浅谈重庆临江门车站隧道施工技术综述

1、浅谈重庆临江门车站隧道施工技术综述    摘要重庆轻轨临江门车站位于重庆市繁华城区,隧道断面超大,施工技术复杂。介绍了隧道施工采用的微振爆破技术、人防洞处理技术、二次衬砌施工等关键技术。 关键词繁华城区车站隧道微振爆破人防洞处理二次衬砌施工技术 1 工程概况      临江门车站地处重庆市最繁华的解放碑地下, 周边高楼林立,地下人防洞室星罗棋布,如图1 所示,人防洞大部分位于车站隧道拱顶部位。由于曲线加宽及设备区的存在,车站隧道从小里程往大里程方向依次为四种衬砌断面型式:a 、b 、b1 、c , 其断面

2、参数如表1 所示: 表1 断面型式参数表        隧道埋深在10m14m 之间,隧道所处地层为砂、泥岩互层,隧道拱部位于砂岩层,边墙及底部位于泥岩地层。岩层节理裂隙不甚发育,基岩裂隙水较少,但由于本区域工商业发达,自来水用量大,加之地下人防洞与车站隧道贯穿,地面降水及生活污水极易沿着人防洞流入隧道内。初期支护采用锚、喷、网、格栅钢构联合支护,二次衬砌采用80cm 厚的钢筋砼。  图1 车站隧道与周边建(构) 筑物平面关系示意图2 施工方案采用双侧壁导坑分台阶施工方案,如图2 所示。分部开挖闭合,通过合理转换工序,将小洞

3、扩为大洞。  图2 双侧壁导坑施工方案图施工步骤如下: 开挖上部导洞1 , 施工该部初期支护?(锚、喷、网、格栅钢架) 、临时中隔墙及其支护? 、临时型钢横支撑? 。 对1 部开挖后探明的人防洞进行处理,采用锚杆、喷射砼、回填砼及注浆等措施。 所有的人防洞处理完成后,进行中部导洞2 的开挖,施工该部初期支护? 、临时中隔墙及其支护? 、临时型钢横支撑? 。 下部导洞3 的开挖,施工该部初期支护? 、临时中隔墙及其支护? 。 施工3 部边墙基础及仰拱钢筋混凝土、综合接地。 拆除临时中隔墙及其支护? 、? 、? 。隧道拱部4 环形开挖,施工该部初期支护? 。 核心土5 的开挖。 模板台车

4、全断面二次衬砌砼6(衬砌砼与环形开挖4 间距:12m16m) 。 核心土7 、8 部开挖。 仰拱钢筋砼及仰拱填充砼9(施工) 。施工工艺流程见图3 。 图3 双侧壁导坑法施工工艺框图3 施工技术3. 1 微振爆破施工技术由于车站隧道位于市中心繁华商业区,各种条件复杂,应将爆破震动控制到最低限度,以保证地表及建筑物的安全并少扰民。实现上述目的,爆破施工必须满足如下要求: 根据设计文件要求,爆破对周围建筑物的爆破振动速度应控制在1. 52. 0cm/ s; 爆破冲击波、噪声等爆破公害控制在安全规程要求之内。 爆破循环进尺、爆破单工序作业时间要满足总体进度要求。 减小隧道周边围岩松动圈半径,保护好隧

5、道与建筑物地下室之间的岩柱,确保建筑物的安全。车站隧道采用双侧壁导洞预留核心土分部开挖爆破施工,导洞开挖后,进行隧道扩大的爆破,扩大开挖具有与露天台阶爆破类似的两个或两个以上临空面的条件。爆破方案设计原则如下: 以地面建筑物基础底面(或地面) 至爆源中心距离r 的安全控制半径,并以质点振动速度2cm/ s (世贸大厦、时代广场1. 5cm/ s) 作为控制标准,计算单段允许最大用药量,并进行试爆,取得合理的爆破参数。 根据现场地质和施工条件,采用微台阶分部开挖,以创造更多的临空面,每部分又分多次爆破。过世贸中心及时代广场段的1 部开挖分三次爆破成型,即掏槽区、扩槽区、周边光爆区;导洞2 、3

6、部开挖时在两侧各预留1m 的光爆层,增加了爆源至周围地面建筑物基础底部(或地面) 的距离。 上导洞1 部掏槽眼位尽量布置在开挖部位的底部靠核心土一侧。 上导洞1 部及拱部4 部开挖断面周边眼均设置直径为50mm 的减震空眼,以作为减振和光爆导向眼。 其余部位爆破以松动爆破为主,控制爆破飞石对衬砌台车及衬砌混凝土表面的破坏。 地面洞内均配合爆破振动监测,及时调整钻爆参数,满足环境及施工要求。 3. 2 人防洞处理施工技术临江门车站隧道地下共有27 条人防洞与车站隧道重合、平行、相交,人防洞位于隧道的拱部以上(1 部),人防洞的处理关系着工程的成败,为了改善隧道围岩的受力状况,减小应力集中现象,人

