地鐵過街隧道施工中的支護措施

【摘要】介紹在廣州地鐵二號線東風(fēng)路過街隧道采用淺埋暗挖法施工中,根據(jù)過街隧道的地質(zhì)和環(huán)境特點,對各工序采用了不同的支護方法,取得了良好的效果。
【關(guān)鍵詞】隧道開挖　復(fù)合襯砌支護　支護方法
　　中鐵十二局集團廣州地鐵工程指揮部承建的廣州地鐵二號線東風(fēng)路過街隧道,全長49.859 m , 采用淺埋暗挖法施工。隧道覆蓋層厚3.7～5.2 m , 覆土拱部以上主要是淤泥砂層,下部為中密殘積土層,地下水豐富,且道路下各種市政管線密布,特別是東風(fēng)路下的1.8 m ×1.25 m 混凝土排水涵,距隧道結(jié)構(gòu)頂線僅1.7 m。東風(fēng)路是交通主干道,地面震動荷載較大。
1 　隧道開挖支護方法及工藝
根據(jù)新奧法原理,結(jié)合隧道的地質(zhì)情況,決定采用人工雙側(cè)壁導(dǎo)坑開挖的施工方法,襯砌采用復(fù)合式結(jié)構(gòu)。初襯以超前大管棚為主,輔以錨噴支護;二襯用模筑混凝土,確保支護結(jié)構(gòu)在圍巖產(chǎn)生塑性破壞前起承載作用。作業(yè)中,首先進行拱部全長大管棚預(yù)支護,開挖雙側(cè)壁導(dǎo)坑,開挖分上下超短臺階進行,上臺階向前掘進0.5～1 m 后,下臺階緊隨其后平行作業(yè),并及時對側(cè)壁導(dǎo)坑進行支護。側(cè)壁導(dǎo)坑分段拉通后,澆筑二次襯砌邊墻,并設(shè)兩道水平橫撐頂緊邊墻,然后開挖和支護中部上臺階,澆筑拱部二次襯砌。暗挖通道拱墻二襯全部拉通后,開挖和支護中部下臺階,并立即澆筑二次襯砌底板中部。每次側(cè)壁導(dǎo)坑臺階及中部上臺階的基坑里對第三節(jié)箱涵進行現(xiàn)澆混凝土施工。箱涵長度15 m , 結(jié)構(gòu)及外形尺寸與頂進段箱涵相同。
由于第1 方案在開挖基坑后,距候車大樓和信號樓太近,影響建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)定,所以采用了第2 種方案:兩節(jié)頂進段箱涵并排預(yù)制,先將第一節(jié)向前頂進25 m , 再將第二節(jié)用千斤頂橫向平移,使兩節(jié)箱涵處在同一中心線上,并在兩節(jié)箱涵之間放置千斤頂和鋼橫梁,然后同第一方案一樣,采用中繼間法繼續(xù)向前頂進,使兩個箱涵一前一后頂進到設(shè)計位置。
2 　各施工工序的支護技術(shù)措施
2.1 　超前大管棚預(yù)支護
在隧道開挖前,根據(jù)主體結(jié)構(gòu)履蓋層厚度,分三段進行跟進式大管棚注漿預(yù)支護加固地層,兩段管棚間的搭接長度為2.0 m , 如圖1 所示。

