地铁区间重叠隧道施工与监测

Word版本，下载可自由编辑地铁区间重叠隧道施工与监测1.概述

某地铁为平行换乘站，所处路段为商业街，两侧建造物密集，地下管线错综复杂，往来车辆速度快、密度大，人流密集。本场地地下水按赋存条件主要为基岩裂隙水。基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中，区间隧道洞身处于地下水水位以下，叠落区间围岩拱顶、边墙、隧底均为：中风化钙质板岩、中风化辉绿岩，岩体较破裂，围岩级别为Ⅳ级。

进站区间隧道采纳上下重叠的方式与车站相连。上层隧道采纳矿山法施工，下层隧道采纳盾构法施工，目前下洞盾构区间已经贯穿，上洞隧道后行施工，重叠隧道近接距离为上、下行区间外侧轮廓线净距变化范围左线从2.83m渐变至4.46m；右线从0.71m渐变至3.43m。如图1、图2所示、图3、图4所示。

2施工风险及对策讨论

2.1施工风险分析

隧道叠落段埋深20m，隧道顶部笼罩层较厚，按照已有施工阅历，上导洞施工不会对地面产生较大影响。主要是因为重叠隧道上下洞之间大部格外轮廓间距较小，钻爆法暗挖施工过程中可能因为爆破震惊、土压卸载等缘由造成对下行既有盾构隧道的结构破坏、管片脱落及裂缝、隧道漏水、不匀称沉降等不良影响，因此，讨论的对策主要是针对既有结构超小净距近接施工的状况下，利用优化施工工序、削减爆破振动、对下洞盾构区间实行庇护措施以及加强监控量测等方面入手，最大限度地减小爆破施工对既有盾构区间的影响。

2.2对策讨论

地铁区间重叠隧道近接施工国内已有先例，但采纳爆破施工尚属首次，本工程现状工程下洞采纳盾构法已经现行施工完成，后行爆破施工的区间隧道在已施工完成的盾构区间的上方，属近接上穿既有结构物的暗挖施工，钻爆法施工间距逐渐临近已完的盾构区间，必需提前界定不同影响程度的里程桩号，分离给出相应的控制措施。

讨论正确的施工工序和开挖办法、加强监控量测、严格控制爆破振速、以及实行有效措施对下导洞举行加固庇护等是本项目讨论的重点。

3施工技术计划

3.1施工工序及开挖办法

标准地铁区间外轮廓为6.3X6.5m马蹄形隧道，施工中采纳台阶法开挖，因此左右线上台阶距盾构区间结构净距约4～8m，这个施工净距临近于正常状态下的隧道暗挖净距，因此，在严格控制爆破程序状况下，根据“管超前，严注浆；短进尺，弱爆破，强支护；快封闭，勤测量”的十八字方针正常施工，彻低可以满足结构平安要求。

下台阶的施工按照状况划分段落，因为下台阶与盾构结构相距太近，根据萨道夫斯基公式计算爆破振速来评价对近接结构影响已不适用，按照实践阅历确定净距大于2.5m的下台阶作为一个处理措施单元；净距在0.7～2.5m的下台阶作为另一个处理措施单元。对于下台阶净距大于2.5m的段落，属于小净距开挖，需要实行特别爆破措施，施工过程中加强对既有盾构区间的加固与庇护；对于净距在0.7～2.5m的下台阶，爆破振速呈几何级数增长，不宜采纳爆破法施工。按照以上原则，该段落各段施工计划如下：

1、左、右线上台阶爆源距盾构区间结构净距均大于4m，在严格根据十八字方针条件下正常施工。

2、左线下台阶，爆源距盾构区间结构净距为2.83m～4.45m，可举行爆破作业，但必需采纳特别处理措施，降低爆破振速，减轻爆破震惊对既有盾构区间的影响，同时对既有盾构区间采纳有效的庇护措施。

3、右线下台阶，爆源距盾构区间结构净距为0.71m～3.43m，距离过近，不相宜爆破施工作业，建议用非爆破法开挖。目前非爆破法开挖主要有人工开挖、静态爆破和单臂掘进机等，目前这三种办法本工程中均有使用，技术比较成熟，实际采纳时刻按照工期、造价、施工人员预备等方面综合考虑举行比选。

