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复杂条件下浅埋暗挖地铁车站施工

复杂条件下浅埋暗挖地铁车站施工
一、工程概况
某工程为某地铁区间段矿山法土建工程(支Y DK+645.8L
支YDK0+728.118),长度82.318m;地面高程为23.75m〜24.83m, 隧道埋深7n〜7.8m。

隧道为双线单洞矿山法隧道,有两种断面,即A 型断面、B型断面,其中A型断面长约47.238m,B型断面长约33.776m。

A型断面开挖尺寸宽X高=12.900m X 9.308m, B 型断面开挖尺寸宽X高=14.700m X 10.007m,两种断面之间采用错台变换。

本段隧道北端与天河客运站连接, 南端与盾构始发井连接,地面上方有北环高速公路的元岗特大桥桥墩基础和广汕公路,其中北环高速元岗特大桥第51 号桥基有六个桥墩位于隧道斜正上方,穿过桥基的隧道断面毛洞宽为12.9m的暗挖双线单洞
隧道,隧道顶至条形基础底距离约为 3.82m;广汕公路共12个
车道,进出城各6 车道, 交通繁忙, 人车流量大;地下管线较多, 埋置深浅不一。

地质情况:天河客运站至华师站区间北段矿山法隧道穿过花岗岩残积土层, 隧道顶部为淤泥质土和砂层。

砂层为主要含水层, 透水性强。

根据地质钻孔资料及始发井开挖揭露的地层情况知, 杂填土:厚度3n〜3.2m;淤泥质土:厚度为2.1m〜2.6m;冲积一洪积砂层:厚度为2n〜3m;砂质粘性土:厚度为6.6m〜12.8m;砾质粘性土:厚度为6.6m〜9.5m;全风化花岗岩:厚度为4.5m〜8.3m;强风化花岗
岩:厚度为7.5m〜13.7m;微风化花岗岩:厚度为1.7 m〜2.4 m。

属花岗岩风化残积层区,其主要地层为花岗风化残积土和花岗岩风化带,遇水易软化崩解。

地下水位较高,地面下1.5m 为常水位,地震烈度为7 度。

二、浅埋暗挖地铁车站施工技术本隧道为双线隧道,跨度较大,开挖断面大,围岩软弱。

隧道拱部处在砂层或软弱土层,整个隧道位于遇水易软化、崩解的花岗岩残积土中,围岩类别为I, □类。

隧道为双线隧道,跨度较大,开挖断面大,围岩软弱,整个隧道采用双侧壁导坑工艺施工。

这样才能最大限度地减少地面沉降,有效地控制围岩变形和保护围岩的天然承载力。

(一)双侧壁上、下导洞1、2部开挖操作要点
1 、双侧壁上、下导坑必须采用有效的减震爆破措施,才能控制地表爆破震速不超过2cm/s。

隧道上导洞开挖采用控制爆破作业,即在拱部周边设置2排①50300减震孔及小导坑超前开挖创造临空面的减震爆破措施。

为降低爆破震动波速度,1、2部
核心掏槽部位设在下部靠核心土侧。

每次循环掘进长度为1m,并及时施做初期支护I、H,临时中隔墙及临时型钢支撑I、IIo
2、侧壁上、下导洞1部先行开挖,待掘进10m后,开挖宽度6m 的横导洞,进行隧道导洞左右两侧1、2部及6部的挑顶开挖并施作初期支护,之后2 部按设计断面上下导洞各分两个工作面开挖施工。

(二)预留岩梁5 部解除操作要点
1、下导坑内仰拱及高边墙施工完毕后,进行岩梁分段分层爆破解除。

岩梁解除时,不能对已成型边墙结构造成任何损害,岩梁靠车站边墙和中隔墙两侧钻2排①50300减震孔减震爆破作业,要求边墙成型结构位置爆破震速控制在2cm/s 内,事先应计算出一次最大允许起爆药量,并按监测结果由小到大调整岩梁解除分段长度,两侧岩梁交替解除,每次最大解除长度控制在1.5m 内。

2、岩梁解除时,应采取有效措施对已成型边墙结构及预留钢筋进行成品保护,边墙水平施工缝位置可采用20mm厚弯折钢
板固定在边墙初期支护上,盖住施工缝及预留钢筋,已成型结构表面应全部覆盖20mm厚钢板保护。

(三)拱部环形核心土6 部开挖
1、应严格控制拱部核心土6 部开挖距后部二次衬砌作业面的距离,间距控制在10〜16m (围岩好取大值,反之取小值)。

开挖后及时闭合初支结构并施作临时支撑。

2、核心土拱部6 部解除时,拱部6 部开挖体有三个临空面,但爆破体距两侧壁下导洞的底板有很大高差,距钢筋、防水板作业台架及二次衬砌台车极近,为避免爆破振动、飞石和落石对导洞仰拱混凝土和后部衬砌8 的质量造成危害,采用底部侧向水平拉槽和拱部光面爆破,两次爆破成型。

