砂層中地鐵暗挖隧道施工技術(shù)研究[摘要]沈陽(yáng)地鐵青年大街站-懷遠(yuǎn)門站區(qū)間隧道主體結(jié)構(gòu)全部位于中粗砂、砂礫層中,結(jié)構(gòu)底板埋深23.5~17.5m,砂層由于其不穩(wěn)定性、極強(qiáng)的透水性,對(duì)地鐵暗挖施工提出了很高的要求。該文主要闡述地鐵區(qū)間隧道的施工方法及砂層的加固處理措施,對(duì)沈陽(yáng)地鐵的暗挖施工技術(shù)提出相關(guān)的意見(jiàn)與建議。[關(guān)鍵詞]地鐵;隧道;砂層;注漿;沉降監(jiān)測(cè) 隨著城市的發(fā)展,軌道交通成為了大中城市的重要交通手段。全國(guó)各大城市陸續(xù)進(jìn)行地鐵建設(shè),但地質(zhì)情況卻各不相同。沈陽(yáng)地鐵由于其地質(zhì)的特殊性,需在砂層地質(zhì)中進(jìn)行暗挖地鐵的施工,這在全國(guó)尚屬首次。青年大街站-懷遠(yuǎn)門站區(qū)間隧道位于沈陽(yáng)市老城區(qū),地面交通繁忙,地下管線縱橫交錯(cuò)。在施工過(guò)程中如何保證管線不滲漏或者盡量降低滲漏水對(duì)隧道開挖的影響,是砂層地鐵中安全施工的關(guān)鍵。1 工程概況1·1 工程簡(jiǎn)介 沈陽(yáng)地鐵一號(hào)線十二合同段青年大街站-懷遠(yuǎn)門站區(qū)間工程位于大西路下方,向東北方向延伸,下穿杏林街路口、奉天街路口、萬(wàn)壽寺路口至懷遠(yuǎn)門站。隧道上方的大西路為城市交通主干道,交通流量繁重。區(qū)間全線長(zhǎng)1 137.35雙線米,線間距13~17m。 由于受兩側(cè)車站結(jié)構(gòu)形式的影響,隧道結(jié)構(gòu)坡度變化較大。青年大街站為雙層暗挖結(jié)構(gòu),并且是一號(hào)線與二號(hào)線的換乘站,一號(hào)線位于下方。懷遠(yuǎn)門站為明挖結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)埋深較淺。線路走勢(shì)為東高西低,單向坡,兩端高差達(dá)12.5m。從青年大街站向懷遠(yuǎn)門站方向,區(qū)間隧道一直為上坡結(jié)構(gòu),最大坡度達(dá)25‰,增加了施工難度。 本區(qū)間隧道起始里程為DK15+411.65,終止里程為DK16+549,施工豎井及橫通道中心里程為DK15+870,通過(guò)橫通道進(jìn)行左右線的開挖。區(qū)間在DK15+500處設(shè)一道強(qiáng)電電纜通道,在DK16+200處設(shè)一道聯(lián)絡(luò)通道,并分別與左右線相連。豎井、橫通道與區(qū)間正線位置關(guān)系如圖1所示。
1·2 工程地質(zhì) 本區(qū)間地質(zhì)為渾河高漫灘及古河道,圍巖類別為Ⅰ~Ⅱ類,主要為中粗砂及礫砂層,如圖2所示。地形變化比較平緩,地面標(biāo)高44.67~49.63m,最大地面高差4.96m,區(qū)間隧道頂板埋深17.9~10.4m。 開挖時(shí)砂層自穩(wěn)能力較差,當(dāng)遇到管線滲漏或上層滯水等情況時(shí)很容易產(chǎn)生流砂,開挖時(shí)必須嚴(yán)格進(jìn)行超前支護(hù)及注漿,保證掌子面砂層的穩(wěn)定是安全施工的關(guān)鍵。1·3 水文地質(zhì) 該場(chǎng)地地下水類型為孔隙潛水,穩(wěn)定水位埋深在5.0~8.6m,絕對(duì)標(biāo)高39.34~41.52m,含水層厚度為33.66~39.30m,區(qū)間結(jié)構(gòu)全部位于地下水位以下。