16高架桥等复杂环境下地铁施工洞群效应阶段性技术总结.doc

高架桥等复杂环境下地铁施工洞群效应阶段性技术总结盾构分公司1工程概况及特点1.1工程概况广州市轨道交通五号线西村站位于环市西路与西湾路交叉路口，西接西场站，东接广州火车站。车站有效站台中心里程为YDK5+621.8，车站起点里程为YDK5+556.5，车站终点里程为YDK5+686.7，全长130.2m。平面布置图见图1。（1）工程范围车站主要包括：南、北站厅明挖工程（包括二个站厅通道、一个公交车站）、车站主体暗挖站台隧道工程（包括二个站台通道）、站厅暗挖通道。附属工程；包括东端风机房（含左右线风道）、西端风机房（含左右线风道）、二个出入口、一个临时施工竖井。（2）工程结构形式南站厅、北站厅为地下两层多跨框架结构，C30钢筋混凝土现浇，中柱采用C45砼。围护结构采用人工挖孔桩加钢筋混凝土支撑联合支护，挖孔桩为1200mm1200mm。竖向采用三道6001000钢筋砼支撑，部分支撑设I45C型钢柱及水平钢筋混凝土框架。车站站台层暗挖隧道采用马蹄形复合式衬砌结构形式。超前支护采用42超前小导管，初期支护采用C25、S6喷射混凝土、格栅钢架联合支护，边墙增加20砂浆锚杆，二次衬砌采用500厚C30、S10钢筋砼。东、西端隧道风机房分别为明挖地下四层和三层框架结构，C30钢筋混凝土现浇。围护结构采用1200mm间距1350mm钻孔灌注桩和钢支撑联合支护，其中西端隧道风机房部分桩采用2000钻孔灌注桩（兼作环市西苑办公楼桩基础）。桩外设900mm密排旋喷桩止水。联络通道为暗挖单洞隧道，初期支护采用C25、S6喷射混凝土、格栅钢架联合支护，二次衬砌采用350厚C30、S8钢筋混凝土。（3）线路平纵断面布置：西村站站台暗挖隧道主要位于直线上，暗挖站台标准段宽9.35m，标准段高9.743m，线间距43.0m，车站有效站台中心处轨面高程-14.763m，有效站台中心处拱顶覆土厚度19.683m，有效站台中心处仰拱底埋深27.876m。图1 车站隧道平面布置图工程主要特征见表1。西村站土建工程主要特征 表1序号工程内容单位数 量备 注1车站站台隧道车站起讫里程mYDK5+556.5YDK5+686.72线间距m43.03车站总建筑面积m216940.04车站外包总长（双线米）m130.25车站外包总宽(站台层标准段)m9.356车站外包总高(站台层标准段)m9.7437站台隧道拱顶最小/最大覆土厚度m19.493/19.7648站台隧道仰拱底埋深m27.8769站台隧道开挖跨度SW1m9.359.743SW2m10.90810.13710横通道开挖跨度m7.58.22个拱顶埋深m19.98111南站厅开挖深度m18.233地下二层开挖跨度m60.44171.5312北站厅开挖深度m19.683地下二层开挖跨度m33.22438.6913南北站厅间通道及斜通道开挖跨度m9.19.1（8.69.1）拱顶埋深m5.69619.98114南站厅至站台层通道及斜通道开挖跨度m9.19.1（8.69.1）拱顶埋深m5.69619.98115东端风机房开挖深度m23.942地下四层开挖跨度m14.9236.5516西端风机房开挖深度m27.511地下三层开挖跨度m14.427.71.2工程地质及水文地质岩土层自上而下有：人工填土层1、海陆交互相淤泥层2-1A、海陆交互相淤泥质土层2-1B、海陆交互相淤泥质砂层2-2、冲积-洪积砂层3-1、冲-洪积土层4-1、红层可塑状的残积土5-1、红层硬塑坚硬状的残积土层5-2、全风化粉砂岩6、红层强风化岩层7、红层中风化岩层8、红层微风化岩层9。车站范围内地下水位平均埋深1.44.0m，地下水对钢结构有弱腐蚀性。1.3主要工程数量及造价本工程挖孔桩11533.6 m3，钻孔桩成孔6911m3，搅拌桩1228m，开挖土石方137743m3，回填土方21497m3，砼圬工60841.5m3（其中喷射早强砼6936.7m3，含聚合物纤维二衬砼8346m3），钢材8465.1t，防水层36746m2。中标价为12085.9088万元。1.4工程工期2005年3月1日开工至2007年6月10日竣工。关门工期为2007年6月31日。1.5工程特点（1）施工区域周边环境复杂、交通运输干扰大（2）桩基距离隧道较近，需进行加固处理（3）工程规模大、工期紧（4）工程地质条件复杂，技术难度和施工风险大（5）施工工法多，施工工艺复杂（6）施工接口多（7）结构复杂、施工技术难度大（8）施工场地多，施工管理要求高（9）施工场地零散，施工组织难度大（10）防水工程要求高（11）突发制约因素多（12）须与区间盾构施工单位密切协调2西村站总体施工情况说明（1）在施工阶段对南、北站厅围护结构进行了优化，改钻孔桩为人工挖孔桩。