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摘 要:以西安地铁六号线TJSG-9标小净距隧道为例,介绍小净距隧道的超前支护,洞身开挖,中夹土体加固,锚喷支护,监控量测等关键工序的施工方法和技术要点,为小净距工程施工类比积累经验。
关键词:浅埋暗挖;小净距;隧道;施工技术
1 工程概况
本工程为西安地铁六号线一期工程TJSG-9标,标段起讫里程YDK23+784.151~YDK24+515.500(ZDK23+751.412~ZDK24+515.500),施工范围总长731.349m。暗挖区间ZDK24+124.637~ZDK24+173.720(长49.083m),YDK24+126.204~YDK24+173.692(长47.488m)段,区间从左右线单洞隧道向双洞隧道渐变过渡(净距6m~0m)。属于小净距隧道施工。本文以该隧道为例,介绍小净距隧道关键工序的施工方法和技术要求。
2 初支总体施工安排
采用贴壁施工方法,加长左右线隧道初支开挖距离,由于小净距段距离较短(49m),且隧道间净距很短(0-6m),为防止开挖时对中间土层扰动过大,所以待左线小净距段开挖初支施工完毕,封闭成环后,对中间所夹土体进行WSS注浆加固,土体加固完成后,再进行右线小净距段隧道开挖初支施工。初支施工完毕后对称进行二衬施工。
3 超前小导管施工
小净距段施工对土体的预加固是施工的关键
3.1设计参数
隧道开挖前施作超前小导管,对开挖面上部土体进行预加固,提高掌子面稳定性。超前小导管采用A42普通钢管,壁厚3.5mm,但跟长度3.5m,拱部150°范围环向布设,环向间距0.3m,纵向间距1.5m,外插角10°左右,注浆液强度等级不低于32.5MPa水泥拌制,水灰比为1:0.5-1:0.8,注浆压力为0.5-1.0MPa,注浆扩散半径不小于0.2m。
3.2小导管施工
小导管施工根据隧道轮廓线,在安装好的钢架上以10°的外插角打设超前小导管,为保证注浆效果,防止注浆过程中工作面漏浆,小导管超前注浆前应封闭掌子面(作为止浆墙)。厚度为50mm,喷射混凝土强度等级同初期支护。
4 洞身开挖及初支施工顺序
第一步;开挖左线1部打设超前小导管并注浆后进行开挖,开挖完成后架设II部格栅钢架,临时中隔墙及中隔板。
第二步:1部开挖4-5m后,人工配合机械开挖3部土体,开挖完成后,架立IV部钢格栅及临时中隔壁。
第三步:施作5部超前小导管,注浆加固地层,人工开挖5部土体,与1部错开15-20m,施作VI部初期支护及临时仰拱。
第四步:左线小净距段隧道开挖完成后对两条隧道所夹土体从左右线暗挖隧道进行WSS注浆加固,加固完成后,再依据上述1-4步施作小净距段右线初支。
5 WSS注浆加固
5.1封闭掌子面
区间暗挖隧道开挖施工前或一个注浆加固区段开挖施工完成后,对暗挖隧道各导洞掌子面进行全断面双层铺设钢筋网片,钢筋网片在加工场加工成定型网片,运至工作面,人工搭设平台铺挂,钢筋网片采用Ф8钢筋加工制作而成,网距150mm*150mm,网片相互搭接一个网格,钢筋网片采用Ф22加强钢筋固定,固定钢筋L=1.5m,固处),迎土侧及封闭面各项预留5cm保护层,钢定钢筋布置间距0.5m*0.5m,固定钢筋深入土内1.20m,钢筋网片布置在固定钢筋外漏端中间处(即5cm、25cm筋网片与固定钢筋点焊。采用C20喷射混凝土封闭掌子面,喷射厚度30cm。
5.2布孔注浆
左线暗挖区间注浆孔延隧道环向每隔80cm,纵向间距5m,外插角根据中间所夹土体的厚度进行调节,保证注浆效果,右线暗挖区间注浆孔第一排延隧道开挖轮廓线每隔80cm,延隧道纵向水平打设注浆孔,打设长度15m,每15m为一个循环。第二排延隧道环向每隔80cm,纵向间距5m,外插角根据中间所夹土体的厚度进行调节。
6 二衬施工
6.1总体施工方案
小净距隧道中间所夹土体较薄,如果两侧压力差太大,易引起隧道变形太大,初支侵线,致使出现坍塌风险。
