地铁隧道浅埋暗挖法穿越软～流塑地层施工工法 - 图文

地铁隧道穿越软～流塑地层浅埋暗挖法

施工工法

1.前言

南京地铁鼓楼站～玄武门站区间隧道采用浅埋暗挖法施工，隧道穿越软～流塑地质段，该段土层具有高压缩性、高灵敏度、强度低，易产生蠕动现象，开挖后自稳能力极差，易坍塌，地面沉降难以控制。隧道经过地段的地面上有市政道路、多幢楼房和给水、雨水、污水、电力、电信等多种地下管线，隧道开挖过程中，地面容易产生过大沉降，会造成地下管线破坏和建筑物开裂，危及建筑物及地面交通安全。经多方论证比较，我项目部采用大管棚结合小导管超前预注浆和掌子面注浆施工方案，其施工方法简单，方便快捷，投资少，顺利的完成了隧道开挖的施工，为后续主体结构的施工争取了时间，经总结形成了本工法。 2.工法特点

2.1施工基本不产生环境污染，且能有效的控制地面沉降，工期短，社会效益好。 2.2施工机械设备简单，施工人员少，技术要求低，施工周期短。 2.3施工的关键工序是注浆，其施工工艺简单，造价较低。 3.适用范围

本工法特别适用于隧道穿越地面上有楼房和各种地下管线、且地层为软~流塑状淤泥质粉质粘土，隧道采用浅埋暗挖法施工。 4.工艺原理

在隧道拱部打设长管棚和小导管注浆，对拱部进行加固和超前支护，并对隧道掌子面的地层进行注浆改良，然后在管棚和加固拱圈的保护下进行开挖、支护，该方法在软弱地层浅埋隧道施工中能有效地控制地面沉降。 5.工艺流程与操作要点 5.1 工艺流程

施 工 准 备 超 大 前 管 预 棚 支 施 护 工 超 小 前 导 预 管 支 施 护 工 掌 施 子 面 加 固 工 土 初 方 期 开 支 挖 护 基 底 加 固 防 二 次 衬 水 砌 施工工艺流程图

5.2 操作要点

隧道开挖施工时采用台阶分步法开挖，长管棚结合小导管注浆和掌子面超前预注浆法，是在隧道拱部打设长管棚和小导管注浆，对拱部进行加固和超前支护，并对隧道掌子面的地层进行注浆改良，然后在管棚和加固拱圈的保护下进行开挖、支护与衬砌，该方法在软弱地层浅埋隧道施工中能有效地控制地面沉降。初期支护采用格栅＋锚杆＋钢筋网＋喷砼进行联合支护，初支完成后及时进行背后回填注浆。

拱部150°范围设立管棚支护，注浆加固范围1.5m，大管棚采用40m长φ108钢管，钢管打孔注浆，浆液采用水泥—水玻璃双液浆，大管棚搭接长度3m，环向间距0.35m。短导管3m长φ32普通水煤气管，搭接长度1.5m，环向间距0.35m，浆液采用HC-T凝胶时间可调注浆材料单液浆。长导管采用13m长、直径φ42PVC劈裂注浆管，搭接长度4m，间距0. 5×0. 5m。边墙采用中空锚管注浆。开挖采用台阶法施工，台阶长度2~3m，上台阶施工时并设置临时仰拱封闭，临时仰拱采用16工字钢，喷20cm厚C20混凝土，两侧各设置2根φ32普通水煤气管长2.5m锁脚锚杆，锁脚锚杆置入角度60°。下台阶施工时，对上部钢架拱脚处，应采用跳槽开挖，及时支撑开挖后的拱脚，先开挖一侧设置2根φ32普通水煤气管长2.5m锁脚锚杆，锁脚锚杆置入角度60°。施工方法示意图如5-1。 图5-1 大管棚+小导管施工方法示意图 5.2.1超前预支护大管棚施工 5.2.1.1 大管棚具体参数 超前预支护采用Φ108大管棚，长40米，环向间距0.35m,拱部150范围内布设，管棚搭接3~4m，管棚采用花管注浆，浆液采用水泥—水玻璃双浆。 5.2.1.2 大管棚施工工艺及操作要点 5.2.1.2.1大管棚施工流程 O