1·4 結(jié)構(gòu)形式 區(qū)間隧道主體結(jié)構(gòu)為馬蹄形斷面復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu),采用礦山法施工,初期支護(hù)采用C25噴射混凝土+格柵鋼架措施,厚度為25cm;二次襯砌采用C30、S10模筑鋼筋混凝土措施,厚度為35cm。初支與二襯之間設(shè)1道1.5mm厚的ECB柔性防水板進(jìn)行全包防水處理,如圖3所示。 區(qū)間隧道開挖斷面高度為6.52m,開挖寬度為6.32m,隧道斷面接近圓形,充分考慮了合理受力的因素。1·5 工程特點(diǎn) 1)工程環(huán)境復(fù)雜,管線眾多 本標(biāo)段地處沈陽(yáng)市老城區(qū),地下管線縱橫交錯(cuò),且老化嚴(yán)重。主要有污水、雨水、自來(lái)水、煤氣、電信電纜等各種管線,而其中1937年修建的磚砌污水暗渠方溝,縱穿于右線隧道正上方,對(duì)隧道開挖產(chǎn)生著直接的影響。暗渠底部埋深3.8m,隧道拱頂埋深16m,暗渠斷面尺寸為0.9m(寬)×1.8m(高),施工年代久遠(yuǎn),滲漏嚴(yán)重,在施工時(shí)必須采取加強(qiáng)處理措施。 2)水位埋深淺 向下開挖5~8m即可見(jiàn)地下水,區(qū)間主體隧道全部位于地下水中,增大了施工難度。2 施工方法2·1 區(qū)間隧道主要施工步序 本區(qū)間隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面采用上下臺(tái)階法進(jìn)行施工,上臺(tái)階施工時(shí)預(yù)留核心土,下臺(tái)階施工時(shí)做放坡處理,坡度≤3∶1。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,上下臺(tái)階長(zhǎng)度控制在3~5m為宜,如圖4所示。在區(qū)間靠近懷遠(yuǎn)門站一側(cè),左右線分別設(shè)置一道人防,人防段長(zhǎng)13.2m,采用CRD工法施工,分4步進(jìn)行開挖。人防斷面開挖尺寸為高8.5m,寬8.24m。為保證由標(biāo)準(zhǔn)斷面向人防大斷面過(guò)渡時(shí)的開挖安全,在變斷面處設(shè)置1m的漸變段,坡度為45°,逐漸進(jìn)入人防斷面。人防斷面施工步序如圖5所示。 由于砂層地質(zhì)穩(wěn)定性不好,很容易產(chǎn)生坍塌,除盾構(gòu)法采用機(jī)械施工外,暗挖施工基本全部采用人工進(jìn)行開挖,并及時(shí)噴射混凝土封閉成環(huán),每施工0.5m為一個(gè)循環(huán)。主要工序?yàn)?上臺(tái)階開挖→格柵安裝→連接筋焊接→打設(shè)超前小導(dǎo)管→噴射混凝土→小導(dǎo)管注漿→下臺(tái)階開挖→下一循環(huán),每循環(huán)施工時(shí)間約為5~6h。 由于有軌運(yùn)輸受限制較多,速度較慢,本區(qū)間采用無(wú)軌運(yùn)輸方式,每個(gè)掌子面配備2~3臺(tái)翻斗車,統(tǒng)一運(yùn)至豎井提升斗處,再由龍門架提升至地面臨時(shí)存土場(chǎng)。2·2 砂層地質(zhì)中初支施工方法2·2·1 超前大管棚 大管棚通常設(shè)置在斷面變化處及危險(xiǎn)性較大的地段。本區(qū)間在豎井進(jìn)橫通道馬頭門處、橫通道進(jìn)區(qū)間正線馬頭門處設(shè)置大管棚。大管棚采用Φ108mm、δ=5mm的熱軋無(wú)縫鋼管,橫通道馬頭門處管棚長(zhǎng)9m,區(qū)間正線馬頭門處管棚長(zhǎng)12m。管身上鉆6~8mm的眼孔,梅花形布置,孔距30cm,以保證管棚注漿時(shí)漿液的擴(kuò)散。