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1、地铁暗挖隧道下穿过街地道施工技术发布时间:2009-2-159:51:00来源:公路铁路工程建设网地铁暗挖隧道下穿过街地道施工技术 摘 要 南京地铁2号线上新区间的隧道下穿带有围护桩的金鹰过街地道。穿越段的地质条件差、富含地下水、管线密集,施工难度较大。采用长管棚支护和全断面劈裂注浆形成有效的超前支护,结合洞内跟踪注浆及桩基托换等辅助措施,改善了土体自稳性能,控制了土体的水土流失,并减小了隧道开挖引起的地层沉降,使隧道顺利下穿过街地道。关键词 地铁;土质隧道;超前支护;管棚支护;小导管预注浆 1工程概况1.1设计概况
2、 南京地铁2号线上海路站———新街口站区间隧道为2座分离式单线隧道。区间隧道竖井的横通道里程为K13+438,并沿汉中路向东与新街口车站1号风道相接。在横通道以东正线隧道和新街口站1号风道共3条隧道小间距平行布置。正线隧道为马蹄形断面。左右正线隧道中间的新街口站1号风道暗挖段为矩形断面。3条隧道均从金鹰过街地道下穿过。相交段地铁长约13.5m,交角72°。区间隧道结构与金鹰过街地道底板净距约1.2m。其中左线区间隧道初期支护与金鹰过街地道外挂下沉式水泵房底板局部有位置冲突。隧道与金鹰过街地道相互关系见图1和图2。1.2地质及
3、水文概况 该地段地层为Ⅴ、Ⅵ级围岩软-流塑层段,隧道主要穿越土层为②-1c2层粉土、②-2b4层淤泥质黏土、②-3b3层粉质黏土夹粉土,以及③-2b2层和③-3b1-2层粉质黏土。洞室围岩稳定性整体较差。其中③-3b1-2层粉质黏土具弱膨胀潜势。场地地下水主要为潜水和微承压水,少见基岩裂隙水。1.3工程特点1.3.1地质条件差且富含地下水 穿越段土体富含地下水,土体经多年浸泡形成软流塑状;同时存在管线渗漏、积水补给,以及不明地下渗水通道等。该地层的土层自稳性极差,易发生涌泥、涌水、坍塌现象,再加上金鹰过街地道
4、底部的碎石垫层含水影响,在此进行暗挖隧道施工尤其是隧道群的施工难度较大。1.3.2破桩施工对沉降控制不利 根据对金鹰过街地道调查,其部分围护桩侵入隧道净空最大达3.98m,隧道开挖时需将侵入部分逐根破除。考虑破桩施工时掌子面暴露时间长,金鹰过街地道两侧沉降缝紧邻隧道,会使地层沉降更加明显,故破桩施工前必须对地道进行有效加固,以降低施工风险。1.3.3土体扰动次数多且沉降难控制 金鹰过街地道施工时对原地层已造成干扰,破坏了原有软流塑地层结构;左右线隧道施工会形成二次扰动,使地层应力释放更为明显,地层变形造成的沉
5、降比其它地段更加敏感;区间隧道完成后进行新街口1号风道施工会再次扰动地层。因此,该段地层控制沉降难度极大。2施工方法与技术措施 根据本工程特点,结合暗挖隧道穿越软弱地层的施工经验,该段隧道开挖拟采用以长管棚支护+全断面劈裂注浆为主的超前加固施工工艺,同时结合洞内跟踪注浆等辅助措施。利用长管棚和超前小导管注浆形成有效的超前支护,结合全断面注浆改善土体自稳性能,以控制水土流失,减小隧道开挖引起的地层沉降,确保隧道以及过街地道、管线的安全。2.1管棚施工 受金鹰过街地道围护桩的影响,施工时把竖井横通道以东地段分成
6、了过街地道以西、穿过街地道段及过街地道以东三个分段。因此,管棚的施工也要分成三段来考虑。2.1.1过街地道以西段的管棚施工 利用已经施工的横通道空间施作该段管棚。管棚直径为Φ121mm。由于过街地道同隧道斜交,每根管棚的长度不一;同时考虑下一段管棚工作室的施工,按照最短的一根管棚计算管棚施工的仰角,采取跟管钻进,管棚推进到过街地道西侧围护桩前为止。2.1.2 过街地道段的管棚施工 此段管棚利用管棚工作室(见图3)从西往东钻进施工。管棚直径为Φ140mm。采用金刚钻头开孔破除过街地道西侧的围护桩。开孔后采取跟管
7、钻进,管棚直至过街地道东侧围护桩,即可终孔注浆。对过街地道底部含水的碎石垫层施作引水钢管排水,同时利用小导管径向注浆对上方过街地道结构进行加固,防止地道结构后期下沉。2.1.3过街地道以东段的管棚施工 因受过街地道的影响,加上要破除过街地道的东侧围护桩,无法施作过街地道以东第三段管棚的工作室,故第三段管棚无法按常规方法来实施。因此,采用第二段Φ140mm管棚作为本段Φ121mm管棚的导向管。这样既可以有效解决金刚钻开孔穿过东侧围护桩并在穿孔后继续采用跟管钻进的问题,另一方面也可提高下穿过街地道段的管棚刚度。以上三段的
8、管棚长度分别为23~31m、12~17m、36~39m。管棚分段施工示意图见图3。2.2注浆施工2.2.1超前劈裂注浆 为有效控制过街地道的注浆隆起和施工沉降,通过改进浆液性能和注浆工艺两个方面来采取措施。普通段采用普通水泥水玻璃双液浆,下穿过街地道段13m范围内采用超细型HSC(