底部侧向水平拉槽采用分段分层进行,炮孔深度2.5m (岩性较好可适当放大);拱部掘进眼采用松动爆破,周边眼采用光面爆破,循环进尺1.2m 左右。

为避免边坡掉块砸伤作业人员和砸坏作业台架,核心土解除时,每循环进尺控制
在1.0m 以内,且每循环掌子面边坡均施工100 厚C25 喷射混凝土封闭。

(四)车站衬砌从安全、质量、经济和进度各个方面进行了研究分析和对比,本工程决定采用混凝土拱墙整体浇筑的施工方法。

1、牛腿施工
车站牛腿在起拱线位置。

牛腿作为车站中隔板的主要承力结构,与衬砌必须要有较好的连接,应采用拱部衬砌和牛腿进行整体浇筑。

这样可以提高牛腿与衬砌混凝土的整体性和承载能力,避免分次浇筑出现开裂或达不到承载能力的情况发生。

但整体浇筑将给车站拱部衬砌模板安装和拆除带来难度。

经过研究,采用如下方法能达到理想的效果,即在在牛腿顶面设计一块可分离的异型模板,安装模板时,将该面板与拱部钢架和边墙模板钢架采用螺栓连接,然后进行模板台车的定位工作。

混凝土浇筑完成以后,先拆除螺栓,将模板分离后脱离,然后再将拱部和边墙模板脱离。

2、钢筋绑扎
大跨度的车站一般钢架直径大,小龙坎衬砌主筋为①28, 间距为12.5 cm ,双层布设。

全断面绑扎钢筋时,钢筋的自重相当的大。

衬砌时可在钢筋中间架设刚拱架作为钢筋的承重结构,
与钢筋一起浇筑在混凝土内。

3、临时工字钢支撑的拆除由于开挖核心土和拆除临
时支撑离衬砌只有15 m〜20 m,所以爆破一定采用控制爆破,并且要已铺的防水层,防止被破坏。

4、模板台车定位及支撑加固:定位时预留 3 cn〜5 cm的变形量和施工误差。

台车高度和跨度较大,而模板台车的长度较小,防止台车沿线路方向失稳倾倒。

模板台车加固是要对拱脚及受力较大的部位增设工字钢临时支撑,防止浇筑混凝土时因侧压力过大而发生跑模现象。

4、模筑混凝土浇筑采用两台输送泵左右两侧同时浇筑混凝土,浇混凝土时拱顶以下部位从留仓口插管浇筑并采用A50插入式振动棒振捣,拱部混凝土由拱顶接管浇筑;混凝土浇灌速度控制在每侧
4m3/h 以内,同时应不小于2.5m3/h 。

混凝土坍落度应随浇筑部位的不同进行调整,墙部控制在14cm- 17c m范围内,拱腰以上控制在18cm— 21cm,坍落度小于14cm的混凝土不允许使用;两侧对称浇灌,分层振捣密实,左右两侧混凝土面高度不大于0.5m。

(五)施工过程中的注意事项1、围岩较差段,每循环纵向进尺以安放一榀工字钢长度即50cm为宜;围岩稍好段,每循环纵向进尺可以安放二榀工字钢长度即100c m施工,但不宜大于100cm
2、侧壁开挖后,中央部份实际处于悬空状态,这部份围岩经开挖已扰动过二次,中部开挖方法不当,易导致临时壁墙破坏。

为此应以不爆破开挖为宜,同时加强支护、量测。

3、由于分多次开挖,应加强断面测量工作,防止超欠挖,并配合出碴进行断面检查,清除欠挖,处理危石。

4、临时侧壁墙的拆除,必须等围岩稳定后进行。

5、隧底两隅与侧墙联结处应平顺开挖,避免引起应力集中,当遇变形很大的膨胀性围岩时,两隅应预先打入锚杆或其他措施加
固。

6、本分项工程位于洞口浅埋段,应加强地表稳定性及围岩稳定性的判别,并根据变形管理等级及时采取相应措施。

详见监控量测施工方案。

7、施工中及时处理和分析监控量测数据,当位移-时间曲线出现反常的急骤变化时,表明此时的围岩、支护系统已处于不稳定状态,应立即停止开挖,并对危险地段加强支护。

结束语
双侧壁导坑法虽然开挖断面分块分,扰动大,初次支护全断面闭合时间长,但是每个分块都是在开挖后各自闭合的,所以在施工中间变形不大。

双侧壁导洞比注浆加固更节省,比侧壁导洞法更容易控制围岩变形,在复杂地质条件下,此种方法更具有综合经济效果。

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