型挖掘機13裝載機14龍門吊16冷彎機17交流電焊機18深水泵隧道超前支護凝土施工噴射混凝土施工凝土施工隧道的土方倒運材料及棄碴運輸材料及棄碴運輸材料及棄碴運輸型鋼加工、安裝施工降水;開挖排水型號規格JW180SYB50/50ZN35JDY350BHBT60AtDEW-1617BX1－630AS40-40/2-7．5K數量1臺1臺6.2人力投入各施工階段勞動力配備表表6.2－1施施工階段／工作2010.4．25~2010．8.5工作面一(右線)/隧道開挖及支護2010.8.5~2010．10.15工作面二(左線)/隧道開挖及支護2010.8.20~2010．12．2工作面一(右線)/二次襯砌施工工作面二(左線)/二次襯砌施工工種開挖工鋼筋工工龍門吊司機裝載機司機農用車司機開挖工鋼筋工工裝載機司機農用車司機鋼筋工模板工砼工雜工鋼筋工模板工砼工雜工人數32122223222241813/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法6.3監測儀器設備投入施工序序號監測部位儀器名稱1地表沉降、拱頂下沉測量徠卡DNA03電子水準儀,變形觀測專用銦鋼尺。2隧道凈空收斂SWJ－IV數顯式隧道收斂計3水位測量SWG90系列鋼尺水位計及配套水位管4圍巖壓力接觸式壓力盒5鋼筋應力鋼筋計、電阻應變儀6測力設備錨索拉力:鋼弦式錨索應力計,數字讀數儀7鋼架內力應變計7質量控制措施7.1現場施工質量控制措施進行統一管理,并隨時受到業主,監理的監督管理,確保施工工程質7.1.2隧道噴射混凝土的設計強度和厚度必須保證,鋼架要安裝度±15㎜;并與鋼架或錨桿連接牢固。鋼筋網間應搭接牢固,且搭接長度不應小于200㎜。14/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法±50㎜,高程＋30㎜,垂直度5‰;2)鋼架與壁面應楔緊,每片鋼架格柵節點及相鄰格柵縱向必須分別連接牢固，與縱向連接鋼筋應焊接可靠;影響隧道施工噴射砼質量的主要因素有:拌制砼原材料的質量,砼配合比,砼拌合運輸、噴射工藝、施工環境等，項目部在組織措施上、施工技術管理上及原材料使用上給予充分的保證,確保達到設計項目有:地表沉降監測、隧道周邊水平收斂監測、拱頂下沉監測、地技術操作能力。8安全控制措施15/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法8．1.3隧道施工現場除設置安全宣傳標語牌外，危險地段必須懸掛按照GB2893—82《安全色》和GB2894—82《安全標志》規定的標牌，主要作業場所和安全疏散通道設立24小時的36伏安全照8.2小導管注漿施工作業安全控制措施8．2.3加強通風,降低機械以及水泥水玻璃反應產生的熱量,減8.3隧道防坍塌安全控制措施石,承載力弱、自穩性較差，降水時會帶走部分砂，導致土層自穩能16/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法注常情況下的擋水設施;隧道吊出口設置鋼結構防雨棚，同時在已完成的明挖頂板排水坡度最低處設置集水坑,并配備足夠數量的砂袋,緊9文明施工及環保措施9.1文明施工保證措施建立文明施工管理組織,制定文明施工管理制度，對施工人員進行文明施工教育，建立健全崗位責任制,提高全體施工人員文明施工督電話,接受社會監督。,17/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法9.1．4進場材料、成品、半成品以及構件等分門別類，堆放整9．2環保措施采用低噪音設備,并輔以消音器、隔聲棚等措施,降低震動部件的噪9.2.2隧道開挖出碴按規定夜間運輸,現場出入口設洗車槽、排凈濕潤,避免塵土飛揚。棄物,按環保要求進行處理,生活中使用的一次性用品采用易降解的品,確保身體健康。沉淀池為主的排水系統,并在工程開工前完成工地排水和廢水處理設施的建設；生活區食堂要設置簡易有效的隔油池,配備灑水設備并指掏油,以免造成水污染。18/20膨脹土地區淺埋暗挖隧道初期開挖及支護施工工法站東廣場站隧道工程成功采用了本工法組織施工，通過分部開還保證了三環路的行車安全；施工過程中特殊施工機械需要量小,容易推廣。本工法采取分部開挖盡快成環,對圍巖擾動小、變形小、斷安全順利完成，并創下單月成環46m、雙線貫通總工期提前16天分型鋼鋼材加以重復利用節省了鋼材投入約50t,直接節約料費約23本工法的成功實踐并得以廣泛推廣使得我單位在成都建筑市場領域獲得業主及各方面領導的好評:2010年我單位榮獲由四川省建筑協會頒發的2009--2010年四川省年度建筑業先進企業榮譽稱。本工法已成功應用于成都地鐵2號線站東廣場站跨三環暗挖隧道,并取得良好效果。成都地鐵2號線站東廣場站橫跨三環路暗挖隧道位于成都市三環路東五段與規劃道路的十字交叉路口下方,呈東、西向布置,車站暗挖段中心