管棚分節(jié)制作,受作業(yè)空間的限制,采用3m一節(jié)進(jìn)行施工,施工過(guò)程中逐節(jié)夯進(jìn)、接管。接頭采用坡口焊連接牢固。管棚沿拱部開挖輪廓線外邊緣120°范圍布設(shè),環(huán)向間距30cm,外插角2°~2.5°。注漿液采用水泥砂漿,漿液配比為1∶1∶1,注漿壓力為0.2~0.3MPa。 大管棚在粘土層施工時(shí)一般采用夯管錘頂入法,但若在砂層中夯進(jìn),容易造成砂層的擾動(dòng),在開挖時(shí)產(chǎn)生坍塌。本區(qū)間采用吹管頂入法,高壓風(fēng)管插入管棚內(nèi),將砂子吹出,然后使用沖擊鉆頂入,頂進(jìn)30~50cm左右,重復(fù)進(jìn)行吹管,依次循環(huán)完成大管棚的打設(shè)。2·2·2 超前小導(dǎo)管 小導(dǎo)管采用Φ42mm熱軋鋼管,δ=3.5mm,一端做成尖狀。小導(dǎo)管長(zhǎng)L=2.5m,每2榀格柵打設(shè)1環(huán)。布置在拱部120°范圍,環(huán)向間距30cm。在管身上鉆?(5~8)mm的孔,孔間距8~10cm,梅花形布置,末端1~1.5m不打孔,以防止注漿時(shí)漿液外溢。小導(dǎo)管如圖6所示。 由于本標(biāo)段地質(zhì)基本全部為中粗砂層,土層穩(wěn)定性不好,在滲漏水較大地段對(duì)超前小導(dǎo)管采取加強(qiáng)處理措施,L=1.8m,每榀格柵打設(shè)一環(huán)。 小導(dǎo)管打設(shè)方法:根據(jù)砂層地質(zhì)的特性,小導(dǎo)管采用引孔打入法。首先使用Φ20mm高壓風(fēng)管進(jìn)行吹孔,然后將小導(dǎo)管直接插入,導(dǎo)管外露端用棉紗封堵,防止噴射混凝土?xí)r堵塞管口。外露長(zhǎng)度控制在10cm左右,以便于安裝管路。 注漿安排在噴射混凝土完成以后進(jìn)行,目的是防止?jié){液從開挖輪廓面溢出,影響注漿效果及浪費(fèi)材料。注漿材料采用沈陽(yáng)市生產(chǎn)的THE-Ⅱ型固砂劑,其特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單,凝結(jié)速度快,節(jié)約循環(huán)時(shí)間。配合比為:固砂劑∶水=(1∶3)~(1∶4),注漿壓力在0.3~0.6MPa,注漿完成后立即用棉紗封堵管口,盡量防止?jié){液外溢。2·2·3 初支背后回填注漿 由于混凝土的自重及噴射混凝土密實(shí)度等的影響,初支背后與土體之間不可避免的會(huì)出現(xiàn)空隙。為了有效減小由于空隙引起的地面沉降,在施工時(shí)預(yù)先埋設(shè)Φ42mm注漿鋼管,鋼管長(zhǎng)50cm左右,埋入砂層20cm,外露10cm,梅花形布置在拱頂及兩側(cè)拱腳位置,每3~5m設(shè)置1道。如圖7所示。 待仰拱成環(huán)10m左右后,便開始進(jìn)行背后回填注漿。注漿液采用水泥-水玻璃雙液漿,注漿壓力控制在0.2~0.4MPa,采用間歇注漿的方式進(jìn)行,注漿與靜壓交替進(jìn)行,保證回填密實(shí)。2·2·4 重要地段的施工方法 經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析,在右線DK15+800~DK16+070里程段,由于管線滲漏嚴(yán)重,被確定為特殊處理地段。具體措施如下: 1)砂含水率監(jiān)測(cè) 在砂層中,砂的含水率為表征地表安全性的重要參數(shù)。在施工過(guò)程中每天對(duì)砂含水率監(jiān)測(cè)2次,使用超前探管取出掌子面前方2~3m的原狀砂,使用酒精進(jìn)行烘烤。