深圳地铁7号线田太站区间暗挖隧道开挖支护施工技术探讨论文_黎威

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摘要:笔者结合多年的工作经验,对深圳地铁7号线田贝站~太安站区间(下称“田太区间”)暗挖隧道施工进行了简单的介绍,分析了隧道开挖支护的相关技术,以期能够提供类似的参考。

关键词:深圳地铁7号线;暗挖隧道;开挖支护;施工技术

引言

地铁大多规划于城市中心区域,环境复杂、场地狭窄。地铁隧道开挖施工需要根据实际情况选择合适的方案,以确保安全。

1工程概况

田太区间站右线长645.754m,左线长647.706m。施工内容包括竖井和暗挖隧道两大部分。详见1-1所示。

2施工方案

田太区间矿山法隧道断面类型设计有标准断面和大断面。初期支护采用格栅钢架、锚杆、钢筋网、C25喷射混凝土组成,并辅以小导管注浆等超前支护措施。

2.1进洞及硬岩平行段施工

开挖洞口时,为了保障爆破精度、减小影响,需严格控制爆破进尺,本段爆破进尺距离为0.5m,然后架设密排的两榀格栅钢架,并将打设的超前小导管和格栅钢架焊接牢固,最后喷射砼;用爆破法开挖6-6断面时,爆破循环进尺控制在1.0~1.5m之间,同时开挖一侧隧道架设临时支撑;当该侧开挖达到20m后,再进行另一侧隧道的开挖工作,且保持左右洞掌子面错开的距离在20m以上。

2.2小净距隧道爆破施工

首先,左线先行洞正常施工,同时随中间的岩柱进行逐渐,并架设临时仰拱;其次,先行洞超前施工15m后,再对后洞采用3步台阶法施工,爆破设计时在靠近先行洞方向预留2m~3m厚的岩柱保护层先不进行爆破,该厚度值可根据两隧道的净距进行调整,其余部分正常施工即可;最后,单独进行保护设计,剥除预留的保护层。

2.3小断面进大断面施工

左线先施工至大小断面的分界线后,在向前开挖的同时向上、向右扩挖,其中左线先进洞5m;在左线隧道内横向向右线方向进行上挑扩挖,直至形成大断面上台阶轮廓;使用施工台阶法进行余下的施工。

2.4大断面硬岩段

测量放开挖轮廓线后,爆破的方式开挖上台阶;施作拱顶及边墙的系统锚杆,架立格栅刚架,施作锁脚锚杆,挂网喷射C25初支混凝土;保证上台阶长度5~10m的情况下,开挖下台阶;施作其余系统锚杆,架立钢格栅,挂钢筋网,喷射边墙及底部初支混凝土。需注意:大断面硬岩段隧道开挖需根据围岩情况加强系统锚杆的施作、了解爆破开挖成型情况,防止初支背后孔洞或超欠挖现象,并及时回填注浆。

2.5大断面软岩段

开挖顺序:先两侧、后中间;拆除下部两侧中隔壁底部与初支的连接,及时施作底部防水层,浇注底板混凝土(左右分幅),将支撑浇注于混凝土内。小边墙衬砌高度70cm。每循环纵向进尺6m;仰拱达到一定强度后,对称拆除上部两侧中隔壁,每循环纵向进尺6m;对称拆除上部两侧中隔板,每循环纵向进尺9m;对称拆除下部中间中隔板及下部两侧中隔墙,每循环纵向进尺9m。

2.6大断面进小断面施工

使用双侧壁导坑法对大断面进小端面进行施工,2-2断面需要先开挖两侧的导洞,再开挖中洞将两侧导洞连接成一个整体,且导洞开挖时要设计临时的仰拱,使用台阶法开挖。结合2-2断面和1-1断面连接处的位置关系,当先开挖的左侧导洞上台阶进入断面变化位置时,增加临时支撑来扩挖施工,进入1-1断面后采用台阶法开挖,并及时将扩挖处“三角形”区域处理完成。1-1断面右线采用同样的方法进洞后,两线错开一定的距离向前开挖施工,最后2-2断面中洞开挖至变断面处,并封闭端头墙。