3.2叠落区间爆破计划

按照已确定叠落段施工工序，上行区间隧道实行台阶法分部开挖，台阶的长度在1～1.5洞径左右。上台阶爆破总体实行光面爆破的施工工艺，导爆管段位依掏槽眼、辅助眼、周边眼的次序由低到高，确保爆破的充分性及有效性，这样爆破后有利于形成光滑圆滑的岩面。上台阶爆破采纳常规爆破计划，这里不再赘述。

按照“早成环”的原则，下台阶应准时跟进，如前所述，左线下台阶需采纳特别控制的爆破办法举行分层爆破开挖，即将下导分为两层举行开挖。层1按正常爆破开挖，一次性爆破面积较小，降低一次爆破用药量。层2可视围岩状况实行人工开挖或再次弱爆破施工。这项措施虽然实施较复杂，但理论上延伸了爆破作用距离，削减了一次爆破总装药量，这就有利于降低爆破质点振速，减低上行区间爆破作业对下行区间不良影响，起到了一定的庇护作用。下台阶孔网及装药参数如表1所示。炮孔布置如图5所示。

为了最大程度的降低爆破震惊对下层围岩的不良影响，对常规爆破参数采纳以下改良措施。

1）改良炸药性质。现行爆破施工采纳的是Φ32mm的粉质乳化药卷，单卷质量为0.15kg，考虑到小净距、弱爆破的要求，可以采纳更小直径的药卷，降低单卷药量。

2）优化孔网参数。适当合理的加密炮孔布置，同样能达到削减用药量的目的。将上导掏槽孔上移，延伸爆破作用距离，降低爆破作用影响。

3）增强导爆管段位。导爆管数量的增强有利于孔外微差、分段起爆，降低一次性同时起爆的炸药量，同样达到预期的爆破效果。

4）下导周边眼举行预裂爆破，实行的是隔孔装药，留出空孔，因为存在爆破层裂效应，空孔可以泄出爆破产生的高能气体，减轻对围岩的振动；采取多段位单孔起爆，，降低单段药量，有利于削弱不良爆破振动、庇护下行区间围岩稳定。5）周边眼装药后不必举行填塞，辅助眼需填塞。

3.3既有盾构区间的处理措施

在矿山法施工上行洞之前，对下行既有盾构区间结构实行如下加固及庇护措施：

1）应从下层盾构隧道对上行隧道为开挖的仰拱举行注浆加固，保证管片背后的密实度，对松散岩体要及早举行预注浆加固。

2）在下层隧道设置暂时内支撑系统，暂时内支撑至少在下洞影响范围24m长度内延续设置，超前上洞掌子面6m，内支撑系统宜采纳洞内暂时支撑台车，采纳液压油缸顶推，橡胶轮作为管片支点，满足300m半径曲线段施工要求，保证每环管片均有至少7个支点支撑

3）下行盾构区间施工时，应调节好盾构机的施工姿势，控制掘进土压力和出土量，严格控制盾尾同步注浆和二次补注浆，加密监测频率，对监测数据准时分析并反馈，须要时按照监测结果准时调节设计参数，叠落段影响范围内不停机，且开挖过程中上下区间掌子面最小距离20m

4）上行隧道在开挖过程中对下行盾构隧道造成的扰动，在盾构隧道相应位置应准时举行背后注浆工作，对盾构隧道管片举行补强。

5）施工过程中按照各段落施工的渐进性以及监控数据准时调节施工参数及控制措施，最大限度地减小对既有盾构区间管片结构的危害，如施工中对已完盾构管片形成伤害，宜举行评估，形成专家处理看法后由盾构施工单位在上行区间初期支护完成后举行修补。

3.4控量测

结合本工程的实际状况，拟将爆破振动检测、洞内外及支护情况观看、水平净空收敛、拱顶下沉、地表下沉、建造物沉降、地下管线沉降等项目作为施工监测必测项目，对必测项目举行加密，对地面沉降及建造物内沉降采取每日一次监测；将建造物倾斜、锚杆轴力及抗拨力、围岩内部位移、支护和衬砌内应力及裂缝、钢支撑内力及外力作为选测项目，同时配备选测项目所需的设备，须要时实施选测项目。

地面量测断面间距平均7m，地面沉降点布设按照施工状况特别断面可加密。各测点布置在同一个断面内，每个断面应包括1个拱顶沉降点、2组水平收敛测点、8组应力监测点和4～5个地表沉降观测点，爆破震惊