暗挖地鐵隧道施工技術(shù)研究論文
摘要:本文主要分析了西安地鐵三號(hào)線青龍寺～延興門(mén)暗挖區(qū)間復(fù)雜地質(zhì)以及高深基坑情況下暗挖地鐵隧道施工的方法和施工技術(shù)措施，并討論了施工中如何提升施工的品質(zhì)，提出了提升施工安全、質(zhì)量、文明施工的一些具體措施，希望能夠?yàn)榻窈蟮氖┕ぬ峁﹨⒖肌?/p>
關(guān)鍵詞:復(fù)雜地鐵;高深基坑;暗挖地鐵隧道;施工技術(shù)
復(fù)雜地質(zhì)以及高深基坑暗挖地鐵施工的過(guò)程中，降水、地層加固處理、控制沉降、預(yù)防掌子面坍塌是最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，應(yīng)用淺埋暗挖施工方法，一定要抓住施工的.要點(diǎn)和方法，并構(gòu)建施工的安全、質(zhì)量管理體系，確保施工的有效性和合理性。
1工程概況
西安地鐵三號(hào)線青龍寺～延興門(mén)暗挖區(qū)間自陜西省微生物研究所起始，沿西影路東行至正大制藥廠后，向北拐至陜西省西安監(jiān)獄，最后穿過(guò)延興門(mén)到達(dá)延興門(mén)站，該暗挖段下穿西安正大制藥廠及西安監(jiān)獄。區(qū)間設(shè)置臨時(shí)施工豎井及橫通道一處，豎井深度達(dá)到42m，根據(jù)豎井所處的環(huán)境條件、地質(zhì)條件、斷面大小及深度、施工使用要求借鑒西安地區(qū)已建工程的成功經(jīng)驗(yàn)，采用噴錨及格柵鋼架聯(lián)合支護(hù)。
2不良地質(zhì)及特殊巖土
2．1不良地質(zhì)
f7地裂縫及其分支裂縫f7－1在本工點(diǎn)東部西影路與經(jīng)五路十字北約150m處通過(guò)，走向NEE向，傾向南，傾角約80度。本暗挖段內(nèi)f7、f7－1地裂縫與左線分別在ZDK26+902.944、ZDK26+892.327相交，f7－1地裂縫與右線在YDK26+918.248相交。地裂縫與線路平面關(guān)系圖
2．2特殊巖土
工點(diǎn)地表廣泛分布有人工填土，主要為1－1雜填土，局部為1－2素填土。1－1雜填土:層厚0.10～6.70m，層底深度0.10～6.70m，層底高程422.50～440.10m;1－2素填土層厚0.30～3.90m，層底深度0.80～5.30m，層底高程421.47～439.37m。上述人工填土土質(zhì)結(jié)構(gòu)疏密不均，成份較復(fù)雜，工程性質(zhì)差。本暗挖區(qū)間隧道頂部分布有層厚5.3～8.1m的飽和軟黃土，且3－1－1新黃土(水上)e=1.061，具有大孔隙，壓縮系數(shù)a1－2=0.67MPa－1，屬高壓縮性土，工程性質(zhì)較差，浸水后工程性質(zhì)易惡化，天然狀態(tài)及浸水狀態(tài)均會(huì)產(chǎn)生較大的不均勻沉降。3－1－2新黃土(水下)e=0.918，具有大孔隙，壓縮系數(shù)a1－2=0.32MPa－1，中等壓縮性，水位降低后將會(huì)引起較大的壓縮沉降。
3施工控制關(guān)鍵技術(shù)
3．1洞內(nèi)水位控制
無(wú)水作業(yè)是保證區(qū)間暗挖隧道施工安全的前提條件，根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料顯示，青龍寺～延興門(mén)區(qū)間暗挖段拱底埋深約37.5m，拱頂埋深約27.4m，此段地下水位位于地面下約12m，隧道洞身均已進(jìn)入地下水位線以下，要達(dá)到無(wú)水作業(yè)的條件，降水深度需達(dá)到25m左右，隧道洞身地層范圍內(nèi)巖層主要為第四系中更新統(tǒng)老黃土及古土壤，均為含水層，無(wú)連續(xù)隔水層分布。在西安黃土地質(zhì)條件下，基坑及隧道降水深度達(dá)25m，施工目前未有工程實(shí)例，由于降水深度比較大，暗挖施工降水難度大大提高，同時(shí)由于隧道頂部分布有層厚5.3～8.1m的飽和軟黃土，飽和軟黃土呈軟塑～流塑狀態(tài)，屬高壓縮性土，降水后的壓縮沉降引起的地面沉降會(huì)造成地下管線、地面建筑物的破壞。青延暗挖區(qū)間采用以下措施控制水位:(1)由于暗挖段降水降深大，采用普通降水井無(wú)法達(dá)到降水效果，采用二級(jí)降水法分階段進(jìn)行降水施工，即采用雙排降水井降水。第一階段，采用外排降水井將地下水位降至地下25m以下，然后將地下水位維持在地面以下25m左右，待地面沉降穩(wěn)定后再進(jìn)行第二階段降水;第二階段，采用內(nèi)排降水井降低地下水位，利用內(nèi)排降水井保證洞內(nèi)無(wú)承壓水及大股明流水。在降水過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)周邊建筑物的監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)反饋信息的分析，當(dāng)?shù)孛娉两颠^(guò)大達(dá)到報(bào)警值時(shí)應(yīng)停止降水，采用洞內(nèi)超前注漿方案。區(qū)間隧道施工前須做降水試驗(yàn)，將水位降至洞頂以下1m處，觀察實(shí)際地面沉降量。如實(shí)際地面沉降量在允許范圍內(nèi)，則逐步降到洞底以下1m;如實(shí)際地面沉降量超過(guò)允許范圍，則應(yīng)停止降水，并及時(shí)采用井內(nèi)回灌或采取洞內(nèi)注漿止水，確保地面建(構(gòu))筑物安全和基坑無(wú)水作業(yè)。(2)WSS注漿。洞內(nèi)引進(jìn)WSS洞內(nèi)深孔注漿技術(shù)，通過(guò)漿液擴(kuò)散，將漿液充填地層土體空隙內(nèi)，固結(jié)地層，隔離外來(lái)水體，達(dá)到止水帷幕的止水效果，將洞外井點(diǎn)降水與洞內(nèi)WSS注漿相結(jié)合的方法，阻止了地下水侵入掌子面，保證干燥作業(yè)條件，確保了施工安全及工程質(zhì)量。
