地铁隧道穿越河流暗挖法施工技术研究.docVIP

地铁隧道穿越河流暗挖法施工技术研究 ? 摘 要：以北京市轨道交通大兴线高米店北站—高米店南站暗挖区间穿越现况河流———新凤河为例，介绍了大断面暗挖隧道穿越现况河流采取的技术方法和措施。 关键词：轨道交通；暗挖隧道；穿越河流；措施 ? 1 工程概况 1. 1 地理位置及结构形式 ????? 北京市轨道交通大兴线高米店北站—高米店南站区间隧道穿过现况新凤河河道。 该河宽 30 m，河深4.2 m；右线河底标高 37.3 m，左线河底标高 36.99 m；区间暗挖隧道于新凤河中的拱顶标高 32.36 m，右线隧道拱顶至河底 4.94 m，左线隧道拱顶至河底 4.63 m。 ????? 区间暗挖隧道结构为马蹄型，采用复合衬砌结构形式，初衬开挖尺寸为 6 200 mm（宽）×6 500 mm（高）。隧道初支为格栅锚喷混凝土结构（钢筋拱架＋钢筋网+喷射混凝土），厚度为 250 mm，以承担施工期间的全部基本荷载。 二次衬砌为模注 C35、S10 混凝土，厚度为300 mm，两层衬砌之间设置防水层。 1. 2 工程地质与水文地质条件 ????? 该区间地处永定河冲积洪扇的中上部，表层为人工填土厚 3～5 m，以下为一般第四系沉积土，岩性以粉质黏土、粉土、砂土、碎石土为主，黏性土和粉土工程性质一般，砂土和碎石土一般呈密实状态，工程性质相对较好。 ????? 区间地下水为第四系孔隙潜水，主要赋存于卵砾石层中，地下水位稳定且埋深相对较大，一般在结构底板下 8～10 m，对区间隧道施工不会造成不良影响。岩土工程初步勘察未发现上层滞水，但可能因大气降水、管道渗漏、地表水下渗等因素造成局部地段存在上层滞水的可能。 ? 2 技术措施 2. 1 难点分析与对策 2. 1. 1 难点分析 ????? 穿越新凤河区间隧道所处地层构造由新凤河底至隧道拱顶由上至下依次约为：400mm 厚素填土、3000mm厚粉土层和 1 300 mm 厚中砂层。由于河底未做防水层，自身不具有防水性，所以经过多年河水浸透，河床下部至隧道上部地层间含水量较高，可能出现饱和水囊；而且暗挖穿越新凤河正值丰水期，隧道上方土层饱水性高，对暗挖的初衬施工影响较大，若处理不慎，会出现作业面和隧道内大面积渗水现象，甚至造成工作面失稳坍塌。 2. 1. 2 主要对策 ????? 1）施工前对现况河流采取渡管导流，以减少河水的下渗量，减小土层含水量； ????? 2）施工至现况河流时 ，超前探测土层含水量 ，提前疏导可能存在的饱和水囊，防止发生涌水事故； ????? 3）隧道内用双层小导管超前注浆，以加固隧道穿越的地层，增加土体稳定性； ????? 4）初衬后及时进行后背注浆，以填充初衬与土层间的孔隙，控制沉降； ????? 5）加强隧道内监控量测。 2. 2 围堰导流 ????? 为尽量减小新凤河水流对暗挖施工的影响，可疏干上、下游围堰之间的存水，减少隧道拱顶土层的含水量，并减小施工围堰的施工难度。 围堰导流选择在河流枯水期和暗挖隧道开挖前 1 个月左右施工。 ????? 首先，根据河水深及流速等情况，采用土袋对河流上、下游筑坝截流，两侧用编织袋装黏质土堆码，中间填筑渗透性较小的黏土心墙，于截流坝底铺设导流管。筑坝截流时分两次施工，即：筑左半幅堤坝铺设左半幅防水卷材筑右半幅堤坝铺设右半幅防水卷材。 ????? 然后，在新凤河上、下游截流坝于暗挖隧道结构外侧各 6 m 处开始砌筑，坝顶宽度均为 2.5 m，高均为1.5 m，黏土心墙宽 1 m，两侧坝面均按 1 0.75 放坡。 ????? 过河处采用双排φ800PVC 导流管，且穿过围堰外露 1 m，导流管横跨左、右线隧道，管长 95 m。 围堰及导流管布置见图 1、2。 2. 3 超前长探孔探测土层含水量 ????? 施工至河流加固段（左线 DK9+660—9+720，右线DK9+650—9+710）时，为保证隧道开挖面前方土层的稳定，提前疏导可能存在的饱和水囊，防止发生意外事故，可在暗挖隧道上台阶上安装钻机，打超前长探孔，探测土层含水量。 2. 4 隧道内部双排小导管超前注浆 ????? 隧道开挖至河道加固段后，拱顶采用双排小导管超前注浆加固，小导管打设范围为隧道拱顶 150 °范围及靠近兴华桥桥桩侧侧墙。 ????? 超前下层小导管采用 φ32 小导管，L=2 m，与水平方向成 10～15 ° 仰角，注改性水玻璃浆液；超前上层小导管注超细水泥-水玻璃浆液，采用 φ32 小导管，L=2.5 m，与水平方向成 20～35 ° 仰角。 上、下层小导管环向间距均为 0.3 m，纵向间距均为 0.5 m，注浆加固固结范围外轮廓控制在 2.0 m 左右。 2. 5 初支回填注浆 ????? 隧道初支采用 C20 喷射混凝土，临土侧混凝土面有的地方会比较疏