圖1 　大管棚縱斷面示意圖　
2.1.1 　大管棚施工工序
(1) 管棚鋼管采用壁厚為8 mm 的<108 mm 無縫鋼管。導(dǎo)向墻分三段按順序施工,并同時預(yù)埋管棚導(dǎo)向管?？卓谖恢迷诘谝弧⑷窝厮淼拦安块_挖輪廓線250 mm 布置;第二段沿隧道拱部開挖輪廓線100 mm 布置。鋼管分節(jié)安裝,兩節(jié)間用螺紋長度為150 mm 的絲扣連接,相鄰兩根鋼管的接頭錯接長度為1.0 m 。
(2) 從管棚導(dǎo)向管定位處鉆孔。鉆孔時將鋼管隨鉆頭一起鉆入地層內(nèi),達到設(shè)計深度后停機,鉆頭與鋼管、鋼管之間用絲扣連結(jié)。注漿管上有<10 mm 以200 mm 梅花型布置的注漿孔,鋼管尾部(孔口段)2.0 m 內(nèi)無孔,為止?jié){段。
(3) 鉆孔完成后,為提高鋼管的剛度及強度,鋼管內(nèi)加設(shè)4 根<16 mm 鋼筋和固定環(huán)組成的鋼筋籠。固定環(huán)采用外徑<42 mm 、壁厚8 mm 、長60 mm 的短管環(huán),短管環(huán)間距1.0 m 。在管棚鋼管孔口用法蘭盤連接上孔口管( <42 mm , 壁厚4 mm , 長500 mm) 。
(4) 根據(jù)地層的孔隙和地下水情況,注漿漿液選用水泥漿和水玻璃混合漿,漿液配制為525 # 普通硅酸鹽水泥,水玻璃模數(shù)η= 2143 , 玻密度β= 30～45′;水泥.漿水灰比為0.5∶1 ; 水泥漿與水玻璃體積比為1∶1～1∶0.5～1∶1 ; 緩凝劑為水泥用量的3 % 。
(5) 鉆孔時水平偏距沿相鄰鋼管方向控制在100 mm 內(nèi), 垂直偏距沿相鄰鋼管方向控制在200 mm 內(nèi)(對管棚前端,而非管棚孔口) 。
(6) 向管棚內(nèi)注漿時,按先上后下順序全孔一次性注完。注漿壓力控制在0.5～1 MPa 。
① 在管棚導(dǎo)向管的鉆進過程中,采用水平測斜儀定期量測管棚偏斜度并及時糾偏; ② 注漿時,注意觀察注漿壓力的變化、注漿管的需漿量、止?jié){墻周邊注漿管的冒漿情況和壓力的變化,控制各注漿管的注漿量; ③ 如產(chǎn)生串漿,應(yīng)及時關(guān)閉串漿孔口閥門,導(dǎo)管注漿的注入量應(yīng)盡可能加倍。
2.2 　噴混凝土支護
噴混凝土前先用高壓風(fēng)將巖面吹干凈,全斷面初噴40 mm 厚C20 早強混凝土找平,并及時封閉圍巖,待格柵鋼架等全部安架好后,再全環(huán)噴射厚度為300 mm 的C20 早強混凝土?；炷僚浜媳葹?( 水泥) ∶1.83 (砂) ∶0.44(水) ∶1.73(石) ∶0.05(FDN25) 外加劑。噴射時,分片依次自下而上進行并先噴鋼格柵與巖面之間, 再噴兩鋼格柵之間。
2.3 　錨管支護
錨管采用壁厚為3.5 mm 、長度為3.0 m 的<32 mm 熱軋無縫鋼管。錨管間距縱向為500 mm , 環(huán)向為800 mm , 梅花形布置。錨管上有<10 mm 的注漿孔。漿液為水灰比為0.75∶1 的水泥漿,注漿半徑為0.3～0.4 m , 注漿壓力為1 MPa 。
2.4 　鋼筋網(wǎng)支護采用<8 mm 鋼筋網(wǎng)片全斷面布設(shè), 網(wǎng)格尺寸為150 mm ×150 mm , 鋼筋網(wǎng)與錨管應(yīng)接牢。
2.5 　格柵鋼架支護
格柵鋼架需全斷面安設(shè),縱向間距為500 mm , 縱向間采用@1 000 mm 、<22 mm 鋼筋拉桿焊接成一體。每榀鋼架由6 片組成,制作分為Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ 個單元。根據(jù)側(cè)壁及中部導(dǎo)坑的施工順序,先后安架Ⅱ2 Ⅲ2 Ⅰ2 Ⅳ 單元鋼架,每單元鋼架間用聯(lián)接鋼板配以螺栓連接。鋼架安設(shè)時,首先與<18 mm 的定位系筋焊接(定位系筋另一端錨入圍巖深度為1.0 m) ,然后再與錨管焊接牢固。在鋼架與初噴混凝土間隙較大處,需分別綁設(shè)1 號、2 號墊塊。格柵鋼架支護斷面如圖2 。

圖2 　格柵鋼架支護的斷面示意圖

3 　結(jié)語
東風(fēng)路過街隧道的施工,由于根據(jù)具體地質(zhì)狀況及地表建筑物、地下管線分布情況,采用合理的開挖及復(fù)合襯砌支護方法,適時調(diào)整施工參數(shù),確保了主體工程在53 d 內(nèi)順利竣工,而且路面的沉降量均控制在30 mm 內(nèi),保證了東風(fēng)路交通的平穩(wěn)通暢。