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1、178西部探矿工程2011年第3期台阶法在地铁隧道施工中的应用*张记龙(中铁二局第二工程有限公司,四川成都610031)摘要:主要阐述北京地铁四号线黄庄中关村段区间隧道台阶法开挖施工技术要点、施工步序、施工方法及监控量测措施,重点阐述了台阶法开挖施工步序、监控量测的方法、量测数据处理及效果等,对类似工程具有参考价值。关键词:地铁区间隧道;台阶法开挖;预留核心土;监控量测中图分类号:U455.4文献标识码:B文章编号:10045716(2011)0301
2、78051工程概况浆、短开挖、强支护,快封闭、勤量测!的原则,开挖时采北京地铁四号线黄庄-中关村区间位于北京市北用上下台阶预留核心土法,左右掌子面错开30m。三环与北四环之间的中关村大街主路下方,线路呈南北隧道内均采用无轨运输;洞外变压器供电;空压机走向。供风;压入式通风。本段隧道全长682m,设计为单线双洞马蹄形结构,隧道中心间距16.8m,开挖跨度5.96m、高度6.36m,洞顶埋深9.0~16.0m。隧道采用正台阶法预留核心土开挖。隧道超前支护采用32小导管拱部周壁预注浆;初期支护采用格栅钢架+喷射混凝土。勘察揭露黄庄-中
3、关村区间地层土质自上而下依次为:杂填土、粉土填土、粉质粘土、中粗砂、卵石圆砾、粉土、粉质粘土、中粗砂、卵石圆砾。隧道结构范围存在三层地下水,上层滞水、潜水和承压水。上层滞水赋存于人工填土、粉土层的孔隙之中,水位不稳定,水量大小不一,在地面下3~5m位置,补给来源主要为大气降水及管线渗漏水;潜水主要赋存图1隧道横断面及地质剖面图于粉土、细砂透镜体、中粗砂孔隙之中,大部分位于隧道底板以上2m位置,是直接影响隧道开挖的地下水类3施工方法型;承压水赋存于下部砂土、圆砾、卵石层中,均位于隧3.1超前小导管道结构底板2m以下,对隧道开挖无影
4、响。潜水与承压开挖前先打设超前小导管对土体进行预注浆加固。水以侧向径流和越流方式补给为主,只能采用侧向径流超前小导管长度3.0m,在隧道拱部150∀范围内布设,和人工抽取方式排泄,为此区间隧道沿线打设辐射井,环向间距0.33m,纵向间距1.0~1.5m(保证两排导管通过水平井管引流上层滞水和潜水至辐射井位置集中搭接长度大于1m)。导管采用32钢管加工成花管,抽排,降水在隧道开挖前30d完成。先用风钻或电煤钻钻孔,再用风镐顶入或锤击打入安隧道横断面及地质剖面详见图1。装。打设完成后立即进行注浆,注浆采用注浆压力和注2施工方案浆量双控
5、,注浆后及时检查注浆效果。小导管施工包括隧道按新奥法组织施工,严格遵循管超前、严注钻孔、布管、封孔、注浆等工序。*收稿日期:20100813作者简介:张记龙(1976),男(汉族),四川绵竹人,工程师,现从事工程施工组织管理工作。1792011年第3期西部探矿工程小导管施工流程详见图2。钻孔在粉土和粘土层中采用电煤钻成孔,在砂卵石地层中采用高压风吹孔,在岩层或孤石中采用风钻成孔。成孔后立即安装小导管,安装采用人工铁锤打入或风镐平顺顶入,导管尾部置于格栅钢架上
6、并与格栅钢架焊接成整体,导管就位后立即封闭管口压浆。3.1.3注浆先根据现场土质试验确定使用泥浆及浆液扩散半径,以确定注浆量控制指标。一般细砂层注改性水玻璃浆液,中粗砂注水泥加水玻璃双液浆,粘土层和粉土层注水泥浆。注浆采用注浆量和注浆压力两项指标控制,顺序由下至上,注浆压力一般控制在0.3~0.5MPa,注浆量可采用下式计算:2Q=RLnK式中:R浆液扩散半径,由试验效果确定;图2超前小导管施工工艺流程图L小导管长度;n岩体孔隙率,粉土按0.4,中粗砂按0.35,卵3.1.1小导管加工石圆砾按0.35;小导管
7、采用32热轧钢管工厂加工,顶部加工成K充填系数,粉土按0.4,中粗砂按0.6,卵石尖锥状,沿管身钻间距0.15m的溢浆孔,孔眼布设范围圆砾按0.8。为管尾部0.8m至管顶部全长范围,尾部采用钢筋焊制注浆结束标准为采用定压注浆,注浆压力达到设计管箍,防止打设时尾部破坏。导管加工详见图3。压力,稳定5min以上可以停止注浆。注浆完成后及时3.1.2钻孔布管检查。图3小导管加工图3.2隧道开挖支护触。3.2.1格栅钢架施工3.2.2隧道开挖格栅钢架在加工场制作,按1#1胎膜比例放样设开挖前,先沿隧道拱部打设32超前注浆小
8、导管,立工作台,钢架按开挖上下台阶的高度分单元分段制然后在小导管支护下进行开挖。开挖采用上下台阶预作,加工完成并试拼检查合格后,运至现场安装。格栅留核心土法,分三步进行(步骤见图4),每部开挖完成钢架安装时首先测量确定高