所以小净距段二衬施工总体方案为:左右线同步施工仰拱,拱墙先施工左线,右线临时支撑暂不拆除,待左线拱墙施工完成后,拆除临时支撑,施作右线拱墙。
6.2具体施工流程
第一步:左右线对称人工配合机械凿除临时中隔墙混凝土,临时工字钢隔一拆一,剩余一根鋪设防水前在仰拱浇筑混凝土面下100mm处割除,仰拱混凝土浇筑完成后剩余一根工字钢支撑在混凝土上;
第二步:清理初支面尖锐物、欠挖处凿除,仰拱浇筑50mm厚C20混凝土垫层;
第三步:铺设仰拱土工布、防水层、浇筑70mm厚C20细石混凝土保护层;
第四步:仰拱钢筋绑扎、立小边墙模板浇筑仰拱混凝土;
第五步:仰拱施工完成后,超前拱墙二衬一版拆除左线临时中隔壁及中隔板,施作拱墙二衬。
第六步:左线二衬施工完毕后,台车调往右线,超前一版拆除临时支撑,施作二衬。
7 施工期间监控量测数据处理
监测小组每天整理监测数据资料,绘制位移-时间曲线,送交总工程师审阅和决策。当位移-时间曲线趋于平缓时,通过数据处理和回归分析,推算最终位移和位移变化规律,当位移-时间曲线出现反弯点。非工序变化引起的位移急骤增长时,表明位移及支护已处于不稳定状态,必须停止开挖,对危险地段加强支护,密切关注数据变化,采取补救措施妥善处理。
通过量测数据的分析处理,可以判断围岩和支护状态是否处于稳定状态。掌握土体稳定性变化规律,提出改进支护,衬砌设计的参数和施工方法。
8 结语
西安地铁六号线一期工程TJSG-9标浅埋暗挖隧道小净距段施工过程确保施工安全及施工质量。分析该隧道的成功经验可以得出以下结论:在地形条件受制约,地质条件良好时,小净距隧道是一种较好的隧道断面形式。其施工难度,工期和造价明显低于单线双洞联供隧道。并且整个开挖施工过程,监测数据稳定。因此该施工方法对小净距土质隧道施工比较适用,值得推广。
参考文献
[1]《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)2003版.
[2]《丈八一路站~科技八路区间暗挖区间结构图(编号:A161000160)》.
(作者单位:中铁四局西安分公司)
关键词:浅埋暗挖;小净距;隧道;施工技术
1 工程概况
本工程为西安地铁六号线一期工程TJSG-9标,标段起讫里程YDK23+784.151~YDK24+515.500(ZDK23+751.412~ZDK24+515.500),施工范围总长731.349m。暗挖区间ZDK24+124.637~ZDK24+173.720(长49.083m),YDK24+126.204~YDK24+173.692(长47.488m)段,区间从左右线单洞隧道向双洞隧道渐变过渡(净距6m~0m)。属于小净距隧道施工。本文以该隧道为例,介绍小净距隧道关键工序的施工方法和技术要求。
2 初支总体施工安排
采用贴壁施工方法,加长左右线隧道初支开挖距离,由于小净距段距离较短(49m),且隧道间净距很短(0-6m),为防止开挖时对中间土层扰动过大,所以待左线小净距段开挖初支施工完毕,封闭成环后,对中间所夹土体进行WSS注浆加固,土体加固完成后,再进行右线小净距段隧道开挖初支施工。初支施工完毕后对称进行二衬施工。
3 超前小导管施工
小净距段施工对土体的预加固是施工的关键
3.1设计参数
隧道开挖前施作超前小导管,对开挖面上部土体进行预加固,提高掌子面稳定性。超前小导管采用A42普通钢管,壁厚3.5mm,但跟长度3.5m,拱部150°范围环向布设,环向间距0.3m,纵向间距1.5m,外插角10°左右,注浆液强度等级不低于32.5MPa水泥拌制,水灰比为1:0.5-1:0.8,注浆压力为0.5-1.0MPa,注浆扩散半径不小于0.2m。
3.2小导管施工
小导管施工根据隧道轮廓线,在安装好的钢架上以10°的外插角打设超前小导管,为保证注浆效果,防止注浆过程中工作面漏浆,小导管超前注浆前应封闭掌子面(作为止浆墙)。厚度为50mm,喷射混凝土强度等级同初期支护。
