对竖井横通道转入隧道正线施工技术的探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 对竖井横通道转入隧道正线施工技 术的探讨 摘要:本文通过对该区间竖井横通 道转入隧道正线的两种不同施工技术介 绍并进行了工程造价、施工工期和安全 方面的比较,得出了一些具有参考价值的 结论。仅供参考。 中国论文网 /2/view-12911770.htm 关键词: 施工竖井横通道隧道正 线安全 1 概述 某市地铁五号线和平西桥站 北土城东路站区间全长 872.1 双线米， 位于北京市朝阳区间樱花西街主车道下， 区间施工竖井设置在 K15+060 处，樱花 园西街西侧慢车道上，横通道长 31m。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 竖井为矩形断面，净空（长宽） 为 6.354.6m，深 19m，采用格栅钢架 和喷锚体系。竖井转入横通道及横通道 转入左、右线正洞，需破除五个马头门。 竖井横通道到处需多次破除马头门，进 行初期支护体系的转换，该处存在应力 集中，施工风险和难度较大。 2 施工方案比选 2.1 小导坑爬坡反扩转入正洞技 术 （1）小导坑设计 小导坑是为开辟正洞工作面服务 的临时通道，使用时间很短，但必须满 足施工安全和使用性能的要求。小导坑 净空尺寸为 250280cm（宽 高） ，具体 尺寸见图 1。小导坑支护参数见下表 2- 1。 （2）施工方法 横通道开挖到与右线隧道边墙 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 相交位置初期支护完成后，横通道断面 比正洞小，其底标高低于右线隧道上台 阶底标高，只有采用小型导坑小半径曲 线转弯 90到达正洞隧道中线位置，再 以 22%坡度向上爬坡，达到正洞上台阶 位置， （导坑底升高 2.2m，坡道长度约 10m） ，即按正线隧道坡率向前以喇叭口 方式扩挖，过渡到正洞上台弧形导坑的 标准断面，完成 34m 上台阶掘进并初 期支护后，反向按上台标准断面施工 1314m，即超过小导坑爬坡道 34m，开辟另一方向的上台阶工作面， 最后在坡道 10m 范围拉开中槽，采用挖 马口方式完成该段墙部及仰拱的初期支 护，此时横通口与正洞交叉处两个方向 的工作面基本成型，可以进行该段二次 衬砌和同时向正洞隧道两个方向正常施 工。施工时相交处的二次衬砌结构必须 整体灌注，以形成一个整体。 首先以小导坑标准断面开挖（包 括支护）至正线中心，然后以 i=22%坡 度开始爬坡，爬坡段长 10m，到达正洞 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 上台阶位置后按正线隧道坡率向前以喇 叭口方式扩挖，过渡到正洞上台标准断 面，接着反向按正洞上台标准断面施工。 见图 2-2、2-3、2-4。 （3）工法特点 采用小导坑爬坡反扩转入正洞的 工法，是一项较为成熟的工法，利用小 导坑直接形成隧道开挖工作面，由于小 导坑断面小，施工安全系数大，容易形 成进洞作业施工，在正洞开挖形成后在 反扩达到马头门及横通道结构尺寸，该 工法在广州、深圳、北京等地铁施工中 曾普遍采用，但是该工法在实施中由于 需二次扩挖，对土体的扰动较大，从北 京地铁采用该工法施工的相邻区间来看， 地表沉降量均超过了 80mm，另外该工 法的工期较长，仅一个小导坑及反扩施 工需一个多月的时间。 2.2 竖井横通道大包正洞直接转 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 入正洞技术 （1）横通道设计 横通道设计高度必须保证正洞破 口在直边墙上完成，为确保左右线隧道 四个面开口时横通道的稳定，横通道设 计为复合初支，且横通道开挖时必须保 证横通道端头堵头墙完成时才能破口进 入正洞，施工时在正洞开口处横通道的 初支也要按设计要求封闭成环，破口时 再行破除正洞轮廓范围内的初支。横通 道见表 2-2；横通道设计如图 2-5 所示， 其堵头设计如图 2-6 所示。 （2）转入正洞施工方案 a、超前支护措施 在横通道复合初支第一层施工完 后，即施工正洞的第一环超前小导管， 并在正洞开挖前进行注浆加固土层，并 施工横通道的复合初支的第二层，同时 施做正洞开口处的横梁及两侧密排格栅 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 钢架立柱，横通道转入正洞支护参数见 表 2-3；其预加固措施如图 2-7 所示。 b、总体施工思路 区间隧道正洞施工，首先施工左 线往南方向，开挖完 10 15m 后，接 着施工右线往北方向，同样，依次施工 左线往北方向和右线往南方向，详见图 横通道开挖完成并做好初支封闭 后，即对马头门处进行破口，并且要求 横通道开挖到马头门拱顶外轮廓线时， 设置并排钢格栅及水平注浆导管预加固 地层，马头门采用台阶法施工，其拱部 采用超前小导管注浆加固地层后再开挖 井身及相应的下台阶并施作初期支护； 马头门初期支护封闭成环，马头门破口 施工分两台阶进行，首先破除马头门处 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 横通道首榀格栅拱顶部分的轮廓，然后 把首榀格栅拱顶部分安设并与竖井格栅 焊接后喷砼封闭，最后破竖井格栅及其 余部分竖井初支砼，下台阶施工同上台 阶。 马头门施工加固技术措施： 马头门拱部与竖井壁相交界面 处井壁采用二榀钢格栅重叠及超前小导 管注浆先行加固地层；马头门拱部以超 前小导管注浆加固地层，钢格栅 2 榀/m 加强断面初期支护，拱脚设锁脚导管； 上台阶初期支护设工字钢对口 撑，以形成封闭环形支护； 马头门堵头墙高范围的地层以 超前小导管注浆加固； 马头门长 1.5m 范围的二次衬 砌与竖井联接部分为一次灌注完成，加 强整体性及防 c、正洞破口施工 由于与横通道相交的断面的为 标准断面，结构尺寸相对较小，破口施 工时采用短台阶法，在预加固措施做好 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 的前提下，上台阶开挖 5m 后，即进行 下台阶破口施工及开挖土方。 （3）工法特点 采用大包工法，在横通道开挖初 支完成后再破口施工正线，且采用马头 门初支加强，施工中安全性很好，对地 表、周边建筑物沉降大大减少，且施工 步序明朗，作业环节减少，便于组织施 工，施工中运输、通风及人员调配都较 简单。主要特点是直接破口进入正洞， 避免了小导坑及反扩二次施工，即可节 省工期一个月左右，又减少了二次施工 对周边围岩带来的扰动。为控制地表沉 降，我们设计了复合初支，即在横通道 一次初期支护完成后，在破口前再行施 工二次初期支护，并在破口处形成门框， 进行初支加强，保证了破口时受力的整 体性。 2.3 方案比较 施工前我们对通过现场实验、以 前施工总结以及电脑模拟施工可能运用 的两个施工方案进行了详细的施工调查 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 及方案比评， 得出结论如下表 2-4 技 术经济比较表。 2.4 方案的实施 施工中我们采用横通道大包法直 接进入正洞施工工艺，只花了 45 天就 成功实现四个正洞工作面从横通道转入 工序，且在安全、质量和效益上也取得 了预期的目标，地表沉降也得到了很好 的控制，左线往南开挖 15 米后横通道 对应地表沉降仅为 8mm，在右线往北 开挖 15 米后地表沉降达 14mm，左线 往北开挖 15 米后地表沉降为 21mm， 最后在右线往南开挖 15 米后地表最大 沉降仅为 28mm，洞内初支拱顶下沉均 未超过 10mm。以前同类工程控制沉降 难题在这 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 得到了改变，以下是我们在横通 道及马头门施工过程中有代表性的地表 沉降及结构周边收敛监测示意图，并与 相临地铁标段采用小导坑爬坡反扩施工 沉降比较。 3 结论 1、采用大包方案比小导坑爬坡 反扩方案可节省工期约一个月，对于工 期比较紧张的项目特别适应，但采用大 包方案时应做好防排水措施。 2、小导坑爬坡反扩方案施工时 临时小导坑及其支护施