地铁暗挖车站穿越地质断裂带施工工法

第第页地铁暗挖车站穿越地质断裂带施工工法摘要：本文以青岛地铁2号线李村公园站隧道穿越李村断裂带施工实例，简要阐述了大断面地铁隧道穿越地质构造断裂带的具体施工技术措施，以供同类工程参考。

关键词：暗挖车站；大断面；断裂带；双侧壁九部导坑法

1工程概况

青岛市地铁2号线一期工程李村公园站为地下双侧12m岛式车站，车站起讫里程为K49+040.163～K49+299.763，全长259.6m；围岩分级为Ⅳ～Ⅴ级；地下水为第四系松散层类孔隙水和基岩裂隙水。车站主体采用“双侧壁九部导坑法”施工，开挖断面宽*高为22.8m*19m，拱顶埋深10.8m～13.4m。初期支护形式：超前大管棚+格栅钢架+超前小导管+中空注浆锚杆+工字钢支撑+喷射混凝土联合加固措施。标准断面结构见图1。

图1标准断面结构图

2李村断裂

李村断裂带从本车站中部通过，宽度约为24～40m，影响范围约为500m，整个车站基本均处于其影响范围。其特征为：岩性以破碎岩为主，节理密集带；地下水相对较为丰富。

3施工方案

车站主体的施工顺序为：①打设超前大管棚②进入车站主体，完成环向导洞开挖（预留核心土）③分段拆除临时支撑，施作拱墙二衬⑤开挖核心土，施作仰拱初支⑥施作仰拱二衬及内部结构。

4.1超前大管棚施工

为确保马头门及断裂带位置的施工安全，采用管棚超前预支护。

4.1.1钻孔

采用直径127mm的钻头；钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进；钻进过程中用测斜仪测定位，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量。

4.1.2管棚安装

钢管丝扣使用管床上加工，注浆孔孔径16mm，孔间距113mm，梅花型布置；棚管顶进时管棚钻机与人工配合；相邻钢管的接头应前后错开；同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。

4.1.3注浆

安装好钢花管、放入钢筋笼后即对钢管注浆；注浆量按Q=πRkLη式进行估算；注浆最大压力2.0MPa，持压15min后即停止注浆；采用隔孔注浆。

4.2开挖

为减少对围岩扰动及建筑物的振动影响，爆破振速度控制在15mm/s以内。

4.2.1炮孔布置方案

李村公园站爆破施工，循环进尺取1.0m。以标准断面1部为例，炮孔装填参数见表1。

表1标准断面1部炮孔装填参数表

炮孔名称雷管

段号炮孔

数目炮孔深度（m）单孔装药量

（kg）总装药量

（kg）备注

掏槽眼160.80.42.4斜眼掏槽

掏槽眼361.20.42.4斜眼掏槽

辅助眼551.00.52.5

辅助眼641.00.52.0

辅助眼741.00.52.0

辅助眼841.00.52.0

辅助眼941.00.52.0

辅助眼1061.00.42.4

辅助眼1151.00.52.5

辅助眼1241.00.52.0

辅助眼1341.00.52.0

辅助眼1441.00.52.0

底板眼1551.00.42.0

底板眼1641.00.41.6

周边眼1791.00.21.8

周边眼1891.00.21.8

周边眼19131.00.22.6

周边眼20131.00.22.6

合计109

38.6

4.2.2爆破振动控制技术措施

根据现场情况，确定萨道夫斯基公式中的K、α值；遵循‘短进尺、弱爆破’的原则；掏槽眼采用75°倾角二级复式楔形掏槽；采用微差爆破，最大一段起爆药量不超过设计计算药量；监测爆破数据用于调整爆破设计参数；可在掏槽眼或周边眼加设减震孔。

4.2.3爆破振动控制技术措施

4.3初期支护

按设计要求，初期支护需承受全部基本荷载，故必须采用高强度的初期支护体系。

4.3.1超前支护

车站主体拱部150°范围内打设单层超前小导管。小导管为φ42（t=3.5mm、L=4.5m）热轧无缝钢管，纵环向间距为1.5m*0.4m，外插角度为10～20°，注浆材料为双液浆。

4.3.2格栅钢架

李村公园站永久性初期支护采用格栅钢架，格栅钢架大样图见图2。

焊接前后前清理焊缝；加工允许误差为沿初支结构周边轮廓误差不大于3cm，平面翘曲小于±2cm；钢筋网片的搭接预；格栅拱脚需垫实落地，不允许悬空；双侧壁导坑法导洞较多，每个导洞格栅钢架安装时必须做好测量工作，为后续格栅安装提供数据支持；

图2格栅钢架节点大样图

4.3.3临时型钢拱架

初期支护临时型钢拱架采用工25b工字钢，拱架间距0.5m，钢架间连接采用预焊钢板螺栓连接，并设置间距1.0m的Ф22连接筋，挂网喷射混凝土350mm。施工中易出现连接螺栓孔不对应问题，应重新在钢板上打孔或用钢筋围焊钢板间的空隙补满；钢拱架是主要的承载结构，喷射砼厚度必须满足设计要求；临时钢拱的拆除必须在永久性支护结构达到设计强度与结构变形达到设计的80%后方可进行；临时钢拱使用人工进行拆除；

5施工监测

主要检测项目包括：地质及支护观察，拱顶下沉，地表沉降，建筑物沉降及倾斜，净空收敛，爆破震动。通过对施工监测数据的分析，本施工方法可以有效地控制地表沉降与净空收敛，爆破振动最大值可控制在15mm/s以内。

表2拱顶沉降前三天监测数据对比

监测点初始值第一天第二天第三天累计变化量最大变化速率控制值

111990.5711988.7411987.9911987.782.79mm1.83mm/d累计变化量为5mm；最大变化速率为5mm/d。

211954.6211952.9811952.1411951.842.78mm1.64mm/d

310796.3410794.5810793.9410793.722.62mm1.76mm/d

6结束语

通过对本暗挖车站的设计与施工分析，此施工方法能够满足大断面城市地铁隧道穿越地质断裂带等自稳能力较差地层的施工要求，应用前景广泛。不足之处是工程造价高，施工工艺复杂；施工导洞较多，相互干扰严重。施工中需进一步优化，使之更为经济合理。

参考文献：

[1]地下铁道工程施工及验收规范[S].北京：中国计划出版社，2004

[2]施仲衡，张弥.地下铁道设计与施工[M].西安：陕西科学技术出版社，1997