摘要: 沈陽地鐵2#線文體路-五里河區(qū)間，地質(zhì)情況復(fù)雜，施工難度較大，本文介紹了淺埋暗挖法地鐵隧道中初期支護(hù)的工藝做法和要求，確保了施工安全和工程進(jìn)度。

關(guān)鍵詞: 初期支護(hù)工藝做法及注意事項(xiàng)

前言

隧道施工淺埋暗挖法的施工原則是:早進(jìn)洞、晚出洞、管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測。在施工工序上堅(jiān)持“開挖一段，支護(hù)一段，封閉一段”的基本工藝。

城市隧道在開挖掘進(jìn)過程中，地質(zhì)情況千變?nèi)f化，由于圍巖松散、覆蓋層薄等不利條件，極易造成塌方、冒頂?shù)仁鹿?，隧道上方各種管線星羅棋布，隧道開挖過程中造成的地表沉降極易引起管線的變形而發(fā)生透水事故，對工程及人員安全造成威脅，所以施工安全就顯得尤為重要。對于上述情況，我們經(jīng)常采用超前支護(hù)的手段加以解決，例如使用超前管棚、砂漿錨桿、注漿小導(dǎo)管等加固措施，現(xiàn)在有了地質(zhì)雷達(dá)探測等先進(jìn)手段和儀器，可以做地質(zhì)預(yù)報(bào)，更為超前支護(hù)的方案選則提供正確的技術(shù)支持。

沈陽地鐵二號線文—五區(qū)間隧道全長1587米，分別采用臺階法、中隔壁法(CD)、雙側(cè)壁導(dǎo)洞法開挖支護(hù)形式。隧道頂部覆土約9～11m左右(覆跨比為1.5，近似淺埋隧道)，開挖中采用超前小導(dǎo)管及大管棚注漿加固、格柵鋼架、網(wǎng)噴砼、二次襯砌聯(lián)合支護(hù)體系。

施工工藝

一、區(qū)間正洞的破除

第一步:沿隧道拱部破除一條寬約30cm，深約20cm的環(huán)向?qū)Э?以能放下一榀格柵為原則)。然后，安裝拱頂格柵，及拱頂格柵兩側(cè)的格柵，待兩側(cè)格柵安裝完成后立即打設(shè)好鎖腳錨管，需要注意的是:正洞格柵應(yīng)與被截?cái)嗟臋M通道格柵加筋焊接。

第二步:破除上臺階剩余部分混凝土，按上下臺階法進(jìn)行正線上臺階施工，進(jìn)尺3m左右。

第三步:沿隧道邊墻及仰拱破除一條寬約30cm，深約20cm的環(huán)向?qū)Э?以能放下一榀為原則)。然后，安裝仰拱部分格柵。

第四步:全面破除正洞剩余部分的鋼筋混凝土，然后，分上下臺階平行向前推進(jìn)。

二、臺階法施工工藝

隧道開挖施工時(shí)，先在隧道拱部打入超前小導(dǎo)管并注漿，對拱部進(jìn)行加固和超前支護(hù)，采用風(fēng)鎬、風(fēng)鏟配合人工開挖。上臺階預(yù)留核心土，人工用手推車將渣土棄至下臺階，每循環(huán)進(jìn)尺0.5米。開挖后及時(shí)噴射混凝土，對開挖面及開挖掌子面進(jìn)行封閉，及時(shí)支立上臺階格柵鋼架，噴射混凝土封閉，然后進(jìn)行下一循環(huán)施工。下臺階人工開挖，采用機(jī)械翻斗車運(yùn)土至豎井口。

本區(qū)間隧道左、右線間距較近，洞體間距較小，左右并行開挖對安全不利，因此在施工工期及進(jìn)度安排上，左、右線隧道開挖面距離均保證錯(cuò)開15m以上，以確保開挖施工的安全。

隧道通過處地下水豐富。施工中降水必須先行，通過降水將地下水位降至結(jié)構(gòu)底板以下1m，保證隧道開挖處于“無水”作業(yè)。

1.超前支護(hù)

拱部120°范圍內(nèi)采用小導(dǎo)管超前支護(hù)并預(yù)注漿加固地層，根據(jù)不同的地層選用不同的注漿參數(shù)，具體參數(shù)由試驗(yàn)室通過試驗(yàn)提供。