图5-2 长管棚施工工艺流程图

5.2.1.2.2开挖管棚工作室

①在软弱围岩中开挖工作室,要加强支护,进行混凝土衬砌；管棚工作室长6m。为便于架设钻机，安设钢管，工作室应挖至隧道开挖线以外0.8m。导向管是控制成孔方向使之不偏斜的主要手段，导向管长度不小于2.0m，经精确测量后焊接在钢拱架上并喷浆固定。

②由于I类围岩段隧道较长且为弧线，根据现有水平孔钻进技术条件，隧道分段施作管棚。首先施工第一段管棚工作室，施作第一段管棚，注浆后进行隧道掘进。第一段管棚段开挖31.6m后，进行第二段管棚工作室施工及钻孔，纵向管棚搭接长度3.0m。以此类推，完成管棚超前支护施工。 5.2.1.2.3搭设平台、安装钻机、测定孔位

管棚钢管Mk-5水平钻机管棚工作室拱部抬高80cm拱顶线孔口管1°方木垛掌子面方木垛墙底线 图5-3 管棚施工示意图 5.2.1.2.4管棚孔钻进施工 ①管棚孔开孔

开孔前必须检查设备，保证设备状况良好，对组合好的钻具要检查丝扣联接是否紧密。由于考虑到钻孔时钻具下沉、线路曲线的影响及为后续管棚工作室预留出空间，必须计算管棚打设的仰角及外插角，在架好钻机、调整好孔位的水平偏角及仰角后，用翼片式螺旋钻进法钻进。每个钻孔安装孔口管，孔口管用ф133mm无缝钢管加工。钻进时，孔口管安装孔口密封装置。

②管棚孔钻进

a.按管棚孔设计方位要求固定钻机，跟管钻进放入管棚钢管。

b.为了保证钻孔精度，开孔段钻进是关键。钻进前10～20m时，要反复校核钻杆方向，调整钻机位置，并用罗盘及挂线检测偏斜无问题后方可继续钻进。

c.管棚管下入孔内前要先配管，保证管棚管的同心度。

d.加接钻杆和钢套管：当跟管钻进至钢套末端导向墙孔口约30cm时停钻，然后钻机反转收偏退钻、卸杆，动力头后退至末端加接钻杆或钢套管，此时应先拧紧钻杆，然后再拧紧联接套管。

5.2.1.2.5大管棚顶入法施工

软流塑土管棚施工成孔困难，且在成孔过程中会造成土层的变形。根据软流塑土的力学特性，采用静压顶入法施工。大管棚采用40m长φ108钢管，钢管打孔注浆，浆液采用水泥—水玻璃双液浆，大管棚搭接长度3m，环向间距0.35m。大管棚静压顶入法施工，可以挤压软流塑土体，排出部分含水，起到加固土体的目的。同时对土体的扰动较小，施工表明，大管棚施工地表基本无变形。静压顶入法施工示意图如下图5-3。

大管棚操作室Φ108钢管开挖轮廓线导向管导向轨接力管液压千斤顶反力座 图5-4 大管棚静压顶入法施工示意图

图5-5 大管棚静压顶入法施工现场照片图（一）

图5-6 大管棚静压顶入法施工现场照片图（二）

5.2.1.2.6注浆

①注浆采用前进式注浆，利用自制的注浆套管与管棚用套丝连接，注浆套管上准备由出气管与进浆管，由阀门来控制开关，如图5-6所示。然后安装20mm塑料管作为排气管，连接注浆管等各种管路，利用锚固剂加固掌子面与管碰见的孔隙，防止漏浆。