车站暗挖隧道优化施工工法，改CD、CRD工法为台阶法进行施工。（2）因东端风机房场地拆迁困难，车站右线隧道施工不能依靠东端风机房作为施工的出入口。在实际施工中只能充分利用东北角的施工竖井进行车站左线隧道和横通道的施工，及时施工横通道，之后进行左线隧道施工，并通过横通道积极展开右线隧道的施工，确保关键工期的顺利完成。因此我们在实际施工中扩大了施工竖井和施工横通道的净空尺寸以利于施工方便。在此施工过程中，我们进行了多个转换：施工横通道转左线施工、左线转东端横通道施工、东端横通道转右线施工。（3）本着避免洞群效应，所有上下叠加的暗挖隧道、通道施工上下错开，左右错开，先施工下部隧道，再施工上部隧道，以减少施工对地层扰动的影响，确保安全。（4）西端隧道风机房风道在施工到距离盾构隧道6m时停止掘进施工，待盾构通过后再进行施工，施工过程中密切与区间施工单位协作。3微振动爆破技术3.1临时施工竖井和暗挖隧道爆破技术（1）爆破方案的确定东北角施工场地内的临时施工竖井下部和施工通道均处于强风化岩层中，岩层较为松散，如预局部地段采用风镐难以开挖时，需采用微振动、光面爆破法进行开挖。爆破开挖时采用分区进行，爆破每循环进尺确定为0.5m。（2）车站站台暗挖隧道爆破方案的确定根据工程地质资料，车站站台暗挖隧道开挖过程中部分地段需采用爆破法开挖，但为避免震动对地面高架桥的影响，拟采用微差、光面爆破。车站站台暗挖隧道采用上中下台阶法爆破开挖方式，为减小爆破震动对高架桥的影响，隧道断面各开挖分部均采用微差、光面爆破。同时，加强对内环路高架桥的监测，主要有高架桥的沉降、位移、倾斜监测，建立与内环路有关部门的沟通机制。3.2钻爆开挖技术要点（1）钻爆开挖时，要防止爆破震动引起周边软弱地层的坍塌，危及施工人员和机械设备的安全。（2）在临时施工竖井开挖过程中，必须按设计图纸的要求及时架设格栅钢架、打插锚杆和喷射混凝土，以防井壁围岩的不稳定。（3）微差控制爆破施工时，加强对既有建筑物的监测，及时反馈信息，以便优化爆破参数，指导爆破作业。（4）采起“短进尺，弱爆破”的原则，严格控制炮孔深度。3.3爆破器材的选用（1）炸药品种的选用炸药品种与炸药的爆破震动速度有直接影响，根据本工程地质和水文地质条件及环境情况，在掏槽眼和辅助眼部位选用防水效果好的乳化炸药，周边眼选用小直径的2号硝铵炸药，静态破碎剂选用SCA型。（2）微差爆破雷管的选用爆破震动速度的大小与同时起爆的炸药量有关，设计中要使每段雷管的起爆时差适当加大，防止前后段震动波的叠加，并严格控制段发炸药量，以达到降震的目的。本工程拟选用广东省南海市国营八0六厂生产的MH991系列非电毫秒延期雷管，低段跳段使用，即1段、3段、5段、7段、9段、11段、13段、15段，并在实际施工中，根据试爆效果逐步调整段别，以保证合理的起爆时差。（3）导爆管、导爆索、电雷管（4）起爆器的选用选用电与非电两用的GM300型起爆器。3.4临时施工竖井微差爆破参数设计和安全验算（1）临时施工竖井微差爆破参数设计按光面爆破设计，间距E=400mm，W=500mm，E/W=0.80炮孔直径（d）d =3840mm，本工程取d =38mm。最小抵抗线（w）w =（720）d根据广州市轨道交通三号线广州东站施工已取得的控爆经验，系数取12，则：w = 1338 = 494mm，取w = 500mm。炮孔间距（）=（0.61.4）w = 500mm。炮孔排距（b） b = 500 mm炮孔深度（L）依据循环进尺，炮孔利用率按0.9计，取L = L0/0.9，L0循环进尺0.5m（实际施工中应根据围岩条件等各种因素确定循环进尺）。 L =0.6m炮孔布置和掏槽形式炮孔布置采用线形布置和线形起爆。由于炮孔深度较小，采用单式楔形掏槽。这种掏槽与直眼掏槽比，充分利用了临空面，阻力小，且有利于线形布孔和起爆。临时施工竖井开挖炮孔平、剖面布置图见图2。