开挖区间暗挖隧道施工方法

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区间暗挖隧道施工方法

区间暗挖隧道左线起讫里程 CK13+437.5CK14+689.65长

1267.87m右线起讫里程CK13+435CK14+689.65长1262.484m左右线线间距为13.2m。隧道断面为马蹄形断面。

本标段暗挖部分共设活塞风井两座 TVF机械风井一座。其中1号风井为活塞风井设在深南大道南侧区间左线的正上方里程C K 13+805风井为内净空4.6m×6.0m的矩形断面,深30.01 m。 号风井为活塞风井设在深南大道中央绿化带内在区间右线正上方里程CK 14+115风井为内净空4.6m×6.0m的矩形断面深31.2m。 3号风井为TVF机械风井设在区间右线CK14+139右侧距线路中线47.2m处风井为内净空4.6m×6.4m的矩形断面深30.05m。 1号、 2号、 3号风井在施工期间均作为施工竖井。

在3号风井与正洞间设横通道横通道设计为双层风道长64.6m断面为9.0m×5.0m9.75m×5.0m的直墙弧形拱断面在区间C K 14+163处左右线间设排水泵房及联络通道通道与左右线中线垂直泵房上方设管道井通至地面。

左右线隧道之间设五处施工通道为解决正洞轨道与3号竖井连通的问题在横通道右侧向侨城东方向增设一条与右线斜交45°的斜施工通道。施工通道断面为3.5m×3.7m的弧形断面。

本区间暗挖段分3个工作区进行施工其中1号井工作区自 1号井向竹子林方向施工与明暗挖分界暗挖工作区贯通后 向侨城东方向施工至3号井 2号、 3号井工作区从2号、 3号井向侨城东方向施工与侨城东站贯通。

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6.1风井开挖及支护

区间暗挖隧道首先安排号、 号、 号风井的施工根据地质资料显示 1号、 2号、 3号风井自上而下穿越素填土层砾质粘性土层全风化微风化花岗岩层。地下水位在地表下5.0m左右。

风井施工采用人工开挖人工装碴 吊车提升 吊斗出碴钢筋网、格栅钢架、喷砼初期支护 C25钢筋砼模筑衬砌。风井施工程序如下图

6.1.1风井开挖

土层地段风井施工采用人工配风镐开挖 吊车提升 吊斗出碴循环进尺不大于0.75m初期支护模筑砼紧跟。挖至地下水位以下时井底设积水坑用抽水机抽水至井外。

岩层地段风井采用钻爆法开挖。爆破开挖断面 1、 2号风井为

7.4m×6.0m 3号风井为7.8m×6.0m为取得好的爆破效果减小爆破

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振动爆破采用分部开挖微差爆破。

I部24m2采用单排孔楔形掏槽光面爆破参数为周边眼间距45cm外插角尽可能小其它炮眼间距80-90cm循环进尺1.0m掏槽孔深1.2m其它炮眼深1.0m炸药单耗1.05kg/m3 Ⅱ部20.4 m2

22.8m2在I部爆破创造出临空面之后 Ⅱ部采用小台阶爆破其参数为周边眼间距45cm外插角尽可能小其它炮眼间距90cm循环进尺1.0m,炸药单耗0.83 kg/m3。掏槽和掘进眼炸药选用防水较好的乳化炸药周边眼则采用小直径低爆速的光爆药卷。

6.1.2风井支护

风井支护紧跟开挖之后进行,其工序流程为

1、喷射C20砼厚度5cm将围岩面封闭。

2、架立格栅钢架。格栅钢架在井外分节预制井内栓接成型。为了加工、安装方便每环钢架分8节预制格栅钢架固定采用钢筋锚杆打入地层钢架整体挂在锚杆上。

3、喷射砼至设计厚度为了解决喷砼过程中粉尘浓度高、回弹量大等问题采用湿喷工艺。

湿喷分三次喷至设计厚度30cm两层喷射的时间间隔为1520min。为防止回弹物附着在未喷的围岩面上而影响喷层与岩面的粘结力喷射时按自下而上的顺序进行喷前先找平受喷面的凹处再将喷头按螺旋形缓慢均匀移动力求喷出的砼层面平顺光滑。湿喷砼施工工艺将在6.8.4湿喷砼施工工艺节中详细叙述。