根據(jù)日常實(shí)驗(yàn),測(cè)定砂的正常含水率為6%~9%,超出此范圍需給予高度重視,及時(shí)采取加強(qiáng)措施,同時(shí)加強(qiáng)拱頂及地表的沉降監(jiān)測(cè)。 2)超前支護(hù) 超前小導(dǎo)管由原來(lái)的2榀一打改為每榀一打,長(zhǎng)度為1.8m/根,環(huán)向間距加密,調(diào)整為20cm/根,注漿液采用固砂劑,配合比為(1∶3)~(1∶4)。必要時(shí)對(duì)上臺(tái)階掌子面進(jìn)行全斷面注漿,此時(shí)采用L=3.0m的長(zhǎng)導(dǎo)管,每施工1.5m施做一次全斷面注漿,保證注漿體的搭接。2·3 區(qū)間隧道二襯施工技術(shù) 區(qū)間隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面采用定型模板臺(tái)車,考慮直線段的施工進(jìn)度及曲線段轉(zhuǎn)彎半徑的影響,臺(tái)車長(zhǎng)度設(shè)計(jì)成9m+3m的結(jié)構(gòu)形式。直線段使用12m進(jìn)行襯砌施工;在曲線段,將臺(tái)車3m段拆除,分9m為一個(gè)循環(huán)進(jìn)行施工。 1)施工步序 首先進(jìn)行仰拱二襯施工,然后在仰拱上綁扎拱部鋼筋,支立臺(tái)車,澆注拱部混凝土。 具體施工步序如下:基面處理→仰拱防水層→仰拱鋼筋綁扎→仰拱混凝土→拱部防水層→拱部鋼筋綁扎→支立臺(tái)車→拱部混凝土澆注→下一循環(huán)。 2)施工方法 仰拱采用定型鋼模板進(jìn)行混凝土澆注,中間用絲杠連接,可以方便調(diào)節(jié)凈空尺寸。待仰拱混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,使用臺(tái)車進(jìn)行頂拱的混凝土澆注。 根據(jù)施工工序的要求,二襯將從兩端依次向橫通道方向進(jìn)行施工,這樣有利于運(yùn)輸及各個(gè)施工工序的順利開展。 3)防水層施工 在初支與二襯之間,設(shè)置一道全包柔性防水層,防水材料采用ECB防水板,其參數(shù)為:厚度1.5mm,一般每幅長(zhǎng)3m,寬2m。在防水板與初支表面之間設(shè)置一道緩沖層,緩沖層采用單位重為350g/m2的無(wú)紡布,在緩沖層上每隔一定距離布設(shè)一個(gè)暗釘圈,防水板采用熱合焊接的方式焊接在暗釘圈上。防水板搭接采用雙焊縫進(jìn)行熱熔焊接,搭接長(zhǎng)度為10cm,焊接完成后采用檢漏器進(jìn)行沖氣檢測(cè),充氣壓力為0.25MPa,保持壓力≥15min。允許壓力下降10%,如壓力值下降超標(biāo),應(yīng)檢查出漏氣位置并進(jìn)行手工補(bǔ)焊。 4)施工縫的預(yù)留 隧道結(jié)構(gòu)按施工順序與工藝設(shè)置縱向施工縫及環(huán)向施工縫。環(huán)向施工縫根據(jù)臺(tái)車的長(zhǎng)度確定,直線段每12m設(shè)置1道,曲線段每9m設(shè)置1道。環(huán)向施工縫采用背貼式止水帶、1道20mm×10mm遇水膨脹止水條+中埋式注漿管進(jìn)行加強(qiáng)防水處理。 縱向施工縫設(shè)置在兩側(cè)軌面線位置,采用背貼式止水帶+35cm寬中埋式鋼邊橡膠止水帶進(jìn)行加強(qiáng)防水處理。3 結(jié)論與建議 1)在砂層地質(zhì)中施工,保證開挖時(shí)土體的穩(wěn)定,盡量不對(duì)土層造成擾動(dòng)是確保施工安全及控制沉降的重要前提。保證開挖時(shí)土體的穩(wěn)定主要從超前小導(dǎo)管施工工藝、拱部開挖時(shí)的先后順序、注漿液的選擇等幾方面著手。 