图2 临时施工竖井爆破布置平面图临时施工竖井钻爆参数表（每次掘进0.5m） 表2开挖顺序炮眼名称段别炮眼深度（m）每孔装药量（kg）炮孔个数小计装药量掏槽眼10.70.1280.96掘进眼30.60.08580.6850.60.08580.6860.60.085121.0270.60.085121.0280.60.085121.0290.60.085100.85100.60.085100.85110.60.085121.02120.60.085121.02周边眼130.60.06362.16掘进眼10.60.085141.1930.60.085141.1950.60.085141.1960.60.085141.1970.60.085121.0280.60.08560.5190.60.085121.02100.60.085121.02周边眼110.60.06172.04合计60.98m321.65单耗0.710单孔装药量（g）（按体积公式计算）g = kwL式中：g单孔装药量（kg/孔） k单位炸药量（kg/m3），由于本工程采用微差、光面爆破，并根据广州地铁三号线的施工经验，临时施工竖井爆破单位炸药量取值在0.51.0 kg之间，本竖井确定取0.7 kg。a周边孔间距；w最小抵抗线；L炮孔深度g = 0.70.40.50.6 0.084kg，实取85g装药结构所有爆破孔均采用连续装药。见下图3。图3 装药结构示意图起爆顺序临时施工竖井爆破采取分两个区进行起爆，先爆破区，再爆破区，每区爆破顺序为先起爆掏槽眼，起爆掘进眼，最后 周边眼。（临时施工竖井分区开挖炮孔布置图）。起爆网络和起爆方式采用并串联联合起爆，最大段发药量确定为2.16kg，见(并串联联合起爆网络示意图4)。图4 并串联联合起爆网络示意图选用非与电两用的GM300型起爆器起爆。（2）临时施工竖井微差爆破安全检算单段最大装药量根据爆破震速的大小确定。控制基准按招标文件中规定的对地面建筑爆破震速允许值控制：砼或钢筋砼结构：2.5cm/s一般砖石结构：1.5cm/s砖砌平房：0.81.0cm/s。针对临时施工竖井周围环境的实际情况，我们制定的爆破震速基准为：砼或钢筋砼结构的爆破震速为2.0cm/s。最大段发装药量验算按萨道夫斯基经验公式进行验算：Qmax=R（V/k）1/3式中：V 震速控制值2.0cm/sR 爆源中心到震速控制点的距离取22.5m（在竖井开挖深22.5米到7号地层）Q 最大段发装药量k 与介质特性、爆破方式、爆破条件等因素有关的系数，一般系数取150250，根据已施工的广州东站的情况和经验取K = 200 与传播途径、地质、距离、地形等因素有关的系数1.51.8，取1.65代入上式得该处最大段发药量为Qmax = 22.5（2/200）1/1.653=2.63kg设计最大段发药量2.63kg没有超过安全验算药量，安全。微差爆破引起地面质点震动速度验算（V）针对临时施工竖井所处周围环境的实际情况，砼或钢筋砼结构的爆破震速2.0cm/s。进行验算如下：V = K(Q1/3/R) 式中：V 爆破引起的震速cm/sR 爆源中心到震速控制点的距离取R = 22.5mQ 最大段发装药量，爆破设计最大段发装药量2.63kgk 与介质特性、爆破方式、爆破条件等因素有关的系数，一般系数取150250，根据已施工的广州东站的情况和经验取K = 200 与传播途径、地质、距离、地形等因素有关的系数，取1.65将上述参数值代入式中得:V = 200(1.53)1/3 /22.5 1.651.48cm/s 2.0cm/s所以震速安全。爆破空气冲击波对周围建（构）筑物的安全距离验算（R）(按经验公式)R = KQ1/3式中：K按爆破作用与建筑物允许破坏程度选取，由于本工程微差爆破不允许对周围建（构）筑物及机械设备有任何安全影响，所以，取K=1.0Qmax最大段发药量，按爆破设计的最大段发药量2.63Kg，代入上式中得 R = 1.02.631/3 = 1.38m 22.5m 安全。安全距离验算（L）（按经验公式）L =（K/v）1/Q1/3 21.07m 22.5m 安全。式中：L 控爆安全距离V 爆破引起的震速2.0 cm/sR 爆源中心到震速控制点的距离取R = 22.5 mQ 最大段发装药量，爆破设计最大段发装药量2.16kgk 与介质特性、爆破方式、爆破条件等因素有关的系数，取200 与传播途径、地质、距离、地形等因素有关的系数，取1.65爆破飞石安全距离验算（Rf）Rf = 20n2wKf式中：Rf 碎石飞散对人员的安全距离，m； n 爆破作用指数，由于是光面爆破，取n = 0.75 ；w 最小抵抗线，w = 0.5m Kf 安全系数，取Kf = 1代入上式Rf = 200.7520.51 = 5.6（m） 22.5m （安全）延迟时间和震波叠加的安全验算（t+）根据理论公式： t+ = ktlnR式中： t+ 延迟时间 skt 系数，决定于爆破条件，取0.02 R 距离22.5m代入上式： t+ = 0.02ln22.5 0.062（s）= 62（ms） 根据控爆理论，只要实际使用的延迟时间tt+，（实际1段3段的延期时间是50 ms），所以，不考虑震波叠加。