小间距地铁区间隧道施工技术论文_韩帅

小间距地铁区间隧道施工技术论文_韩帅

中铁十八局集团第一工程有限公司 河北涿州 072750

摘要:在城市建设中,很多情况会出现交通线路交叉立交的情况,例如公铁立交桥,而近些年随着地铁建设的发展,地铁下穿建筑或桥梁的工程十分常见。这就要求我们在保证地铁施工质量的同时要保护既有建筑、桥梁的安全情况。地铁在修建的过程中,线路所在的土层由静态变成了动态,这就形成了所在地面容易发生土体变形的状况,如果不及时采取支护或保护,非常容易出现位移、沉降、变形等状况,并对地面建筑造成严重的破坏。所以在地铁施工中(暗挖法)必须对区间隧道进行支护检测,并对周围的地质环境进行检测,以保证周围环境的安全。

关键词:小间距;地铁区间隧道;施工技术

引言

本工程所在地基本属于滨海平原地貌,地势平坦。区间东出入段线与正线隧道并行段长 196 m,西出入段线与正线隧道并行段长 378 m;3 线的线间距均为10 m、隧道间净距仅为3.8 m,且东、西出入段线隧道均在正线隧道施工结束后再进行。这种小线间距、长距离并行盾构施工比较少见,特别是在 2条已建隧道的中间进行第 3 条隧道的施工会对旁边的已建隧道产生多大的影响?如何将该影响降至最低,以确保已建隧道及新建隧道的安全,是本段隧道工程的施工难点。在缩短单渡线范围内,在设计里程SK3+ 341.145 m~ 391.145 m和SK3+399.145 m~ 449.145 m两处各50 m范围内形成并行小间距隧道,隧道净间距从6.281 m渐变减小至0.532 m。

1超前支护

1.1设计参数

隧道Ⅳ类围岩开挖采用超前注浆小导管加固拱部围岩,小导管采用Φ42×3.5mm热轧无缝钢管制作,单根长度3.5m。注浆浆液为水泥、水玻璃双液浆(水泥:水玻璃=1∶0.5)。以15°的外插角钻孔,向隧道前方注浆加固。

1.2小导管施工

小导管注浆前,应对开挖面及5m范围内的坑道喷射厚为5~10cm的混凝土封闭岩面。注浆初始压力0.5MPa,终压1.5MPa。注浆过程中应根据地质情况、注浆目的等控制注浆压力,在孔口处设置止浆阀。注浆结束至开挖前的时间间隔为4~8h。

2洞身开挖

2.1拱顶增设暗梁加固

1.加工暗梁。暗梁采用水平双拼焊接两根I18工字钢,长9.64m,在靠近两端头处上方埋设注浆管。

2.搭设施工平台,凿除喇叭口C最后一榀格栅与暗梁连接处的混凝土,架设暗梁,暗梁和喇叭口C最后一榀格栅主筋焊接连接。

3.在暗梁下方紧挨暗梁打设φ42钢管,长3.5m,间距0.8m,并与暗梁焊接。

4.通过注浆管向暗梁中压注水泥浆,填充密实,水泥浆配比及压力严控。

5.喷射混凝土将暗梁与堵头墙连接成一个整体并喷射平整。

2.2光面爆破

光面爆破要根据围岩特点合理选择周边眼间距(E)、周边眼的最小抵抗线(V)、相对距(E/V)和装药集中度(q)等,采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验确定。周边眼采用小直径药卷,并严格控制周边眼的装药量,并使药量沿炮眼全长合理分布,采用毫秒雷管微差顺序起炸,使周边炸破时产生临空面,同时周边眼同段雷管起炸时差尽可能小。

施工中光面爆破的参数取值如下:(1)S12段围岩较软弱、破碎,周边眼间距E取40cm。在取较小的周边眼间距的同时,抵抗线适当增大,但必须大于E,取60cm,周边眼相对距E/V应取较小值;(2)S3段围岩周边眼间距E取45cm,抵抗线V取70cm;(3)S4段围岩周边眼间距50cm,抵抗线V取60cm;施工中炮眼深度及单位体积岩石耗药量取值如下:(1)S12段围岩炮眼深度控制在1.0~1.5m,单位耗药量取0.69kg/m3;(2)S3段围岩炮眼深度控制在1.2~2.0m之内,单位耗药量取0.58kg/m3;(3)S4段围岩炮眼深度控制在2.0~2.5m之内,单位耗药量取0.85kg/m3。

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2.3中间岩柱加固

左右线隧道中间岩柱端头,可采用临时工钢支护。进行注浆加固,在开挖洞时(即右洞),应在中间岩柱段布设一些侧壁超前支护。注浆前浆液在拌和机内进行搅拌,注浆结束至开挖的时间间隔,采用水泥-水玻璃浆液时为4h左右,以保证注浆材料有充分的胶凝时间,使与地层充分胶结硬化,达到加固、堵水的目的。