4 洞身开挖及初支施工顺序
第一步;开挖左线1部打设超前小导管并注浆后进行开挖,开挖完成后架设II部格栅钢架,临时中隔墙及中隔板。
第二步:1部开挖4-5m后,人工配合机械开挖3部土体,开挖完成后,架立IV部钢格栅及临时中隔壁。
第三步:施作5部超前小导管,注浆加固地层,人工开挖5部土体,与1部错开15-20m,施作VI部初期支护及临时仰拱。
第四步:左线小净距段隧道开挖完成后对两条隧道所夹土体从左右线暗挖隧道进行WSS注浆加固,加固完成后,再依据上述1-4步施作小净距段右线初支。
5 WSS注浆加固
5.1封闭掌子面
区间暗挖隧道开挖施工前或一个注浆加固区段开挖施工完成后,对暗挖隧道各导洞掌子面进行全断面双层铺设钢筋网片,钢筋网片在加工场加工成定型网片,运至工作面,人工搭设平台铺挂,钢筋网片采用Ф8钢筋加工制作而成,网距150mm*150mm,网片相互搭接一个网格,钢筋网片采用Ф22加强钢筋固定,固定钢筋L=1.5m,固处),迎土侧及封闭面各项预留5cm保护层,钢定钢筋布置间距0.5m*0.5m,固定钢筋深入土内1.20m,钢筋网片布置在固定钢筋外漏端中间处(即5cm、25cm筋网片与固定钢筋点焊。采用C20喷射混凝土封闭掌子面,喷射厚度30cm。
5.2布孔注浆
左线暗挖区间注浆孔延隧道环向每隔80cm,纵向间距5m,外插角根据中间所夹土体的厚度进行调节,保证注浆效果,右线暗挖区间注浆孔第一排延隧道开挖轮廓线每隔80cm,延隧道纵向水平打设注浆孔,打设长度15m,每15m为一个循环。第二排延隧道环向每隔80cm,纵向间距5m,外插角根据中间所夹土体的厚度进行调节。
6 二衬施工
6.1总体施工方案
小净距隧道中间所夹土体较薄,如果两侧压力差太大,易引起隧道变形太大,初支侵线,致使出现坍塌风险。
所以小净距段二衬施工总体方案为:左右线同步施工仰拱,拱墙先施工左线,右线临时支撑暂不拆除,待左线拱墙施工完成后,拆除临时支撑,施作右线拱墙。
6.2具体施工流程
第一步:左右线对称人工配合机械凿除临时中隔墙混凝土,临时工字钢隔一拆一,剩余一根鋪设防水前在仰拱浇筑混凝土面下100mm处割除,仰拱混凝土浇筑完成后剩余一根工字钢支撑在混凝土上;
第二步:清理初支面尖锐物、欠挖处凿除,仰拱浇筑50mm厚C20混凝土垫层;
第三步:铺设仰拱土工布、防水层、浇筑70mm厚C20细石混凝土保护层;
第四步:仰拱钢筋绑扎、立小边墙模板浇筑仰拱混凝土;
第五步:仰拱施工完成后,超前拱墙二衬一版拆除左线临时中隔壁及中隔板,施作拱墙二衬。
第六步:左线二衬施工完毕后,台车调往右线,超前一版拆除临时支撑,施作二衬。
7 施工期间监控量测数据处理
监测小组每天整理监测数据资料,绘制位移-时间曲线,送交总工程师审阅和决策。当位移-时间曲线趋于平缓时,通过数据处理和回归分析,推算最终位移和位移变化规律,当位移-时间曲线出现反弯点。非工序变化引起的位移急骤增长时,表明位移及支护已处于不稳定状态,必须停止开挖,对危险地段加强支护,密切关注数据变化,采取补救措施妥善处理。
通过量测数据的分析处理,可以判断围岩和支护状态是否处于稳定状态。掌握土体稳定性变化规律,提出改进支护,衬砌设计的参数和施工方法。
8 结语
西安地铁六号线一期工程TJSG-9标浅埋暗挖隧道小净距段施工过程确保施工安全及施工质量。分析该隧道的成功经验可以得出以下结论:在地形条件受制约,地质条件良好时,小净距隧道是一种较好的隧道断面形式。其施工难度,工期和造价明显低于单线双洞联供隧道。并且整个开挖施工过程,监测数据稳定。因此该施工方法对小净距土质隧道施工比较适用,值得推广。
参考文献
[1]《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)2003版.
[2]《丈八一路站~科技八路区间暗挖区间结构图(编号:A161000160)》.
(作者单位:中铁四局西安分公司)