3.5主体隧道爆破车站主体结构暗挖隧道处于中风化岩层中时，左右线隧道开挖需采用上中下台阶法爆破开挖，爆破采用光面、微振爆破设计。根据作业循环安排、出碴量等组织情况，掘进循环为0.6m，车站隧道台阶法炮眼布置见图5，钻爆参数见表3。图5 车站隧道台阶法炮眼布置图车站隧道台阶法钻爆参数表（每次掘进0.6m） 表3开挖顺序炮眼名称段别炮眼深度（m）每孔装药量（kg）炮孔个数小计装药量掏槽眼10.80.3041.2掘进眼30.70.2541.040.70.2541.0周边眼50.70.1581.260.70.1581.2底眼70.70.3041.280.70.341.2掘进眼10.70.2551.2530.70.2551.2540.70.2551.2550.70.2551.25周边眼60.70.1560.9掘进眼10.70.2551.2530.70.2551.2540.70.2551.2550.70.2561.5周边眼60.70.1560.9掘进眼10.80.2551.2530.70.2551.2540.70.2551.2550.70.2541.2560.70.2520.5周边眼70.70.1571.05底眼80.70.3051.50掘进眼10.70.2510.2530.70.2530.7540.70.2530.7550.70.2520.5周边眼60.70.1560.9底 眼70.70.3041.2掘进眼10.70.2551.2530.70.2551.2540.70.2541.050.70.2530.75周边眼60.70.1571.05底眼70.70.3041.20合计77.11m333.35单耗0.721隧道爆破的连接方式及引爆、验算等与临时施工竖井类似，这里不做详细介绍。4.车站隧道上中下台阶法施工技术根据车站隧道实际地质情况和监测情况，在地质较好和监测稳定的情况下，可以采用台阶法施工，其确定由相关单位共同确认后方可实施，并采取相应的加强措施和应急预案。台阶法施工时根据格栅节点位置采用上、中、下三台阶施工方法，中台阶施工再分左右侧错开开挖。二次模筑在全断面开挖施工完成后进行。台阶法总体施工方法见图5。4.1支护参数（1）超前小导管：设于隧道拱部，采用外径42mm、壁厚3.5mm、长3.5m的无缝钢管。环向间距0.30m，纵向间距1.8m，外插角为10。小导管制成钢花管，必要时向地层注浆。注浆技术参数根据有关规范、规定及细则的要求选取，并通过现场试验确定。当隧道邻近既有建筑物基础施工时，相邻侧边墙部位加设超前小导管支护。（2）初支喷混凝土：C25、P6早强混凝土，全断面支护。（3）锚杆：22组合锚杆，L=3.0m，间距0.61.0m，菱型布置，设于边墙部位。锚杆与格栅钢架对应设置，其尾端与钢架焊接牢固。（4）钢筋网：采用6.5钢筋，构成150150mm网格，拱墙设置。钢筋网应与锚杆尾端联接牢固。（5）格栅钢架：全环设置，间距0.6m，钢架采用四肢格栅钢架，其布置间距可根据地质情况或监测信息予以调整。（6）锁脚锚管在原设计图1根的基础上再增设1根锁脚锚杆。（7）防水层：2mmPVC防水板+400g/m2无纺布；5cm水泥砂浆保护层。（8）二次衬砌：C30防水钢筋混凝土，其抗渗标号不小于P10。砼中掺加抗裂剂和聚合物纤维0.9kg/m3。4.2车站隧道台阶法施工流程见图6图6 台阶法施工程序示意图序号图 示施工步骤及技术措施1（1）测量、放线；（2）打入超前小导管；2（1）开挖上部、单元；（2）初喷4cm砼；（3）立格栅钢架、挂网、打设锁脚锚管、喷砼。（4）预留竖向中隔壁接头板，布置监测点。3（1）开挖中部单元，施工中分左右两侧交错开挖；（2）喷砼4cm；（3）立型钢钢架、挂网、打设锁脚锚管、边墙锚杆、喷砼。（4）布置监测点。4（1）开挖下部单元，施工中分左右两侧交错开挖；（2）喷砼4cm；（3）立型钢钢架、挂网、打设锁脚锚管、边墙锚杆、喷砼。（4）布置监测点。5（1）开挖仰拱、单元，施工中分左右两侧交错开挖；（2）喷砼4cm；（3）立型钢钢架、挂网、喷砼。（4）仰拱回填保护初支。6（1）仰拱基面处理；（2）施作仰拱保护层，铺设仰拱防水层；（3）钢筋绑扎；（4）安装纵向钢板止水带；（5）仰拱砼衬砌；（6）仰拱回填。7（1）边墙、拱部基面处理；（2）边墙、拱部无纺布、防水层铺设；（3）钢筋绑扎，安装环向钢板止水带；（4）埋设测点及预埋件；（5）边墙、拱部砼衬砌。