膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法

1/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法中铁九局第四工程有限公司二〇一一年三月膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法隧道浅埋暗挖法施工作为城市地铁工程施工中经常运用的一种施工方法，地铁在这方面已有多个成功先例,施工技术也日趋成熟,以满足当前施工发展要求,本工法详细阐述了跨三环暗挖隧道的施鉴帮助作用。2工法特点状态;2.5通过分部开挖,合理组织施工班组循环作业,节约工期,节省2/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法3适用范围本工法适用于城市地铁隧道工程以及具有微膨胀地质的施工地4工艺原理本隧道采取的CRD法又称为交叉中隔壁施工法,即在隧道断面进,尽量降低对围岩的扰动，同时开挖施工中通过超前注浆小导管、取分段成环及时封闭的原则,使开挖断面环环相扣,形成全断面初期5暗挖隧道初期开挖及支护施工工艺流程及主要操作要点3/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法施工准备超前大管棚、井点降水施工(0.5-1m)循环支立型钢钢架、超前小导管施工挂网喷射混凝土Ⅱ部土方开挖(0.5-1m)支立Ⅱ部土方开挖(0.5-1m)支立型钢钢架、超前小导管施工挂网喷射混凝土循环循环Ⅲ部土方开挖(0.5-1m)挂网喷射混凝土Ⅲ部开挖5mⅣ部土方开挖(0.5-1m)循环支立循环挂网喷射混凝土5.2．1降水施工根据当地地质水文资料以及本工程的施工特殊要求,经详细验算降水井5.2.2超前大管棚施工本暗挖隧道与两侧明挖基坑相接,围岩自稳能力差，在明挖主体4/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法8mm大管棚超前支护。108管棚钢管支护护明洞衬砌长管棚正面桩1200管棚设计长度长管棚纵面隧道施工地段为膨胀土地区，该地质遇水后易发生微膨胀,土体容易失稳,随着隧道开挖施工的进行,通过在拱部150°范围内设置小导管并注浆使其在开挖工作面以外形成厚度为0.5~1．0m的加固5.3暗挖隧道开挖施工长度2~3m。左右相应洞室错开10m的距离，同侧上下台阶距离5~7m；开挖循环进尺为0．6m;开挖下部两个洞室的开挖采用全断面开5/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法挖。开挖时上台阶预留核心土,以不影响安装钢架、喷射砼等工序为初期支护初期支护二衬拱二衬初期支护隧道初衬施工完毕站东广场暗挖隧道纵断面施工工序图ⅥⅢ1、本图为站东广场站暗挖隧道纵断面施工工序示意图。2、开挖步骤如图示，每一步开挖后应立即初喷约35mm厚混凝土,然后挂网、架立钢架,钢架与喷层间隙应楔紧，架立钢架后，立即分层续喷混凝土至设计厚度。3、图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示开挖及支护顺序；Ⅴ、Ⅵ表示二次衬砌修筑顺序。实线为先开挖一侧，虚线为后开挖一侧。Ⅴ面开挖支护开挖、支护Ⅲ~隧道掘进方向ⅣⅣⅠ联~Ⅱ6/20膨胀土一二三四五六七①锁脚锚杆①②①②锁脚锚杆③①④①②锁脚锚杆③锁脚锚杆1、作Φ42的超前小导管,并注浆3、设系统锚杆、铺钢筋网，架设侧面及中隔壁开挖及支护1、开挖②部核心土体架2、设系统锚杆、铺钢筋网，架设侧面及中隔壁④部土体开挖及支护1、施作Φ42的超前小导管2、开挖④部土体,留核心土支护阶⑥部土体开挖及支护1、开挖⑥部土体3、喷砼支护3、绑扎衬砌钢筋7/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法5．