1号、 2号风井及3号风井自地面下20m内采用格栅钢架与喷砼C20作初期支护 3号风井下部10.5m穿过中微风化花岗岩其初

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期支护采用锚杆网喷C20砼厚度100mm。锚杆为砂浆钢筋锚杆掺加早强剂锚杆钻眼用气腿式YT-28型凿岩机注浆时注到约眼深的2/3时停止注浆将锚杆插入孔内直至砂浆挤出为止。锚杆外露长度与喷射砼的厚度相等作为喷砼厚度的标志。锚杆施工工艺将在6.8.3节中详细叙述。

锚杆打设完成之后初喷砼5cm挂设钢筋网钢筋网在现场预制成网片成片安设搭接长度不小于200mm钢筋网与锚杆联结牢固喷射时钢筋不得晃动钢筋网在初喷完成后铺设。

4、风井内衬为模筑C 25钢筋砼厚度400mm。在土质地段二次衬砌紧跟开挖在进行下道开挖之前绑扎钢筋支立模型板浇筑砼待砼强度达到设计强度的80%以后再进行下一循环的开挖。

进入岩层地段开挖进程中暂不做二衬待风井挖至设计高程后再从下向上搭接脚手架、立模板浇注二次衬砌砼 以加快施工进度。

1号、 2号风井在二次衬砌时根据隧道开挖轮廓预留隧道洞口3号风井在二次衬砌时根据风道开挖轮廓预留上下风道洞口。

6.2横通道、联络通道、施工通道开挖及支护

在区间CK14+139处 3号风井与正洞间设横通道横通道中线与左右线线路中线垂直横通道全长64.6m断面为9.0m×5.0m、

9.75×5.0m的直墙弧形拱断面。该横通道设计为双层风道施工期间起施工通道的作用。

在区间CK14+163处左右线间设排水泵房及联络通道泵房上方设管道井通至地面联络通道中线与左右线路中线垂直。联络通道断面为4.0m×3.7m长8.1 m。

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在区间隧道暗挖段左右线隧道之间设五处施工通道具体里程为右CK13+750左CK13+763、右CK13+863.2左CK13+850、右CK14+200左CK14+213.2、右CK14+363.2左CK14+350、右CK14+500左CK14+513.0通道断面为3.5m×3.7m的弧形断面通道与正线交角为45° 。为了解决正洞轨道与竖井连通运输的问题在横通道接近右线处向侨城东方向增设一条与右线中线斜交为45°的斜施工通道长28.2m。

6.2.1横通道的开挖、支护

根据地质资料3号风井的通道顶部多数位于强中风化花岗岩层中个别地段位于砾层粘性土层中横通道下部位于微风化花岗层中因通道断面高为方便施工通道施工采用台阶法施工上、中部开挖支护完毕后安排下部开挖支护 以减少翻碴次数。衬砌则先安排下层风道施工下层风道衬砌结束后安排上层衬砌施工施工工序如图

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1、横通道的开挖

3号井开挖至横通道上部位置横通道起拱线下0.5m时风井停止下挖精确测出横通道位置在风井初期支护面上画出开挖轮廓沿开挖轮廓内挖出0.3m宽、 0.3m深的槽在槽内立设拱部格栅钢架钢架与风井初期支护用连接钢筋焊接然后打设拱部超前小导管注浆预加固地层喷砼履盖钢架构成风井与横通道衔接面的支护体系后开挖横通道上部断面上部施工mm后 向下挖风井至横通道中部位置与上部施工方法相同进行中部施工。上部、中部全部施工完毕后 向下挖风井至横通道底部与上部施工方法相同进行下部施工。下部施工结束后 向下挖风井至设计标高。

风井土层采用人工开挖岩层地段采用钻爆法施工为了减小爆破振动其中拱部采用光面爆破楔形掏槽非电毫秒雷管微差起爆。中部、下部采用预裂、微差爆破循环进尺均为1.0m。

爆破参数见下表

爆 破 参 数

2、横通道支护

横通道初期支护紧跟开挖工序 以保证施工安全通道拱部由于位于风化岩层或砾质粘土层中初期支护采用Ф22主筋格栅钢架间

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距1.0m Ф22超前锚杆长3.5m环向间距0.5m φ6钢筋网 网格150mm×150mm C20喷射砼厚0.3m。通道中、下部位于岩层中初期支护采用φ6钢筋网 网格150mm×150mm Ф22系统锚杆纵横间距为1.2m C20喷射砼厚0.1m。