4.3施工方法及步骤（1）测量放线：根据隧道中线、高程，在掌子面上定出开挖轮廓线，并检查开挖轮廓线；（2）超前支护：隧道开挖前先沿拱部开挖轮廓线打入一排42超前小导管，进行拱部注浆加固，小导管单根长3.5m，环向间距0.3m，纵向间距1.8m，纵向搭接长度1.7m，布于拱部120范围内，外插角10左右，注入水泥单液浆，注浆压力0.5Mpa；（3）开挖上台阶部分、单元，先初喷C25混凝土4.0cm，架设格栅钢架、挂网、打设锁脚锚管，预埋初支背后注浆管，埋设监测点，复喷混凝土至设计厚度，开挖采用人工辅以小型机具开挖，遇到较硬岩层难以开挖时采用微振爆破开挖，循环进尺为0.6m；（4）上台阶掘进35m后，开挖中台阶部分单元，施工中分左右两侧交错开挖，先初喷C25混凝土4.0cm，架设格栅钢架，挂网，打设边墙锚杆和锁脚锚管，预埋初支背后注浆管，埋设监测点，复喷混凝土至设计厚度；（5）中台阶掘进23m后，开挖下台阶部分、单元，施工中分左右两侧交错开挖，先初喷C25混凝土4.0cm，架设格栅钢架，挂网，打设边墙锚杆，断面封闭成环，埋设监测点，复喷混凝土至设计厚度；（6）进行仰拱基面处理，铺设仰拱防水层，绑扎钢筋，浇注二次仰拱混凝土；（7）进行边墙拱部基面处理，铺设防水层，绑扎钢筋，台车就位，进行边墙拱部二衬混凝土浇注。最后进行轨顶风道及站台板的施工。5.洞群转换技术5.1竖井转施工通道施工技术施工通道采用微振动爆破开挖施工，人工手持风镐辅助，小型挖掘机装碴至料斗内，井架垂直起吊运出卸至临时堆土场。施工通道每循环进尺为0.5m。5.1.1主要施工参数支护采用型钢架+砂浆锚杆+超前小导管+纵向连接筋+钢筋网喷的支护体系。支护参数如下：（依据临时施工竖井及通道施工设计图纸）（1）超前小导管42，长度为3000mm，间距3001800m,外插角7。，注浆液采用水泥浆，水灰比0.6：11：1，注浆压力拟采用0.21.0Mpa,施工时应根据实际地质及埋深情况，并通过实验再作调整。（2）22砂浆锚杆，长2.5米，B单元为3.5米长，纵向间距0.5米，环向间距1.0米，菱形布置，A、B单元相接处打锁脚锚管42mm,L=3500mm,t=2.5mm。（3）型钢架（I16型钢）间距为500mm，钢架之间用22钢筋纵向拉杆焊接在一起，拉杆环向间距1米。（4）钢筋网用6.5钢筋制作，网孔为200mm200mm。（5）采用C25喷射混凝土，喷射厚度为300mm（其中初喷厚度为70mm）。（6）施工时每开挖一榀，先初喷70mm的砼，随即架设钢架（含钢架与纵向连接钢筋、锚杆、注浆小导管、钢筋网），钢架与初喷砼之间尽量贴紧，初喷面不平并有较大间隙时应设置混凝土垫块或钢板，使钢架支护充分起作用。随即复喷混凝土至设计厚度。（9）主要支护参数初期支护采用（工字钢+）砂浆锚杆+网喷的支护体系。施工通道支护参数表 表4施工通道 项目地层代号喷砼锚杆（小导管）钢筋网钢架厚度(mm)规格长度(mm)间距(mm)规格间距（mm）支护参数6、730042注浆小导管300030018006.56.5200200500I16型钢22砂浆锚杆25005001000菱形布置5.1.2施工步骤（1）竖井开挖到施工通道部位时，钢架在通道口断开，主筋焊在接头板上，接头板再与型钢钢架焊在一起，根据监测稳定情况，如果监测稳定，通道口部位不设锚杆和喷射混凝土（仅进行初喷100mm厚）。在进行通道拱部超前注浆小导管支护后，开挖施工通道上台阶并架设型钢钢架，竖井钢架及其连接筋和通道洞口钢架及其连接筋进行连接，超前小导管尾端与施工通道洞口环框钢架焊接。（2）从通道顶部以上1.5米到通道底部范围，竖井井深钢架纵向连接筋予以加强为：采用22钢筋，环向间距250mm，钢架间距调整为400mm，井深锚杆布置调整为0.41.0m，其余参数同竖井支护结构设计图。（3）通道型钢钢架在进出口约3m范围内间距调整为400mm，其中第一榀钢架与第二榀钢架间距为350mm.锚杆布置间距调整为0.40.8m，另外施工通道与竖井接口处，用两榀型钢钢架紧密焊接在一起。（4）上述钢架及钢筋等钢结构的焊接应满足规范规定的搭接长度。竖井及施工通道开挖支护过程中应加强施工监测，在发现有异常变形时，及时通知监理、设计等相关单位进行现场处理，确定是否需要加强支护。（5）竖井转施工通道施工方法（步骤）为：竖井开挖到施工通道中部时，停止竖井向下开挖，转向施工施工通道上台阶，在施工通道上台阶掘进并支护2.5-3m进尺时，再同时继续开挖竖井至竖井设计标高，竖井开挖完后开挖施工通道下台阶，掘进2.5-3米进尺并及时支护与上台阶封闭成环，完成竖井转通道施工，进入施工通道正常施工。