2)盡量縮短各工序施工時(shí)間,把每環(huán)施工時(shí)間控制在5h以內(nèi),及時(shí)封閉成環(huán)。 3)對(duì)鎖腳錨管的施工必須給予足夠的重視,鎖腳錨管是拱部格柵未封閉成環(huán)之前有效控制隧道沉降的重要措施。在上臺(tái)階格柵的拱腳底部設(shè)置混凝土墊塊也是控制沉降的重要手段。 4)注意砂層含水率的變化,對(duì)含水率出現(xiàn)異常變化的部位必須給予足夠重視,拱部出現(xiàn)滲水等現(xiàn)象時(shí)很容易產(chǎn)生坍塌的危險(xiǎn)。 5)及時(shí)進(jìn)行背后回填注漿,及時(shí)填充由于噴射混凝土不密實(shí)或拱部土體剝落產(chǎn)生的空洞,盡量減小沉降。參考文獻(xiàn):[1]彭澤潤(rùn)·北京地鐵復(fù)八線土建工程施工技術(shù)[M]·北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,2003·[2]關(guān)寶樹.隧道施工要點(diǎn)集[M].北京:人民交通出版社,2003.[3]王夢(mèng)恕.北京地鐵淺埋暗挖法施工法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),1989,(1).
1·2 工程地質(zhì) 本區(qū)間地質(zhì)為渾河高漫灘及古河道,圍巖類別為Ⅰ~Ⅱ類,主要為中粗砂及礫砂層,如圖2所示。地形變化比較平緩,地面標(biāo)高44.67~49.63m,最大地面高差4.96m,區(qū)間隧道頂板埋深17.9~10.4m。 開挖時(shí)砂層自穩(wěn)能力較差,當(dāng)遇到管線滲漏或上層滯水等情況時(shí)很容易產(chǎn)生流砂,開挖時(shí)必須嚴(yán)格進(jìn)行超前支護(hù)及注漿,保證掌子面砂層的穩(wěn)定是安全施工的關(guān)鍵。1·3 水文地質(zhì) 該場(chǎng)地地下水類型為孔隙潛水,穩(wěn)定水位埋深在5.0~8.6m,絕對(duì)標(biāo)高39.34~41.52m,含水層厚度為33.66~39.30m,區(qū)間結(jié)構(gòu)全部位于地下水位以下。1·4 結(jié)構(gòu)形式 區(qū)間隧道主體結(jié)構(gòu)為馬蹄形斷面復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu),采用礦山法施工,初期支護(hù)采用C25噴射混凝土+格柵鋼架措施,厚度為25cm;二次襯砌采用C30、S10模筑鋼筋混凝土措施,厚度為35cm。初支與二襯之間設(shè)1道1.5mm厚的ECB柔性防水板進(jìn)行全包防水處理,如圖3所示。 區(qū)間隧道開挖斷面高度為6.52m,開挖寬度為6.32m,隧道斷面接近圓形,充分考慮了合理受力的因素。1·5 工程特點(diǎn) 1)工程環(huán)境復(fù)雜,管線眾多 本標(biāo)段地處沈陽(yáng)市老城區(qū),地下管線縱橫交錯(cuò),且老化嚴(yán)重。主要有污水、雨水、自來(lái)水、煤氣、電信電纜等各種管線,而其中1937年修建的磚砌污水暗渠方溝,縱穿于右線隧道正上方,對(duì)隧道開挖產(chǎn)生著直接的影響。暗渠底部埋深3.8m,隧道拱頂埋深16m,暗渠斷面尺寸為0.9m(寬)×1.8m(高),施工年代久遠(yuǎn),滲漏嚴(yán)重,在施工時(shí)必須采取加強(qiáng)處理措施。 2)水位埋深淺 向下開挖5~8m即可見(jiàn)地下水,區(qū)間主體隧道全部位于地下水中,增大了施工難度。