2.7小净距隧道软岩段

小净距隧道软岩段开挖之前需对深孔进行注浆。为了保障施工安全和施工质量,需钻5~6个超前水平钻孔,探明地下水的发育情况,超前钻孔起点应在预测突水处前5~10m。其终点应超过预测突水段5m;完成深孔注浆后,先掘进左线,径向注浆加固右线边墙,稳定两隧道间的围岩,达到“中隔墙”的效果;用3.0m/根且有注浆孔的φ42钢管给隧道夹层径向注浆,垂直断面中隔墙一侧3根/m梅花型布置打设。待每一榀喷射混凝土完成后,即对径向注浆管进行注单液浆施工,稳定两隧道之间夹层。当先行洞进洞31.4米两隧道净距变为2.5米时,取消边墙注浆加固;右线开挖时,避免宽度过大现危情,后掘进的右线格栅架立时,除设计须打设的锁脚锚管外,增设Φ22锚杆,使之与左线连接成整体扩散受力点,锚杆垂直断面中隔墙一侧0.5m×0.5m环向4m内双排布设。动态监测整个施工过程,发现异常暂停施工立即加固;Ⅴ~Ⅵ级围岩上台阶循环进尺0.5m,下台阶循环进尺1m~1.5m。

2.8上软下硬段施工

上软下硬地层段隧道拱部为强风化混合岩,人工开挖上部;而下部是微风化或者中风化的混合岩,岩石较为坚硬,则要爆破开挖。这样的施工方式在开挖下台阶时会对上部已完成的部分造成影响,施工过程中需注意控制上台阶的栅格拱架间距为0.5m;所有小导管、钢筋网、连接筋必须按照施工要求布置;采用短台阶法开挖,上下台阶错开距离3~5m;对隧道先开挖一侧增加临时支撑,后开挖一侧隧道若沉降较大也必须增加临时支撑;控制爆破开挖的进尺,降低爆破产生的振动,避免上台阶拱脚悬空,及时封闭成环。

2.9断层破碎带施工

首先,在施工前需要进行超前地质预报,在隧道施工到达断层带前20m时,采用地质钻探方法进行超前地质预报,确定断层的准确位置、宽度和含水量,做好预防措施。超前地质预报可与深孔注浆钻孔施工同时进行;其次需要加强注浆施工。断层位置的岩石较为破碎,含水量大,出现涌砂、坍塌等情况的几率较高,因此做好注浆施工是非常有必要的;实际施工过程中主要通过加强深孔注浆效果和超前小导管注浆的措施提前对断层带进行加固作用;最后,可以根据岩层破碎的情况对格栅钢架的间距进行调整,使用短进尺、强支护、早封闭等措施最佳。

2.10联络通道施工

施工1-1断面左、右线的过程中,由测量放线确定设计联络通道的位置;沿联络通道拱部打设双排小导管,并严格注浆,左、右线均需打设;待左、右线初支施工均已通过联络通道的位置至少5m后,即可开始联络通道进洞施工;联络通道施工时,进洞两榀格栅钢架密排,且根据围岩及地下水情况必须保证注浆效果。

结语

综上所述,地铁隧道开挖与支护是一项复杂的施工过程,我们应该在开挖前、开挖中、支护以及支撑结构的拆除等环节都进行严格操作,确保顺利、安全施工。

参考文献:

[1]李婧.兰州地铁深基坑支护结构及开挖方案研究[D].兰州理工大学,2014.

[2]刘豹.试论地铁车站基坑开挖与支护方案[J].山西建筑,2015,18:72-73.

[3]汤武仁.地铁深基坑支护与土方开挖施工技术[J].技术与市场,2016,08:10-12.

作者简介:

黎威,男(1979年~),湖南岳阳,工程师,主要从事轨道工程建设施工现场管理工作

论文作者:黎威

论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期

论文发表时间:2018/1/10

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