5.1.3竖井转施工通道施工顺序（见图7）测量放样施工准备施作小导管超前支护破除井壁，上台阶开挖上台阶开挖支护 ，进尺2.5-3米 进行支护竖井开挖支护施工至设计标高竖井转施工通道施工完毕下台阶开挖进尺2.5-3米，进行支护与上台阶支护封闭成环小导管制作型钢钢架制作监控量测施工通道正常开挖施工图7 竖井转施工通道施工顺序图5.1.4施工通道进洞施工流程（见图8）图8 竖井转施工通道施工流程图序号图 示施工步骤及技术措施1（1）测量、放线；（2）在拱部打入超前小导管；（3）注浆。2（1）开挖上台阶，进尺2.5m-3m；（2）立型钢钢架、挂网、打设锚杆、喷砼；3上台阶开挖支护达到2.5m-3m时进行竖井施工，开挖竖井至设计标高， 4（1）开始下台阶施工，立型钢钢架、打设锚杆、挂网、喷砼，及时与已施工的上台阶封闭成环；（2）同时进行上台阶施工 ，保持下台阶滞后上台阶不超过2.5-3m，每循环进尺0.5m；（3）达到正常施工通道掘进，进洞转换完成。5.2施工通道、横通道进正洞施工技术车站隧道与施工通道、横通道、风道交叉处是一个力学转换极为复杂的结构，在此处施工通道、横通道旋转90度后进入车站主线隧道断面，其中施工通道转换至左线隧道是由4.55.0m施工通道进入11.04810.277的左线隧道，施工引起的地层效应十分复杂。在施工中既要保证交叉结构的安全稳定和软弱地层的沉降控制，又要在破除初期支护开口时确保结构内力的平衡和顺利过渡。根据我公司已施工的地铁二、三号线地铁工程经验，其转换是由4.54.5m的横通道进入14.611.1的主线隧道，在施工中我公司取得了丰富的经验，因地质情况有变为了施工安全，我方决定采用较为保守的施工方案，尽管加大了施工造价，但保证了施工安全。根据本工程的特点，由施工通道、横通道转换至主线拟采取以下措施，施工通道转正洞施工图见图9。5.2.1施工措施及支护参数：（1）门型框架采用I16型钢加工，开始上挑洞时前4榀间距为350mm，其它间距为500mm。门型钢架外廓尺寸为2.72.4m,净空为2.52m。直墙脚底一定要落到岩石上，必要时根据实际情况直墙间加横向钢支撑，减弱侧向压力。型钢之间连接采用钢板、螺栓（4个）连接，钢板之间要加焊，加强接头板的连接。（2）安装门型钢架时作好测量放线，并要加强监控测量。（3）纵向连接筋采用20钢筋焊接，门框横梁处连接筋间距为500mm,直墙每侧布置3根。（4）拱部及边墙挂单层钢筋网片6.5钢筋，网格间距为150mm150mm。（5）拱部喷射混凝土250mm厚，边墙喷射混凝土200mm厚。（6）转换完成破除直墙时应分段破除，不应一次性破除。（7）进入正线后，根据地质条件可采用CRD、CD 、台阶法施工。在向大里程开挖时进尺不要超过35m。5.2.2施工步骤：（1）在施工通道施工到与正洞相接处，精确测量放线，定出门型钢架的位置，安装门型钢架上部，保留核心土。（2）门型钢架施工完毕后，上挑开挖2.7m2.4m的上挑洞，要精确测量定位，拱部外放911cm预留尺寸，保证正洞初支拱部的预留尺寸。（3）沿正洞上拱部，人工开挖，支护前4榀间距为350mm，其他间距为500mm。直至正洞另一侧起拱处。（4）转换通道施工完毕后，立即架立正洞上拱部初支钢架，并完成初支。（5）分段破除转换通道直墙壁，同时沿正洞向两侧开挖支护23m，使转换通道处的正洞初支与转换通道两侧正洞初支能整体受力。（6）开挖转换通道下部，及时支护并与上部正洞初支封闭成环，至此转换完成，可进入正洞正常施工。 图9 施工通道、横通道进正洞施工程序示意图序号施工平面图施工立面图施工措施程序1（1）施工通道在接近正洞时进行上台阶开挖，保留核心土，按装门型钢架上部；（2）施工通道钢架间距在距正洞3m范围内加密为0.4m，距洞口0.61m的范围内拱部打超前注浆42小导管，L=4.0m，环向间距0.3m；（3）施工通道拱部与左线隧道接头处设两榀门框型钢架，间距0.2m，用钢筋或者钢板将两榀门框型钢架连接在一起。正线隧道钢架与门框型钢架横梁连接在一起；2（1）门型钢架安装完毕后，沿正洞拱部开挖上挑洞，支护I16门型钢架，前4榀间距为350mm，其他间距为500mm。（2）钢架纵向连接筋采用20钢筋，拱部环向间距为500mm，直墙每侧3根。（3）挂单层钢筋网片6.5钢筋，间距150150mm。（4）拱部喷射C25、P6混凝土250mm厚，直墙喷射C25、P6混凝土200mm厚。