2 施工方法2·1 區(qū)間隧道主要施工步序 本區(qū)間隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面采用上下臺(tái)階法進(jìn)行施工,上臺(tái)階施工時(shí)預(yù)留核心土,下臺(tái)階施工時(shí)做放坡處理,坡度≤3∶1。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,上下臺(tái)階長(zhǎng)度控制在3~5m為宜,如圖4所示。在區(qū)間靠近懷遠(yuǎn)門站一側(cè),左右線分別設(shè)置一道人防,人防段長(zhǎng)13.2m,采用CRD工法施工,分4步進(jìn)行開挖。人防斷面開挖尺寸為高8.5m,寬8.24m。為保證由標(biāo)準(zhǔn)斷面向人防大斷面過(guò)渡時(shí)的開挖安全,在變斷面處設(shè)置1m的漸變段,坡度為45°,逐漸進(jìn)入人防斷面。人防斷面施工步序如圖5所示。 由于砂層地質(zhì)穩(wěn)定性不好,很容易產(chǎn)生坍塌,除盾構(gòu)法采用機(jī)械施工外,暗挖施工基本全部采用人工進(jìn)行開挖,并及時(shí)噴射混凝土封閉成環(huán),每施工0.5m為一個(gè)循環(huán)。主要工序?yàn)?上臺(tái)階開挖→格柵安裝→連接筋焊接→打設(shè)超前小導(dǎo)管→噴射混凝土→小導(dǎo)管注漿→下臺(tái)階開挖→下一循環(huán),每循環(huán)施工時(shí)間約為5~6h。 由于有軌運(yùn)輸受限制較多,速度較慢,本區(qū)間采用無(wú)軌運(yùn)輸方式,每個(gè)掌子面配備2~3臺(tái)翻斗車,統(tǒng)一運(yùn)至豎井提升斗處,再由龍門架提升至地面臨時(shí)存土場(chǎng)。2·2 砂層地質(zhì)中初支施工方法2·2·1 超前大管棚 大管棚通常設(shè)置在斷面變化處及危險(xiǎn)性較大的地段。本區(qū)間在豎井進(jìn)橫通道馬頭門處、橫通道進(jìn)區(qū)間正線馬頭門處設(shè)置大管棚。大管棚采用Φ108mm、δ=5mm的熱軋無(wú)縫鋼管,橫通道馬頭門處管棚長(zhǎng)9m,區(qū)間正線馬頭門處管棚長(zhǎng)12m。管身上鉆6~8mm的眼孔,梅花形布置,孔距30cm,以保證管棚注漿時(shí)漿液的擴(kuò)散。管棚分節(jié)制作,受作業(yè)空間的限制,采用3m一節(jié)進(jìn)行施工,施工過(guò)程中逐節(jié)夯進(jìn)、接管。接頭采用坡口焊連接牢固。管棚沿拱部開挖輪廓線外邊緣120°范圍布設(shè),環(huán)向間距30cm,外插角2°~2.5°。注漿液采用水泥砂漿,漿液配比為1∶1∶1,注漿壓力為0.2~0.3MPa。 大管棚在粘土層施工時(shí)一般采用夯管錘頂入法,但若在砂層中夯進(jìn),容易造成砂層的擾動(dòng),在開挖時(shí)產(chǎn)生坍塌。本區(qū)間采用吹管頂入法,高壓風(fēng)管插入管棚內(nèi),將砂子吹出,然后使用沖擊鉆頂入,頂進(jìn)30~50cm左右,重復(fù)進(jìn)行吹管,依次循環(huán)完成大管棚的打設(shè)。2·2·2 超前小導(dǎo)管 小導(dǎo)管采用Φ42mm熱軋鋼管,δ=3.5mm,一端做成尖狀。小導(dǎo)管長(zhǎng)L=2.5m,每2榀格柵打設(shè)1環(huán)。布置在拱部120°范圍,環(huán)向間距30cm。在管身上鉆?(5~8)mm的孔,孔間距8~10cm,梅花形布置,末端1~1.5m不打孔,以防止注漿時(shí)漿液外溢。小導(dǎo)管如圖6所示。 