3.2施工排水：暗挖隧道Ⅲ、Ⅳ部开挖时在在隧道仰拱两侧挖出300(宽)*300(深)mm的排水沟，排水沟纵向坡度为3‰；在隧道主洞内每20m设置一个1500×1500×1000mm集水坑洞门处设置两个2000×2000×1500mm的集水坑，用40m扬程水泵将5.4型钢钢架制安及网喷砼施工后再拆卸运至现场安装，钢架制作沿隧道周边轮廓误差小于3cm。型钢钢架利用锁脚锚杆和定位系筋定位,定位系筋采用φ22钢筋，每根长ma工字钢与主体钢架用螺栓连接,钢筋网片采用双层φ8间距150×150mm，喷射砼采用C25,S6早强砼,喷射厚度350mm。中隔壁底部8/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法接接头A接头AI22a工字钢拱架接头A接头A接头A接头A接头A接头C5．4．2挂网喷射砼施工站台隧道初支喷射砼为350mm厚C25，S6早强砼;采用湿喷工5.5施工监测隧道监控量测控制标准如表5．5.1－1所示:监测控制标准表表序号序号项目控制标准预警标准1降水效果设计水位设计水位以下0.5m2拱顶下沉40mm32mm3地面沉降30mm24mm4横撑及临时支撑受力钢材标准强度(考虑压杆稳定)控制标准的2/35钢筋应力钢材标准强度控制标准的2/39/20监测频率膨胀土地监测频率20mm砼衬砌应力水平收敛位移砼标准强度25mm67表测点布置及监测频率表表点布置每10米一个断面一对测力证每种型式有一个量测断面设七个断面,并保证每种型式有一个量测断面证每种型式有一个量测断面目拱顶下沉地面沉降横撑及临时支撑受力钢筋应力砼衬砌应力水平收敛位移接触压力1~2次/2天1~2次/2天1~2次／2天3个月以后1~3次/月1~3次/月1~3次／月1~3个月周周1~15天1~3次／天天1~3次/天1~3次/天天序号12345671．地表沉降监测暗挖隧道开挖后,地层中的应力扰动区延伸至地表,使地表产生10/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法沿暗挖隧道轴线按10m间距布设地表沉降断面，每个主断面9个测点，测点间距2.5~4m。监测断面及监测点的布置见图5.5.2－1所示。拱顶下沉水平支撑应力测试水平支撑应力测试水平收敛敛以及水平支撑监测点布置示图5.5.2-2拱顶下沉及水平收敛监测点布置图2)拱顶下沉量测方法11/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法在量测断面的拱顶埋设测点，用精密水准仪进行观测，通过详细计计算求出连续两次量测的拱顶高程,将前后两次量测的数据相减得拱顶下沉值。从而可以得出累计沉降、单次沉降等曲线，并可对其进行拟合,进而可以对其最终沉降做出预图5.5.2-3拱顶下沉量测原理图测,来指导施工,拱顶下沉的量测原理如右图5．5.2-3。一端连接挂钩与测点锚栓上不锈钢环(钩)相连，展开钢尺使挂钩与另一测点的锚栓相连，在弹簧拉力作用下钢尺固紧,高精度的百分表析，目的。6暗挖隧道施工投入主要设备、人力、仪器配备6.1设备投入序序号设备(仪器)名称1电动空压机2风钻3风镐4锚杆机5湿喷机6液压钻机型号规格VFY-12/7YT-28PH150ZSP-5数量12/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法序序号设备(仪器)名称7二次灰浆搅拌机8注浆泵9插入式振捣器10强制混凝土搅拌机11混凝土输送泵12小型挖掘机13装载机14龙门吊16冷弯机17交流电焊机18深水泵隧道超前支护凝土施工喷射混凝土施工凝土施工隧道的土方倒运材料及弃碴运输材料及弃碴运输材料及弃碴运输型钢加工、安装施工降水;开挖排水型号规格JW180SYB50/50ZN35JDY350BHBT60AtDEW-1617BX1－630AS40-40/2-7．5K数量1台1台6.2人力投入各施工阶段劳动力配备表表6.2－1施施工阶段／工作2010.4．25~2010．8.5工作面一(右线)/隧道开挖及支护2010.8.5~2010．10.15工作面二(左线)/隧道开挖及支护2010.8.20~2010．12．