3 （1）转换通道施工完毕后，架立正洞上部四单元初支钢架，完成正洞上部四单元初支。4（2）分段破除转换通道两侧直墙壁，沿正洞方向同时向两侧开挖23米，完成正洞上部初支。使转换通道处正洞初支与转换通道两侧初支共同受力。5（1）开挖转换通道处正洞下部，及时架立钢架，并与通道上部钢架封闭成环，完成转换施工，进入正洞正常施工。5.3左线隧道转站台隧道施工技术左线隧道与站台通道基本上垂直交叉，在左线隧道开挖初支完成10m后，再开挖站台通道隧道，此交叉处应力集中，围岩又一次受扰动，且隧道覆盖层薄等情况，造成该处施工的危险性和安全性，应特别加强该处的施工，还应采取以下措施：5.3.1施工要点现安装的门型框架南侧的工字钢立柱距站台通道第一环正式格栅（永久格栅，不需拆除）间距为0.91m，为加强洞门处的结构受力，站台通道第一环正式格栅采用2榀并排架立。见图10。图10 站台通道洞门处纵断面图（2）站台通道第一榀正式格栅与门型框架梁间0.91m范围内采用异型格栅进行连接，异型格栅与正式格栅主筋接点连接采用“”型钢筋进行焊接连接，使两榀格栅形成一个整体，确保受力合理。其连接方法见图11。图11 异型格栅主筋连接示意图（3）在车站左线隧道边墙与站台横通道边墙及拱顶位置打设22锚杆，间距0.5m ，长3.5m。各连接接点处加设2根锁脚锚管，并进行注浆。如图12所示。图12 站台通道洞门处立面图（4）在站台通道拱部打入42超前注浆小导管，长L=4.0m，进行土体加固，如图12所示。（5）在站台通道正式格栅第一环采用并排2榀格栅外，在开挖掘进3m范围内格栅间距加密至0.5m。5.3.2施工步骤（1）通道开挖前按照设计轮廓线打设超前小导管，间距300mm；（2）在左线隧道开挖初支超过站台通道10m后，开始开挖站台通道上台阶，开挖轮廓线严格按照设计进行，安装第一榀工字钢的上半部分，喷混凝土至设计厚度；依次安装第二榀，喷混凝土至设计厚度。开挖露出的左线隧道主筋与站台通道格栅主筋进行焊接；开挖过程中人工辅以风镐开凿左线初支混凝土，杜绝爆破。（4）开挖站台通道上台阶，初喷混凝土4.0cm，掘进进尺为0.5m，开挖时严格控制超欠挖，以防超挖过多或欠挖造成土体扰动，架设格栅钢架、挂网、打设锁脚锚管，喷混凝土至设计厚度；埋设拱部初支背后注浆管和监测点。（5）在上台阶开挖初支3.05.0m时，开挖通道中台阶，依次安装两榀工字钢的中间部分，架设格栅钢架和横联、挂网、打设锚杆和锁脚锚管，喷混凝土至设计厚度，中台阶开挖时左右侧交错开挖支护。（6）在中台阶开挖初支完成2.04.0m时，开挖通道下台阶，依次安装两榀工字钢的下部分，架设格栅钢架、挂网、打设锚杆，凿出的左线初支钢架与站台通道格栅焊接成一整体，喷混凝土至设计厚度，站台通道初支封闭成环。（7）完成左线隧道转站台通道的施工，在通道转换过程中加强对应左线隧道拱部监测点的变形情况，发现异常立即于隧道中部架设立柱进行支撑，并及时通知各相关单位，确定采取必要可靠的措施和方案。5.4东端通道转右线隧道施工技术5.4.1支护参数东端站台通道转入隧道右线按喷锚构筑法进行施工，采用复合式衬砌结构形式，初期支护采用喷混凝土、钢筋网、锚杆和格栅钢架，支护参数如下：（1）初支喷混凝土：C25、S6早强混凝土，全断面支护。（2）锚杆：22组合锚杆，L=3.5m，间距0.5m，菱型布置，设于边墙部位。锚杆与格栅钢架对应设置，其尾端与钢架焊接牢固。（3）钢筋网：采用6.5钢筋，构成150150mm网格，拱墙设置。钢筋网应与锚杆尾端联接牢固。（4）格栅钢架：横通道中心线两侧各8米范围正线隧道钢架间距0.5m，钢架采用四肢格栅钢架，其间距可根据地质情况或监测信息予以调整。（5）超前小导管：设于隧道拱部，采用外径42mm、壁厚3.5mm、长4m的无缝钢管。环向间距0.30m，纵向间距2m，外插角为40。小导管制成钢花管，必要时向地层注浆。注浆技术参数根据有关规范、规定及细则的要求选取，并通过现场试验确定。5.4.2施工要点（1）在站台通道开挖到右线与右线起拱线交接位置时，采用2榀格栅并排架立，以加强洞门处的结构受力，门型框架梁设置二榀，第一榀采用1根I22工字钢，第二榀采用2根I32工字钢并排。当开挖时地质情况较好时，采用图13的支撑方法（一），在中间在加一道竖向临时支撑，只是开挖上台阶时安装。图13 站台通道洞门处纵断面图（2）如开挖时地质情况比较差，采用图14的支撑方法（二）。中间为I16的工字钢，间距为0.7m。