3．2下穿地裂縫段施工
本標(biāo)段青龍寺至延興門(mén)區(qū)間暗挖段ZDK22+944.186(YDK26+943.076)有1條f7地裂縫與f7－1相交，走向NEE向，傾向南傾角約80度，由于地裂縫的存在，不適宜使用盾構(gòu)法施工，采用淺埋暗挖法施工，由于盾構(gòu)需通過(guò)地裂縫區(qū)間暗挖段，致使暗挖隧道施工斷面加寬、加高，最大斷面寬度10.1m，高度10.32m。如果降水達(dá)不到效果，易引起地下水通過(guò)地裂縫而涌入隧道，同時(shí)地裂縫段土體較破碎，開(kāi)挖過(guò)程中易出現(xiàn)局部坍塌情況，施工安全風(fēng)險(xiǎn)較大。地裂縫施工時(shí)，由于掌子面積水及明流水較大，隧道開(kāi)挖過(guò)程中采用洞內(nèi)盲溝進(jìn)行排水。掌子面三米處鋪設(shè)φ609mm×16mm鋼管，作為安全逃生通道。在開(kāi)挖洞內(nèi)兩側(cè)底部各設(shè)置一道300mm×300mm盲溝進(jìn)行排水，盲溝采用碎石鋪底。保證了掌子面積水及時(shí)通過(guò)盲溝排往豎井集水坑，避免掌子土體由于長(zhǎng)時(shí)間受積水侵泡發(fā)生垮塌。開(kāi)挖前采用WSS注漿控制掌子面土體穩(wěn)固，遵循“先注漿，再開(kāi)挖”的原則進(jìn)行地裂縫段施工，確保了施工安全。
3．3復(fù)雜地質(zhì)及帶水作業(yè)沉降控制
由于青延暗挖段地質(zhì)復(fù)雜，降水過(guò)程及開(kāi)挖過(guò)程均極易造成地表及建筑物等出現(xiàn)沉降，因此施工過(guò)程中沉降控制也是一項(xiàng)重點(diǎn)及難點(diǎn)。青延區(qū)間暗挖隧道監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包含:地面下沉、建筑物傾斜、沉降、隧道拱頂下沉、凈空收斂等。其中，地面沉降點(diǎn)共布設(shè)120個(gè)，累計(jì)沉降量最大點(diǎn)位位于前處理車(chē)間南側(cè)草坪，沉降量－323.5mm;建筑物沉降點(diǎn)共布設(shè)65個(gè)，累計(jì)沉降量最大點(diǎn)位位于前處理車(chē)間西南角，沉降量－224.1mm;拱頂沉降點(diǎn)共布設(shè)102個(gè)，累計(jì)沉降量最大點(diǎn)位位于左線青龍寺方向洞口處，沉降量－55.1mm;凈空收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)共布設(shè)163個(gè)，累計(jì)變形量最大點(diǎn)位位于左線延興門(mén)方向，變形量－51.7mm。隧道初支施工設(shè)計(jì)采用CＲD法進(jìn)行施工，CＲD工法為每個(gè)導(dǎo)洞一次開(kāi)挖成環(huán)，每個(gè)導(dǎo)洞高度達(dá)4.98－5.37m，由于開(kāi)挖過(guò)程中地層有滲水情況且導(dǎo)洞開(kāi)挖高度較大，不利于施工安全，施工過(guò)程中沉降難以保證，在實(shí)際施工時(shí)，在CＲD工法增加連接板兩處，增加鎖腳錨管4處，將CＲD上導(dǎo)洞分為上下兩個(gè)導(dǎo)洞，單獨(dú)進(jìn)行開(kāi)挖，單獨(dú)支護(hù)，按照“快支護(hù)，早封閉”的原則，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案及步序進(jìn)行施工，在施工完初期支護(hù)結(jié)構(gòu)之后，必須及時(shí)施作內(nèi)襯，嚴(yán)格控制初期支護(hù)與二次襯砌之間的安全距離控制了洞內(nèi)及地面的沉降。
4結(jié)束語(yǔ)
總之，西安地鐵三號(hào)線青龍寺～延興門(mén)暗挖段在克服了埋深較大、地質(zhì)復(fù)雜、降水難度大等困難后在保安全、保質(zhì)量、保進(jìn)度的情況下已于2014年10月順利完工，施工中的一些施工亮點(diǎn)和做法也得到了業(yè)主、監(jiān)理等上級(jí)單位及一些兄弟單位的認(rèn)可，同時(shí)，西安地鐵三號(hào)線在2016年10月順利通車(chē)。
參考文獻(xiàn)
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［2］趙旭．富水地段淺埋暗挖地鐵隧道施工技術(shù)研究［J］．建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016(96).
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