膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法.doc

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1、膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法中铁九局第四工程有限公司二〇一一年三月19膨胀土地区浅埋暗挖隧道初期开挖及支护施工工法中铁九局第四工程有限公司李敬余、阎晓东、李景旺、张超英１　前言隧道浅埋暗挖法施工作为城市地铁工程施工中经常运用的一种施工方法，地铁在这方面已有多个成功先例，施工技术也日趋成熟，鉴于每项隧道工程都有自身的特点，仅借鉴以往施工经验组织施工难以满足当前施工发展要求，本工法详细阐述了跨三环暗挖隧道的施工，经过项目认真组织、反复验算、努力研究实践总结出一套实用的施工工艺，便于对日后的类似工程起到借鉴帮助作用。２工法特点2.1采用CRD法组织施工，减小路面上的动荷载对暗挖隧

2、道的施工影响；2.2隧道拱部采用大管棚配合超前注浆小导管形成最外围整体支护体系；2.3全过程监控量测信息化指导施工，使施工全过程均处于可控状态；2.4采用四步开挖法组织施工，工序简单，容易推广，特殊施工机械需用量小；2.5通过分部开挖，合理组织施工班组循环作业，节约工期，节省施工费用投入。193适用范围本工法适用于城市地铁隧道工程以及具有微膨胀地质的施工地区隧道施工；适用于大断面隧道和需要严格控制洞身变形和地表沉降的类似地下工程；同时该工法特别适用于地表有动荷载或有振动源影响的地区施工。4工艺原理本隧道采取的CRD法又称为交叉中隔壁施工法，即在隧道断面中部设置中隔墙和横撑，从而将整个隧道断

3、面分成多个小断面（见图4-1），减小开挖跨度和开挖高度，同时，各个开挖断面间相互错开掘进，尽量降低对围岩的扰动，同时开挖施工中通过超前注浆小导管、网喷砼使其同管棚形成整体支护体系，临时仰拱、拱顶及洞身部分采取分段成环及时封闭的原则，使开挖断面环环相扣，形成全断面初期支护封闭结构。图4-1部分完成的初支开挖隧道5暗挖隧道初期开挖及支护施工工艺流程及主要操作要点5.1暗挖隧道初期开挖及支护流程图195.2暗挖隧道初期开挖及支护施工主要操作要点5.2.1降水施工根据当地地质水文资料以及本工程的施工特殊要求，经详细验算本次施工共需设置10口降水井，降水井布置如图5.2.1-1所示图5.2.1-1降

4、水井平面布置图5.2.2超前大管棚施工19本暗挖隧道与两侧明挖基坑相接，围岩自稳能力差，在明挖主体结构施工完毕进入暗挖隧道施工前，在隧道拱部120°范围内设φ108mm大管棚超前支护。图5.2.2-1大管棚施工位置布置示意图5.2.3超前小导管施工隧道施工地段为膨胀土地区，该地质遇水后易发生微膨胀，土体容易失稳，随着隧道开挖施工的进行，通过在拱部150°范围内设置小导管并注浆使其在开挖工作面以外形成厚度为0.5～1.0m的加固圈，从而保证开挖工作面的稳定，控制地表沉降，防止工作面坍塌。5.3暗挖隧道开挖施工施工步序：开挖Ⅰ部并支护→滞后于Ⅰ部5～7m开挖Ⅱ部并支护→滞后于Ⅱ部5～7m开挖Ⅲ

5、部并支护→滞后于Ⅲ部5～7m后开挖Ⅳ部并支护。以上步序完成后，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ部开挖支护作业平行进行。隧道开挖采用人工，小型运输机械配合运土。如图5.3-1所示，隧道分4个洞室进行开挖，上洞室分台阶法开挖，预留核心土，台阶长度2～3m。左右相应洞室错开10m19的距离，同侧上下台阶距离5～7m；开挖循环进尺为0.6m；开挖下部两个洞室的开挖采用全断面开挖。开挖时上台阶预留核心土，以不影响安装钢架、喷射砼等工序为宜，宽度约在1.0m左右。核心土长度0.5m左右，坡度1：0.5左右。下台阶土体留1：0.5左右坡度，掏槽开挖，支护该处侧墙，随后开挖剩余土体，支护成环。图5.3-1暗挖隧道施工工序图

6、195.3.1土方开挖施工步骤序号图示施工步骤说明一右侧导坑上台阶留核心土开挖及支护1、作Φ42的超前小导管，并注浆2、开挖①部土体，留核心土3、设系统锚杆、铺钢筋网，架设侧面及中隔壁型钢架、设锁脚锚杆4、喷砼支护二右侧导坑核心土体开挖及支护1、开挖②部核心土体2、架设水平中隔板型钢架3、喷砼支护三右侧导坑下台阶③部土体开挖及支护1、开挖③部土体2、设系统锚杆、铺钢筋网，架设侧面及中隔壁型钢架3、喷砼支护四左侧导坑上台阶④部土体开挖及支护1、施作Φ42的超前小导管2、开挖④部土体，留核心土3、布设系统锚杆、铺钢筋网，架设型钢架、设锁脚锚杆4、喷砼支护五左侧导坑中台阶⑤部土体开挖及支护1、开

7、挖⑤部土体2、架设水平中隔板型钢架3、喷砼支护六左侧导坑下台阶⑥部土体开挖及支护1、开挖⑥部土体2、布设系统锚杆、铺钢筋网，架设型钢架3、喷砼支护七二次衬砌施工1、分段拆除中隔壁、中隔板2、铺设洞身防水层3、绑扎衬砌钢筋4、仰拱超前施工5、整体衬砌拱墙195.3.2施工排水：暗挖隧道Ⅲ、Ⅳ部开挖时在在隧道仰拱两侧挖出300(宽)*300(深)mm的排水沟，排水沟纵向坡度为3‰；在隧道主洞内每20m设置一个1500×150