7、防洞应及早处理,其处理原则如下: 处理时间:由地面能直接到达的部位,应在隧道开挖之前处理完毕;地面不能直接到达的部位,待隧道1 部开挖之后2 部开挖之前必须处理完毕。 处理方案:侵占车站隧道的人防洞直接破除; 与车站隧道的间距在5m 以内的人防洞采用砼或片石砼回填密实;与车站隧道的间距在512m 之间的人防洞采用锚喷支护;与车站隧道间距在12m 以上的人防洞不做处理。 处理效果检查:采用地质雷达超声波探测,回填砼之时已预留注浆孔,如探测出有空洞的部位,采用注浆回填密实。 3. 3 二次衬砌施工技术由于车站隧道衬砌断面超大,衬砌厚度较厚(80cm) ,且有4 种断面型式,设计要求二次衬砌对围岩提

8、供的支护力要及时,为此衬砌台车及衬砌混凝土施工采取如下对策: 为了及时对围岩提供支护力,采用全断面衬砌一次成型;同时为减小二次衬砌与开挖之间的悬空距离,台车长度定为6m 。 为满足衬砌的不同断面型式要求,全断面衬砌台车要有通用性,为此采取台车拱架与台架可以分离的方案,拱架与台架之间采用铰接连接方式,四种断面共用一台台架,不同的断面型式采用不同的拱架。 为确保衬砌台车的整体稳定性,除对台车本身的刚度和稳定性认真检算外,台车还采取了“骑跨式”方案,如图4 所示。即衬砌施工时核心土保留, 台车门架骑跨在核心土上,将台车门架的受力传递于核心土上。  图4 模板台车衬砌混凝土施工方案图施工技术

9、要点 边墙基础施工      在两侧导洞开挖及初期支护、临时支护施工完并达到设计规定的有关要求后,及时施工边墙基础的综合接地、防水层、钢筋、预埋件及砼浇筑,使初期支护拱脚及时得到约束。 环形开挖4 部掌子面与二次衬砌砼间距的确定      4 部开挖后,车站隧道将形成大跨,为确保施工安全、同时为确保4 部钻爆施工不损伤二次衬砌砼, 4 部掌子面与二次衬砌砼之间应有一适当距离,通过监测数据反分析可得出结论:其距离应控制在12 16m 之间。 模板台车定位及支撑加固   

10、;   由于模板台车是跨骑在核心土上的,左右侧不能通视,为确保模板台车能准确就位,应做到:左右侧边墙上均标记模板台车就位的端头位置;一切行动听指挥,左右侧协调一致。      由于该模板台车跨度较大,且一次浇筑的砼量也大(达360m3) ,为确保施工安全,台车加固采取如下措施: a. 导洞侧的仰拱提前浇筑,台车行走用的钢轨铺在仰拱砼面上,使台车不整体下沉。b. 衬砌台车跨度大,通过增加用钢量来保证台车的刚度是不经济的。台车跨骑在核心土上的目的就是:通过可靠的传力构件,将台车承受的施工荷载传递给核心土,这样既节约了钢材,又能确

11、保施工的安全。 模筑砼浇注      采用两台输送泵左右侧同时浇筑砼,浇筑时两侧高差不得大于1. 0m , 当砼接近起拱线位置时,砼侧压力接近最大值,可适当放慢浇筑速度。3. 4 监控量测技术      在繁华城区修建如此复杂的地下工程,监控量测是必不可少的。本工程主要开展了以下监测项目: 爆破振速; 围岩变形量测,含拱顶下沉及围岩收敛; 钢支撑内力,含钢格栅、临时钢支撑内力; 锚杆轴力; 接触压力,含初期支护与围岩接触压力及初期支护与二次衬砌接触压力; 砼内力,含喷射砼内力及模筑砼内力。通过对

12、监控量测的数据分析表明,爆破振速、围岩变形及各种构件的受力均在允许范围之内,这说明施工过程是安全的,施工方案是可行的。4 结束语 临江门车站隧道从2000 年8 月开工, 到2003 年6 月完成所有的土建工程施工,历时近三年,三年的施工中,始终坚持信息化施工,以监控量测信息检验方案的正确与否,随时调整各施工参数。由于所制定的施工方案正确,未发生一起安全事故。 科学的施工技术和手段需要一支精干、高效、纪律严明、作风顽强的队伍来实现。本工程所以能取得成功,除有赖于先进的技术外,还得益于现场施工人员不折不扣的执行技术要求,按期保质地完成既定工作目标。工程技术含量越高、难度越大,越需要严格按技术要求操作。 双侧壁导坑分部开挖施工方法具有对环境影响小、安全度高、适应地层广等优点,但该方法存在工序多,施工干扰大等缺点,在如何确保工期方面应有一套严密的施工组织措