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(qū)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(qū)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(lián)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(qū)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(lián)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?zhèn)榷撮_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(huán),變成了先上半部成環(huán).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(lián)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(huán)。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(lián)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(huán)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?yōu)?1.66ｍ,高度從6.86ｍ變?yōu)?.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?yōu)閱慰珉p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(qū)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(huán),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(huán),從沉降變形觀測上看,其數值超過先側洞上下封閉成環(huán)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。