横通道二次衬砌首先安排下层风道施工。下层联络通道封堵施工考虑施工方便安排在区间施工完毕后进行。

6.2.2联络通道及施工通道的开挖、支护

1、土层地段开挖、支护

根据地质资料显示 右CK13+750左CK13+763  右CK13+863.2左CK13+850右CK14+200左CK14+213.2右CK14+363.2左CK 14+350右CK14+500左CK14+513.0等五处施工通道位于砾质粘性土层、强风化花岗岩层中。故此五处施工通道施工采用台阶法开挖预留核心土循环进尺为1.0m。拱部采用超前小导管预支护超前小导管采用Ф32钢管长3.5m环向间距0.3m纵向搭接长度不小于1.0m。拱墙采用工字钢钢架纵向间距1.0mφ6A3钢筋网 网格150mm×150 mm喷砼厚度为0.25m。

施工作业程序见下图

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2、岩层地段开挖、支护

CK14+163处的联络通道及CK14+139处为施工运输增加的斜通道均位于微风化的花岗岩地层中施工采用全断面钻爆法施工YT-28风钻钻孔、光面爆破非电毫秒雷管微差起爆。

爆破参数为周边眼间距0.45m,其它炮眼间距为0.70.75m循环进尺1.0m楔形掏槽掏槽孔深1.2m其它炮孔深1.0m炸药单耗1.15kg/m3。施工支护紧跟开挖采用Ф22局部锚杆长2.0m C 20喷射砼厚度为0.1m。施工通道无二次衬砌 CK14+163处联络通道的衬砌和泵房的施作安排在正洞开挖施工完毕后进行。

施工通道的封堵、回填安排到正洞施工完毕后进行施工通道的封堵、回填严格按设计进行交叉口口部采用1.0m厚M7.5浆砌片石封堵通道中间拱部2.0m采用C 15砼其它部位采用夯实粘土回填。

管道井φ1200mm深26m采用人工挖孔桩方式开挖支护紧跟二次衬砌。井口距地面1.6m 以砖墙围护并高出地面0.3 m 以防止地表水流入井内。施工时用作下料井。

6.3洞身开挖及初期支护

竹子林至侨城东区间隧道从深南大道南斜穿至深南大道地下顶部覆土9.223.1m地表地形略起伏。左线起讫里程为CK13+437.5CK14+689.65,长 1267.87m,右线起讫里程为 CK13+435C K 14+689.65长1262.484m左右线间距为13.2m。

区间隧道洞身大部分穿越地层为砾质粘性土及全风化、强风化花岗岩部分或局部在中风化或弱风化花岗岩中穿过CK13+435+550段隧道拱顶上覆饱和状砾砂层。

本工程地下水较少但对砼结构和钢结构具有弱酸性腐蚀及弱腐蚀。

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洞身开挖后施作的初期支护必须有足够的强度和刚度 以保持围岩的稳定性和施工的安全性。

根据以上特点我们采用“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测、控下沉”的二十一字施工原则。

管超前—在工作面开挖前沿隧道拱部周边按设计打入超前小导管 以架立的格栅钢架为支点起超前支护的作用。

严注浆—在打设超前小导管后根据地层地质情况注浆填充围岩孔隙加固地层使松散的围岩胶结成整体增强围岩的自稳能力和超前小导管一起形成纵向超前支护体系防止工作面失稳。

短开挖—每次开挖循环进尺要短开挖和支护时间尽可能缩短。

强支护—采用格栅钢架和喷砼进行较强的早期支护。

早封闭—开挖后初期支护要尽早封闭成环 以改善受力条件。

勤量测—量测是对施工过程中围岩及结构变化情况进行动态跟踪的主要手段对围岩和支护结构的应力应变监测根据监测数据绘制位移——时间曲线当位移——时间曲线出现反弯点时表明围岩和支护已呈不稳定状态必须加密监视加强支护确保施工安全。

控下沉—严格控制地表的沉降变形拱顶下沉确保地面建筑和地下管线的安全及隧道施工安全是城市地铁隧道施工最重要的保证指标之一。

本区间暗挖段分3个工作区施工 明暗挖分界暗挖工作区向侨城东方向掘进开挖长度约125m,里程范围为CK13+435CK13+5601号井工作区首先向竹子林方向掘进约245m与明暗挖分界暗挖工作区贯通贯通后向侨城东方向掘进约334m与3号井贯通。 1号井工作区开挖任务约579m里程范围为CK13+560CK14+139 2号、 3号

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