2工作面一(右线)/二次衬砌施工工作面二(左线)/二次衬砌施工工种开挖工钢筋工工龙门吊司机装载机司机农用车司机开挖工钢筋工工装载机司机农用车司机钢筋工模板工砼工杂工钢筋工模板工砼工杂工人数32122223222241813/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法6.3监测仪器设备投入施工序序号监测部位仪器名称1地表沉降、拱顶下沉测量徕卡DNA03电子水准仪,变形观测专用铟钢尺。2隧道净空收敛SWJ－IV数显式隧道收敛计3水位测量SWG90系列钢尺水位计及配套水位管4围岩压力接触式压力盒5钢筋应力钢筋计、电阻应变仪6测力设备锚索拉力:钢弦式锚索应力计,数字读数仪7钢架内力应变计7质量控制措施7.1现场施工质量控制措施进行统一管理,并随时受到业主,监理的监督管理,确保施工工程质7.1.2隧道喷射混凝土的设计强度和厚度必须保证,钢架要安装度±15㎜;并与钢架或锚杆连接牢固。钢筋网间应搭接牢固,且搭接长度不应小于200㎜。14/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法±50㎜,高程＋30㎜,垂直度5‰;2)钢架与壁面应楔紧,每片钢架格栅节点及相邻格栅纵向必须分别连接牢固，与纵向连接钢筋应焊接可靠;影响隧道施工喷射砼质量的主要因素有:拌制砼原材料的质量,砼配合比,砼拌合运输、喷射工艺、施工环境等，项目部在组织措施上、施工技术管理上及原材料使用上给予充分的保证,确保达到设计项目有:地表沉降监测、隧道周边水平收敛监测、拱顶下沉监测、地技术操作能力。8安全控制措施15/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法8．1.3隧道施工现场除设置安全宣传标语牌外，危险地段必须悬挂按照GB2893—82《安全色》和GB2894—82《安全标志》规定的标牌，主要作业场所和安全疏散通道设立24小时的36伏安全照8.2小导管注浆施工作业安全控制措施8．2.3加强通风,降低机械以及水泥水玻璃反应产生的热量,减8.3隧道防坍塌安全控制措施石,承载力弱、自稳性较差，降水时会带走部分砂，导致土层自稳能16/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法注常情况下的挡水设施;隧道吊出口设置钢结构防雨棚，同时在已完成的明挖顶板排水坡度最低处设置集水坑,并配备足够数量的砂袋,紧9文明施工及环保措施9.1文明施工保证措施建立文明施工管理组织,制定文明施工管理制度，对施工人员进行文明施工教育，建立健全岗位责任制,提高全体施工人员文明施工督电话,接受社会监督。,17/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法9.1．4进场材料、成品、半成品以及构件等分门别类，堆放整9．2环保措施采用低噪音设备,并辅以消音器、隔声棚等措施,降低震动部件的噪9.2.2隧道开挖出碴按规定夜间运输,现场出入口设洗车槽、排净湿润,避免尘土飞扬。弃物,按环保要求进行处理,生活中使用的一次性用品采用易降解的品,确保身体健康。沉淀池为主的排水系统,并在工程开工前完成工地排水和废水处理设施的建设；生活区食堂要设置简易有效的隔油池,配备洒水设备并指掏油,以免造成水污染。18/20膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法站东广场站隧道工程成功采用了本工法组织施工，通过分部开还保证了三环路的行车安全；施工过程中特殊施工机械需要量小,容易推广。本工法采取分部开挖尽快成环,对围岩扰动小、变形小、断安全顺利完成，并创下单月成环46m、双线贯通总工期提前16天分型钢钢材加以重复利用节省了钢材投入约50t,直接节约料费约23本工法的成功实践并得以广泛推广使得我单位在成都建筑市场领域获得业主及各方面领导的好评:2010年我单位荣获由四川省建筑协会颁发的2009--2010年四川省年度建筑业先进企业荣誉称。本工法已成功应用于成都地铁2号线站东广场站跨三环暗挖隧道,并取得良好效果。成都地铁2号线站东广场站横跨三环路暗挖隧道位于成都市三环路东五段与规划道路的十字交叉路口下方,呈东、西向布置,车站暗挖段中心