由于本標(biāo)段地質(zhì)基本全部為中粗砂層,土層穩(wěn)定性不好,在滲漏水較大地段對(duì)超前小導(dǎo)管采取加強(qiáng)處理措施,L=1.8m,每榀格柵打設(shè)一環(huán)。 小導(dǎo)管打設(shè)方法:根據(jù)砂層地質(zhì)的特性,小導(dǎo)管采用引孔打入法。首先使用Φ20mm高壓風(fēng)管進(jìn)行吹孔,然后將小導(dǎo)管直接插入,導(dǎo)管外露端用棉紗封堵,防止噴射混凝土?xí)r堵塞管口。外露長(zhǎng)度控制在10cm左右,以便于安裝管路。 注漿安排在噴射混凝土完成以后進(jìn)行,目的是防止?jié){液從開挖輪廓面溢出,影響注漿效果及浪費(fèi)材料。注漿材料采用沈陽(yáng)市生產(chǎn)的THE-Ⅱ型固砂劑,其特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單,凝結(jié)速度快,節(jié)約循環(huán)時(shí)間。配合比為:固砂劑∶水=(1∶3)~(1∶4),注漿壓力在0.3~0.6MPa,注漿完成后立即用棉紗封堵管口,盡量防止?jié){液外溢。2·2·3 初支背后回填注漿 由于混凝土的自重及噴射混凝土密實(shí)度等的影響,初支背后與土體之間不可避免的會(huì)出現(xiàn)空隙。為了有效減小由于空隙引起的地面沉降,在施工時(shí)預(yù)先埋設(shè)Φ42mm注漿鋼管,鋼管長(zhǎng)50cm左右,埋入砂層20cm,外露10cm,梅花形布置在拱頂及兩側(cè)拱腳位置,每3~5m設(shè)置1道。如圖7所示。 待仰拱成環(huán)10m左右后,便開始進(jìn)行背后回填注漿。注漿液采用水泥-水玻璃雙液漿,注漿壓力控制在0.2~0.4MPa,采用間歇注漿的方式進(jìn)行,注漿與靜壓交替進(jìn)行,保證回填密實(shí)。2·2·4 重要地段的施工方法 經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析,在右線DK15+800~DK16+070里程段,由于管線滲漏嚴(yán)重,被確定為特殊處理地段。具體措施如下: 1)砂含水率監(jiān)測(cè) 在砂層中,砂的含水率為表征地表安全性的重要參數(shù)。在施工過(guò)程中每天對(duì)砂含水率監(jiān)測(cè)2次,使用超前探管取出掌子面前方2~3m的原狀砂,使用酒精進(jìn)行烘烤。根據(jù)日常實(shí)驗(yàn),測(cè)定砂的正常含水率為6%~9%,超出此范圍需給予高度重視,及時(shí)采取加強(qiáng)措施,同時(shí)加強(qiáng)拱頂及地表的沉降監(jiān)測(cè)。 2)超前支護(hù) 超前小導(dǎo)管由原來(lái)的2榀一打改為每榀一打,長(zhǎng)度為1.8m/根,環(huán)向間距加密,調(diào)整為20cm/根,注漿液采用固砂劑,配合比為(1∶3)~(1∶4)。必要時(shí)對(duì)上臺(tái)階掌子面進(jìn)行全斷面注漿,此時(shí)采用L=3.0m的長(zhǎng)導(dǎo)管,每施工1.5m施做一次全斷面注漿,保證注漿體的搭接。2·3 區(qū)間隧道二襯施工技術(shù) 區(qū)間隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面采用定型模板臺(tái)車,考慮直線段的施工進(jìn)度及曲線段轉(zhuǎn)彎半徑的影響,臺(tái)車長(zhǎng)度設(shè)計(jì)成9m+3m的結(jié)構(gòu)形式。直線段使用12m進(jìn)行襯砌施工;在曲線段,將臺(tái)車3m段拆除,分9m為一個(gè)循環(huán)進(jìn)行施工。 1)施工步序 首先進(jìn)行仰拱二襯施工,然后在仰拱上綁扎拱部鋼筋,支立臺(tái)車,澆注拱部混凝土。 