城市地鐵大斷面隧道中洞法、雙側壁導坑法施工技術摘 要:在城市地鐵軟弱圍巖中修建大跨隧道,選擇一套合理的施工方案和正確的施工方法十分重要。本文以區間大跨度隧道的施工為例,介紹中洞法、雙側壁導坑法在城市地鐵中的施工技術,以及在施工過程中應注意的問題,并對今后類似條件下隧道的施工進行了思考。關鍵詞:地鐵;大斷面隧道;中洞法;雙側壁導坑法;施工技術1 總體施工方法 區間隧道單拱不帶隔墻結構段采用雙側洞法施工,雙拱帶隔墻結構段采用中洞法施工,聯絡線隧道采用弧形導坑法施工。施工中采取分部開挖,盡早封閉開挖面,及時施作初期支護等措施確保開挖施工安全。當施工工法轉換時,開挖采取突變與漸變相結合的方式進行。隧道內水平運輸采用無軌運輸,垂直運輸采用2.5ｍ3提升斗和10ｔ電動葫蘆出土。隧道初期支護的噴射混凝土采用濕噴工藝,混凝土的運輸采用無軌運輸,區間隧道二襯主要采用襯砌臺車施工,特殊斷面采用鋼拱架小塊鋼模灌注,聯絡線隧道采用襯砌臺車灌注。2雙側壁導坑法施工 隧道施工分部程序:施工時兩側洞錯開,一側側洞落后于另一側洞3～5ｍ,兩側洞中間土體落后最前面側洞開挖面5～10ｍ。由于明挖段破樁時間緩慢和工期要求因此施工順序進行了調整,把原來的先左、右分別成環,變成了先上半部成環.通過實施檢驗,從沉降變形觀測上看,原方案較為安全。3中洞法施工 在雙拱帶隔墻斷面地段采用中洞法施工,中洞法施工分部及順序: ①中洞分上下臺階進行開挖,上臺階施作超前管棚并注漿后,采用“人工+風鎬”開挖土方,架設鋼格柵、鋼筋網、焊接縱向聯接鋼筋,噴混凝土形成初期支護,并作臨時鋼架仰拱,開挖下一循環。下臺階落后上階510ｍ,人工挖土方,手推車運輸出碴。 ②側洞按雙側壁導坑法組織施工,在上臺階開挖并初噴后,鑿除與中洞格柵相接處的初期支護,將側洞格柵鋼架與中洞格柵鋼架預留連接板螺絲聯結成整體后再噴混凝土封閉。下半臺階的格柵鋼架處理方法與上半臺階相同。 ③中洞開挖完成后,按12.5ｍ分段逐段一次立模灌注中隔墻。中隔墻模板預留灌注及搗固窗口,拱部預留φ50注漿管。待中隔墻施工完成后進行二次襯砌施工,中洞法的二次襯砌采用簡易臺架泵送混凝土灌注,并在拱頂預留φ50注漿管。施工結束后從注漿口壓注摻入ＵＥＡ膨脹劑的同標號水泥砂漿充填至密實。4雙側壁導坑法轉中洞法施工 中洞法比側壁導坑法開挖的斷面低1.535米,因此,側壁導坑法轉中洞法采用突變的方式改變斷面。 ①在開挖到達變化里程前1.5ｍ處開始每榀格柵拱部打設加密超前小導管,突降處增加一榀格柵鋼架,并用豎向連接筋將上下鋼架焊接,噴混凝土封閉。 ②縮短開挖循環時間,及時初噴4～5ｃｍ厚混凝土封閉開挖面,立即組織架設格柵鋼架、掛鋼筋網以及設置縱向連接筋,復噴混凝土至設計厚度30ｃｍ。 ③在轉換處端墻面,加密插打Φ22、Ｌ=3.5ｍ錨桿(40ｃｍ×40ｃｍ),掛雙層鋼筋網,鋼筋網與錨桿尾部焊接,混凝土至設計厚度封閉。5中洞法轉側壁導坑法施工 襯砌斷面為突變,斷面開挖寬度從11.36ｍ變為11.66ｍ,高度從6.86ｍ變為9.066ｍ,分別要向兩側擴挖0.3ｍ,向拱頂上挑0.843ｍ,向隧底下挖0.786ｍ。中洞法向雙側壁導坑法轉換采用側壁導坑向上挑頂,向外擴挖。側壁導坑法中洞由側壁導坑向中洞部位拱部插打小導管護頂,再由側壁導坑處側挖中洞部分土體。 ①從帶有中隔墻段的兩側洞向上、下、左、右擴挖,擴挖至轉換面時,已變為單跨雙線斷面,然后按側壁導坑法施工。 ②在轉換面前方2ｍ范圍內,從兩側向拱頂施作橫向小導管,并注漿形成交叉支護。 ③從轉換面前方2ｍ開始,從側洞上臺階橫向開挖中間上臺階土體至設計高度,形成側壁導坑法中間上臺階。 ④中洞法擴挖部分二襯按中洞法斷面立模灌注,并回填開挖加寬、加高處,再從變斷面處開始按側壁導坑法組織施工。6施工技術反思 目前,國內的地鐵工程工期一般比較緊張,所以,施工方法選擇除考慮經濟、安全因素之外,更重要的還要考慮如何確保快速掘進。 ①中隔壁法、雙側壁導坑法目前在國內大斷面隧道施工中運用比較普遍,從市區的施工情況來看,這種工法在措施得當的情況下,能夠保證每月30～40ｍ的掘進速度。 ②側壁導坑法在施工中要盡早上下封閉成環,本工程考慮到施工組織的問題,其中有一段采用先上半部成環,從沉降變形觀測上看,其數值超過先側洞上下封閉成環的施工工況。如果要改變施工順序,必須先進行檢算,以確保施工安全。 ③中隔壁法、雙側壁導坑法由于工作面多,施工組織難度較大。其運輸組織應根據現場的實際情況及采用的設備來確定,運輸設備最好采用小型機械。 ④在施工過程中,一定要保證中隔壁以及橫撐鋼架、噴混凝土的質量,以確保施工安全。7結束語 雖然中隔壁法、雙側壁導坑法的施工技術比較成熟,但是由于中隔壁以及橫撐的影響,施作二次襯砌相當困難,如果分部施作,不能保證混凝土及防水層的質量;如果全斷面施作,在拆除中隔壁以及橫撐時,安全隱患很大。建議設計應充分考慮這些因素,對初期支護進行加強,以確保二襯混凝土及防水的質量。
