地鐵暗挖隧道下穿過街地道施工技術 摘 要 南京地鐵2號線上新區間的隧道下穿帶有圍護樁的金鷹過街地道。穿越段的地質條件差、富含地下水、管線密集,施工難度較大。采用長管棚支護和全斷面劈裂注漿形成有效的超前支護,結合洞內跟蹤注漿及樁基托換等輔助措施,改善了土體自穩性能,控制了土體的水土流失,并減小了隧道開挖引起的地層沉降,使隧道順利下穿過街地道。 關鍵詞 地鐵;土質隧道;超前支護;管棚支護;小導管預注漿 1 工程概況 1. 1 設計概況 南京地鐵2號線上海路站———新街口站區間隧道為2座分離式單線隧道。區間隧道豎井的橫通道里程為K13+438,并沿漢中路向東與新街口車站1號風道相接。在橫通道以東正線隧道和新街口站1號風道共3條隧道小間距平行布置。正線隧道為馬蹄形斷面。左右正線隧道中間的新街口站1號風道暗挖段為矩形斷面。3條隧道均從金鷹過街地道下穿過。相交段地鐵長約13. 5 m,交角72°。區間隧道結構與金鷹過街地道底板凈距約1. 2 m。其中左線區間隧道初期支護與金鷹過街地道外掛下沉式水泵房底板局部有位置沖突。隧道與金鷹過街地道相互關系見圖1和圖2。
1. 2 地質及水文概況
該地段地層為Ⅴ、Ⅵ級圍巖軟-流塑層段,隧道主要穿越土層為②-1c2層粉土、②-2b4層淤泥質黏土、②-3b3層粉質黏土夾粉土,以及③-2b2層和③-3b1-2層粉質黏土。洞室圍巖穩定性整體較差。其中③-3b1-2層粉質黏土具弱膨脹潛勢。場地地下水主要為潛水和微承壓水,少見基巖裂隙水。
1. 3 工程特點
1. 3. 1 地質條件差且富含地下水
穿越段土體富含地下水,土體經多年浸泡形成軟流塑狀;同時存在管線滲漏、積水補給,以及不明地下滲水通道等。該地層的土層自穩性極差,易發生涌泥、涌水、坍塌現象,再加上金鷹過街地道底部的碎石墊層含水影響,在此進行暗挖隧道施工尤其是隧道群的施工難度較大。
1. 3. 2 破樁施工對沉降控制不利
根據對金鷹過街地道調查,其部分圍護樁侵入隧道凈空最大達3. 98 m,隧道開挖時需將侵入部分逐根破除。考慮破樁施工時掌子面暴露時間長,金鷹過街地道兩側沉降縫緊鄰隧道,會使地層沉降更加明顯,故破樁施工前必須對地道進行有效加固,以降低施工風險。
1. 3. 3 土體擾動次數多且沉降難控制
金鷹過街地道施工時對原地層已造成干擾,破壞了原有軟流塑地層結構;左右線隧道施工會形成二次擾動,使地層應力釋放更為明顯,地層變形造成的沉降比其它地段更加敏感;區間隧道完成后進行新街口1號風道施工會再次擾動地層。因此,該段地層控制沉降難度極大。
2 施工方法與技術措施
根據本工程特點,結合暗挖隧道穿越軟弱地層的施工經驗,該段隧道開挖擬采用以長管棚支護+全斷面劈裂注漿為主的超前加固施工工藝,同時結合洞內跟蹤注漿等輔助措施。利用長管棚和超前小導管注漿形成有效的超前支護,結合全斷面注漿改善土體自穩性能,以控制水土流失,減小隧道開挖引起的地層沉降,確保隧道以及過街地道、管線的安全。
2. 1 管棚施工
受金鷹過街地道圍護樁的影響,施工時把豎井橫通道以東地段分成了過街地道以西、穿過街地道段及過街地道以東三個分段。因此,管棚的施工也要分成三段來考慮。
2. 1. 1 過街地道以西段的管棚施工
利用已經施工的橫通道空間施作該段管棚。管棚直徑為Φ121mm。由于過街地道同隧道斜交,每根管棚的長度不一;同時考慮下一段管棚工作室的施工,按照最短的一根管棚計算管棚施工的仰角,采取跟管鉆進,管棚推進到過街地道西側圍護樁前為止。
2. 1. 2 過街地道段的管棚施工
此段管棚利用管棚工作室(見圖3)從西往東鉆進施工。管棚直徑為Φ140 mm。采用金剛鉆頭開孔破除過街地道西側的圍護樁。開孔后采取跟管鉆進,管棚直至過街地道東側圍護樁,即可[1][2][3]下一頁
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