安装注浆管时,在注浆管孔口处用胶泥与麻丝缠绕,使之与钻孔孔壁充分挤压塞紧,实现注浆管的止浆和固定。胶泥凝固到有足够强度后方可注浆。注浆结束后及时对注浆效果进行检查,如未达到设计要求时,必须补充孔再注浆。

2.4中间岩柱对拉锚杆的施工

中间岩柱对拉锚杆采用φ25螺纹钢筋,张拉设备采用穿心式单作用千斤顶。锚杆预张拉应力为50kN,一端固定,另一端张拉。锚杆固定端和张拉端沿纵向间隔一排布置,在同一截面上间隔进行张拉,以避免产生局部压应力集中现象。螺纹钢筋的锚固在油泵开动、压力表指针稳定时进行。施工中千斤顶端部及非张拉端钢筋端部严禁站人,并加设防护措施。张拉后的钢筋在未灌浆前严禁碰击、踩踢。灌浆工作必须避开钢筋端部,以防预应力钢筋突然断裂弹出伤人。在有油压情况下,严禁拆卸油压系统中任何零件。

3袖阀管注浆施工

一般情况下袖阀管在穿越铁路桥段的设计参数如下:

袖阀管采用柔性塑胶壁准50,壁厚为5mm,单节长1m;设计扩散半径40cm,注浆压力0.2~0.6MPa;采用的注浆水灰比,为0.6:1或0.8:1;注浆速度要控制在10~100L/min之间,注浆所有材料为42.5水泥砂浆。

袖阀管注浆在进行过程中先要使用工程钻探机,进行钻孔,在钻孔同时采用泥浆进行护臂,而且垂直偏差要控制在1%以内。然后再向孔内灌注封闭泥浆,要注意在灌注前先测定孔深。封闭泥浆所起到的作用是封闭单向阀管和钻孔壁之间的空隙,使灌浆在孔内环开,溢出的泥浆要被挤入四周土层。泥浆灌注完成后就要进入下管环节,在充满封闭的泥浆钻孔中先插入单向阀门管,要做到每隔30cm钻取一组射浆孔就要外包皮套,要保证泥浆都能注入孔底,而起管口上部必须高出地面5cm。水泥灌注完后要进行封口,在地面20cm范围内采用锚固剂和水玻璃进行封口,而且要避免注浆时发生的冒浆和阀管顶出地面的情况。最后可以开始注浆,注浆的过程要保证水泥浆带有一定强度后方可进行分层注浆。

4台阶法施工

4.1上台阶开挖和核心土的预留

在开挖时要使用人工风镐进行开挖,要控制开挖的尺度,防止反坡形成塌方事故,同时在拱角处要预留20cm土层,并采用人工开挖,避免因拱角原状土发生破坏,而形成承载力不足引起下陷。

4.2上台阶支护

开挖后要立即设置格栅,相邻的钢架间要使用准22的钢筋进行连接。环向间距要保证100cm。在布设钢筋网时,要随着初喷混凝土的走势进行钢筋网的定型,钢筋网采用准6.5的钢筋制作,而且钢筋网格要达到15cm。钢筋网要按照设计要求采取定性处理,每片钢筋网的面积不能小于1m2,而且要为相互间的搭接预留20cm的搭接面。在拱架和开挖轮廓的空间内用混凝土填满,要先填充拱架和轮廓间的缝隙,然后再喷射拱架。一般会在钢拱架的拱脚处设置锚管,并使其与钢拱架进行焊接,能起到保证拱架与围岩发生变形时的支护作用。在混凝土喷射Ⅱ8型临时仰拱时要保证距离上台阶的开挖面1.5m。

4.3下台阶交错开挖支护

当上部台阶在完成初期支护后,就可以开挖下台阶和仰拱。首先开挖一部分,保证格栅钢架和拱部钢筋相互调正,然后使用螺栓进行连接,使其牢固,当钢架支立完成后,就可以进行钢筋网连接和混凝土的喷射工作。

结束语

小间距双洞隧道施工的关键是中间岩柱的加固和稳定,由于围岩自稳性和支护结构的受力较一般隧道复杂,必须充分利用隧道围岩的自承、自稳能力,通过围岩加固措施使隧道修建达到经济、合理的目的。熟练掌握小间距隧道施工的工序及工法,能确保我公司在市政工程上占有一席之地。

参考文献:

[1]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京人民交通出版社,2002:1.

[2]于学馥,郑颖人,刘怀恒.地下工程围岩稳定分析[M].北京煤炭工业出版社,2003:56.

[3]周爱国,曾荣秀.隧道工程现场施工技术[M].北京人民交通出版社,2004;3.

论文作者:韩帅

论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期

论文发表时间:2018/1/11

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