图14 站台通道洞门处纵断面图（3）在横通道进右线隧道转换时，在横梁拱部垂直于掌子面打设22的径向砂浆锚杆，锚杆长3.5m，横向间距为1m，锚杆端部与拱架焊接一起。各连接接点处加设2根锁脚锚管，并进行注浆。如图15所示。图15 站台通道洞门处立面图（4）在进入右线隧道前，在站台通道与右线隧道接口处第一榀横梁上方打入单排42超前注浆小导管，长L=4m，横向间距为0.3m进行土体加固，如图17所示。（5）在门型框架梁架设完成后，进行右线隧道上台阶施工时，先从中部进行开挖支护，宽度为1.5m，其后向两侧进行开挖，每循环为0.5m。在上台阶向左右两侧开挖掘进均达到通道边5.0m时，进行中下台阶开挖，中下台阶开挖时方法同上台阶。（6）在右线隧道转换封闭完成后，站台通道并排架设的交接处的格栅与门型框架梁间距为0.91m范围内采用异型格栅进行连接处理，异型格栅与正式格栅主筋接点连接采用“”型钢筋进行焊接连接，使两榀格栅形成一个整体，确保受力合理。在连接完成后凿除通道最后一榀格栅侵入右线部分初支砼。其连接方法见图11。5.4.3施工流程及措施见图16图16 站台通道转右线隧道施工程序图 序号图 示施工程序及技术措施1（1）当站台通道上台阶开挖后安装最后第一环正式格栅，为加强洞门处的结构受力，站台通道最后第一环正式格栅采用2榀并排架立、挂网，喷混凝土至设计厚度。2（2）继续向前开挖上台阶，安装第一榀工字钢（I22一根）门架的上半部分，对掌子面进行初喷砼40mm。并在第一榀横梁上方打入42超前注浆小导管，长L=4m，进行土体加固；拱顶位置打设22锚杆，间距1m ，长3.5m。各连接接点处加设2根锁脚锚管，并进行注浆。3（3）继续向前开挖上台阶，安装第二榀工字钢（I32两根）门架的上半部分，对掌子面进行初喷砼40mm。拱顶位置打设22锚杆，间距1m ，长3.5m。各连接接点处加设2根锁脚锚管，并进行注浆。4（4）继续向前开挖上台阶，格栅的一端放在横梁上面，并用螺栓连接，格栅的另一端固定在中间安装竖向支撑；两榀门架之间用22的连接筋连接，间距为0.5m,然后打设锚杆、挂网片、喷射砼。5（5）继续向前开挖上台阶的另一部分，然后打设锚杆、挂网片、喷射砼。6（6）先拆除竖向支撑，当上台阶向隧道右线开挖到各5米以后，再开挖中台阶的前部分，安装格栅和门式钢架，然后打设锚杆、挂网片、喷射砼。7（7）继续向前开挖中阶的另一部分，然后打设锚杆、挂网片、喷射砼。8（8）当中台阶向隧道右线开挖到各5米（同时上台阶也向两侧开挖）以后开挖下阶，使门式钢架和格栅闭合，然后打设锚杆、挂网片、喷射砼。 9（9）下台阶开挖完成后，在拱底打设22锚杆，间距1m ，长3.5m。10（10）最后凿除横通道的初支砼，与右线格栅连接，完成右线隧道的转换。5.5西端通道与右线隧道间施工转换技术5.5.1施工参数西端站台通道转右线隧道的施工参数与东端站台通道转右线隧道的施工参数相同。5.5.2施工要点（1）西端站台通道转右线隧道与东端站台通道转右线隧道施工相同，只是在进行转换过程中完成转接处的门型框架后，停止站台通道进右线的挑顶施工，等待右线大里程向该方向的施工，以完成贯通，进而完成转换。（2）在站台通道开挖到右线与右线起拱线交接位置时，采用2榀格栅并排架立，以加强洞门处的结构受力，门型框架梁设置二榀，第一榀采用1根I22工字钢，第二榀采用2根I32工字钢并排。见图13。（3）在横通道进右线隧道转换时，在横梁拱部垂直于掌子面打设22的径向砂浆锚杆，锚杆长3.5m，横向间距为1m，锚杆端部与拱架焊接一起。各连接接点处加设2根锁脚锚管，并进行注浆。如图15所示。（4）门型框架完成后进行通道方向章子面的封闭，采用喷射砼，厚40mm。（5）车站右线隧道由大里程上台阶施工到该位置时，上台阶右侧格栅拱脚架设在门型框架上，完成上台阶支护和封闭；同样中台阶施工到该位置时，与门型框架相接处的格栅采用异型格栅进行顺接，与正式格栅主筋接点连接采用“”型钢筋进行焊接连接，使两榀格栅形成一个整体，确保受力合理。在连接完成后凿除通道最后一榀格栅侵入右线部分初支砼。其连接方法见图11。下台阶格栅右侧与通道连接处采用锚杆进行加强固定。5.5.3施工流程及措施图17 西端站台通道转右线隧道施工程序图序号图 示施工程序及技术措施11、当站台通道上台阶开挖后安装最后第一环正式格栅，为加强洞门处的结构受力，站台通道最后第一环正式格栅采用2榀并排架立、挂网，喷混凝土至设计厚度。22、继续向前开挖上台阶，安装第一榀工字钢（I22一根）门架的上半部分，对掌子面进行初喷砼40mm。并在第一榀横梁上方打入42超前注浆小导管，长L=4m