具體施工步序如下:基面處理→仰拱防水層→仰拱鋼筋綁扎→仰拱混凝土→拱部防水層→拱部鋼筋綁扎→支立臺(tái)車→拱部混凝土澆注→下一循環(huán)。 2)施工方法 仰拱采用定型鋼模板進(jìn)行混凝土澆注,中間用絲杠連接,可以方便調(diào)節(jié)凈空尺寸。待仰拱混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,使用臺(tái)車進(jìn)行頂拱的混凝土澆注。 根據(jù)施工工序的要求,二襯將從兩端依次向橫通道方向進(jìn)行施工,這樣有利于運(yùn)輸及各個(gè)施工工序的順利開展。 3)防水層施工 在初支與二襯之間,設(shè)置一道全包柔性防水層,防水材料采用ECB防水板,其參數(shù)為:厚度1.5mm,一般每幅長(zhǎng)3m,寬2m。在防水板與初支表面之間設(shè)置一道緩沖層,緩沖層采用單位重為350g/m2的無(wú)紡布,在緩沖層上每隔一定距離布設(shè)一個(gè)暗釘圈,防水板采用熱合焊接的方式焊接在暗釘圈上。防水板搭接采用雙焊縫進(jìn)行熱熔焊接,搭接長(zhǎng)度為10cm,焊接完成后采用檢漏器進(jìn)行沖氣檢測(cè),充氣壓力為0.25MPa,保持壓力≥15min。允許壓力下降10%,如壓力值下降超標(biāo),應(yīng)檢查出漏氣位置并進(jìn)行手工補(bǔ)焊。 4)施工縫的預(yù)留 隧道結(jié)構(gòu)按施工順序與工藝設(shè)置縱向施工縫及環(huán)向施工縫。環(huán)向施工縫根據(jù)臺(tái)車的長(zhǎng)度確定,直線段每12m設(shè)置1道,曲線段每9m設(shè)置1道。環(huán)向施工縫采用背貼式止水帶、1道20mm×10mm遇水膨脹止水條+中埋式注漿管進(jìn)行加強(qiáng)防水處理。 縱向施工縫設(shè)置在兩側(cè)軌面線位置,采用背貼式止水帶+35cm寬中埋式鋼邊橡膠止水帶進(jìn)行加強(qiáng)防水處理。3 結(jié)論與建議 1)在砂層地質(zhì)中施工,保證開挖時(shí)土體的穩(wěn)定,盡量不對(duì)土層造成擾動(dòng)是確保施工安全及控制沉降的重要前提。保證開挖時(shí)土體的穩(wěn)定主要從超前小導(dǎo)管施工工藝、拱部開挖時(shí)的先后順序、注漿液的選擇等幾方面著手。 2)盡量縮短各工序施工時(shí)間,把每環(huán)施工時(shí)間控制在5h以內(nèi),及時(shí)封閉成環(huán)。 3)對(duì)鎖腳錨管的施工必須給予足夠的重視,鎖腳錨管是拱部格柵未封閉成環(huán)之前有效控制隧道沉降的重要措施。在上臺(tái)階格柵的拱腳底部設(shè)置混凝土墊塊也是控制沉降的重要手段。 4)注意砂層含水率的變化,對(duì)含水率出現(xiàn)異常變化的部位必須給予足夠重視,拱部出現(xiàn)滲水等現(xiàn)象時(shí)很容易產(chǎn)生坍塌的危險(xiǎn)。 5)及時(shí)進(jìn)行背后回填注漿,及時(shí)填充由于噴射混凝土不密實(shí)或拱部土體剝落產(chǎn)生的空洞,盡量減小沉降。參考文獻(xiàn):[1]彭澤潤(rùn)·北京地鐵復(fù)八線土建工程施工技術(shù)[M]·北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,2003·[2]關(guān)寶樹.隧道施工要點(diǎn)集[M].北京:人民交通出版社,2003.[3]王夢(mèng)恕.北京地鐵淺埋暗挖法施工法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),1989,(1).
