浅埋暗挖工法在特殊土层中应用

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1、浅埋暗挖工法在特殊土层中应用【摘要】本文针对在花岗岩残积土层及杂填土层中进行浅埋暗挖施工容易出现的土体软化崩解、坑壁坍塌等问题，介绍了某地铁站附属风亭浅埋暗挖隧道施工方法，以供参考。【关键词】浅埋暗挖；花岗岩残积土；动荷载0前言花岗岩残积土及杂填土均为特殊土，土层的结构性较强，在外部条件发生变化时，土的结构性很容易被破坏，土体容易丧失稳定性。在该类土层中进行浅埋暗挖施工，存在较大的不确定因素，容易出现的土体软化崩解、坑壁坍塌等问题，甚至可能导致施工无法继续进行，一旦出现问题，后果十分严重。本项目是针对

2、复杂工况条件下、特殊土层中进行的浅埋暗挖施工工艺进行的研究，其复杂程度、工况特点、所处土层条件等几个方面在国内均较罕见。1工程概况广州市地铁三号线北延段南方医院站北端风亭，由于征地拆迁困难，明挖施工改为暗挖施工，隧道平面布置，包括2个明挖风亭和7条暗挖通道，暗挖通道宽度3.5m～6m，高度4.55m～5.98m，覆土厚度约3m。风道上方局部有公交车辆通行，下方为已完成的盾构隧道，有施工车辆通行。工程区域内地下管线纵横交错，种类繁多。92地质条件本场地上覆第四系土层自上而下有：人工填土层、冲积—洪积粉细

3、砂层、冲积—洪积中粗砂层、粉质粘土层、河湖相淤泥质土层、可塑状花岗岩残积土层、硬塑或坚硬壮花岗岩残积土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩。其中暗挖涉及到的土层主要为人工填土层和花岗岩残积土层。3项目特点本暗挖工程7条暗挖通道呈纵横向平行或垂直布置，暗挖通道覆土厚度小、上覆土层中管线多，上方道路有车辆通行、隧道下方为已完成的盾构隧道，且所处土层为人工填土层和花岗岩残积土层，使本工程施工难度相对较大。主要体现在以下几个方面：（1）本工程所处土层上部为填土层，下部为花岗岩残积土层，花岗

4、岩残积土层具有遇空气崩解、遇水软化的特点，地质条件差，土的强度低，孔隙比大，压缩性大，土体自稳能力差。（2）各暗挖通道紧密相邻，施工中各通道会相互影响。（3）暗挖通道覆土厚度较小，约为3m。浅埋暗挖通道上方局部有车辆通行，暗挖施工风险比较大。9（4）车站主体结构已完成、下方盾构隧道施工已完成，对已完成部分的成品半成品保护难度较大。（5）风道上覆土层中管线较多，包括军用光缆、民用通信、高压电缆、煤气、雨水、污水等多种管线，结构型式有铜电缆、光纤、钢管、砼管、铸铁管，可分为有内压力管线和无内压力管线两种，

5、埋深在0.5～2.90，管线保护困难。（6）西侧建筑物较多，主要为低层建筑，浅基础，建筑物对沉降比较敏感。4主要技术处理措施（1）地面加固处理：针对花岗岩的特殊土性特点，在进行浅埋暗挖施工前，在地面采用旋喷桩加固的方法对暗挖范围内的土体及上覆土层进行了全面预处理，改善特殊土土性。（2）洞内全断面WSS注浆：花岗岩残积土层属于特殊土，从颗粒组成上看细颗粒和粗颗粒各占50%左右，中间颗粒较少，粘性较差，具有遇空气崩解、遇水软化的特点，土体受扰动后，临空面难以长时间自稳，采用暗挖法施工，具有较大的风险，采用

6、WSS注浆工艺对土体进行加固。9（3）优化施工工序：针对的工程为7条暗挖通道呈纵横向交错分布，其中三条沿车站纵向呈三联拱状布置，另有三条暗挖通道分别在中部和端部与三条纵向暗挖通道在不同位置连接，布置形态复杂，接口部位复杂，暗挖通道施工时，相互影响大，暗挖通道受到相邻通道施工的影响，应力场随施工进度的变化出现多次变化，应力状态复杂。施工顺序上，先施工三联拱的中间通道，待中间通道二衬施工完成后，再组织两边通道的施工，待两侧通道二衬完成后，再组织与其垂直相接的通道的施工。上述方法简化了暗挖通道在施工过程中的

7、应力多次重分布的状态，确保了暗挖通道施工的安全。（4）地面保护措施：在车辆长期反复动荷载作用的情况下，浅埋暗挖通道超前支护采用了超前钢花管及超前小导管相结合的形式，同时在地面上铺设20mm厚的钢板，使荷载能够分散到更大的面积上，有效减小单位面积上的荷载。5工艺流程施工方法上根据各暗挖通道的断面情况及其他各方面情况，各暗挖通道均采用台阶法开挖施工。6施工关键技术（1）地面保护施工9暗挖通道上部的临时交通疏解道路，道路走向同暗挖通道走向，为了使车辆荷载更大的面积上，在路面上铺设铺设20mm厚钢板，钢板的规

8、格为6000mm×2000mm，暗挖通道开挖面断面宽度为5000mm，开挖进尺为500mm，结合以上特点，为了使钢板更好的发挥作用，钢板的长边沿道路走向布置。同时在钢板与路面间铺设一层50mm至100mm的石粉找平、缓冲层，以减小行车震动和噪音污染，并在钢板上设置防滑条，两侧一定距离设置减速带。（2）管线保护施工风道上覆土层中管线较多，包括军用光缆、民用通信、高压电缆、煤气、雨水、污水等多种管线，结构型式有铜电缆、光纤、钢管、砼管、铸铁管，可分为有内压力