2.開挖初支

在超前小導(dǎo)管注漿的支護(hù)下，采用上下臺階法開挖，人工開挖上部預(yù)留核心土，人工用手推車將碴土棄至下臺階。每循環(huán)進(jìn)尺0.5m，每開挖一循環(huán)立即進(jìn)行拱部初噴混凝土封閉，厚4-6cm，掛網(wǎng)架立格柵鋼架復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。下半斷面緊跟，形成3m～4m短臺階。當(dāng)土體自穩(wěn)能力極差時(shí)，為避免掉拱，下半斷面分兩次開挖，先挖左(或右)半部分，立即掛網(wǎng)架立格柵噴混凝土后再開挖另一半，下半斷面循環(huán)進(jìn)尺仍為0.5m。

3.作業(yè)程序說明:

(1)布管:超前小導(dǎo)管選用Φ32mm，壁厚3.25mm，長1.8m的鋼管加工而成，導(dǎo)管設(shè)于拱部范圍內(nèi)，環(huán)向間距0.3m，外插角7～10°，每格柵鋼架打設(shè)一次，每環(huán)小導(dǎo)管間縱向搭接長度1.3m，小導(dǎo)管尾端與鋼架焊接為一體，注漿加固。

(2)上臺階導(dǎo)坑開挖:人工沿拱部輪廓線開挖，人工扒碴，預(yù)留核心土，循環(huán)進(jìn)尺0.5m。

(3)初噴混凝土:在拱部開挖后立即進(jìn)行初噴4~6cm厚混凝土，封閉找平開挖面，防止圍巖表面剝離坍落。

(4)支立格柵鋼架:格柵鋼架由主筋Φ22鋼筋按設(shè)計(jì)焊接而成，格柵鋼架安設(shè)緊貼初噴混凝土面，每排格柵鋼架采用4根Φ22徑向定位筋固定，鋼架間距0.5m，鋼架之間的縱向連接用Φ22鋼筋，每隔0.5m設(shè)一根，與主筋焊接。兩側(cè)拱腳處各設(shè)兩根Φ32，長2.5m鎖腳錨管，并與鋼架焊接，注漿加固土體。

(5)掛網(wǎng):鋼筋網(wǎng)采用Φ8鋼筋焊制，網(wǎng)格間距150mm×150mm，鋼筋網(wǎng)在初噴和架立格柵鋼架間鋪設(shè)。鋼筋網(wǎng)搭接長度不小于200mm。

(6)噴射混凝土:采用潮噴方式，復(fù)噴分層達(dá)到設(shè)計(jì)厚度，摻和一定量的速凝劑提高早期強(qiáng)度。

(7)上臺階進(jìn)尺3～5m后，開始下臺階開挖，下臺階采用人工開挖，每循環(huán)進(jìn)尺0.5m，翻斗車運(yùn)輸。

(8)下臺階初噴

(9)掛網(wǎng)、立設(shè)下部邊墻和仰拱格柵鋼架復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。

(10)主要施工測量控制:區(qū)間正線每洞室以三個(gè)激光導(dǎo)向儀進(jìn)行控制，拱腰位置及拱頂位置安放，在掌子面附近用帶孔的鋼板進(jìn)行高程及中線控制，定期對該導(dǎo)向儀進(jìn)行復(fù)核，拱腰處應(yīng)有技術(shù)人員現(xiàn)場進(jìn)行設(shè)計(jì)高程測量控制，該正線左右線共有六個(gè)不同曲線，所以要每五米進(jìn)行拱腳同步差的校正，保證格柵線路法線方向位置的正確性。施工前做好詳細(xì)施工交底。保證開挖及支立格柵鋼架的正確性。

三、雙側(cè)壁導(dǎo)洞法施工工藝

雙側(cè)壁導(dǎo)洞法施工時(shí)，隧道分成兩側(cè)洞和中洞三部分開挖，開挖順序?yàn)橐娤聢D，側(cè)洞開挖完后隨即進(jìn)行側(cè)洞襯砌，側(cè)洞襯砌完成后進(jìn)行中洞初支。各部每次開挖進(jìn)尺為一個(gè)格柵間距，嚴(yán)禁多榀一次開挖。在各開挖分部時(shí)，按正臺階法分兩臺階開挖支護(hù)，臺階長度2～3m。超前支護(hù)及施工注意事項(xiàng)見臺階法。如(雙側(cè)壁導(dǎo)洞法初期支護(hù)施工工序示意圖)

四、施工注意事項(xiàng):

(1)施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)預(yù)埋注漿管及時(shí)進(jìn)行初支背后回填注漿。

(2)按照施工測量和監(jiān)測方案預(yù)埋好各種點(diǎn)位，并在施工時(shí)加強(qiáng)對這些點(diǎn)位的保護(hù)。

(3)施工時(shí)，由于采用小型機(jī)動(dòng)翻斗車運(yùn)輸，注意加強(qiáng)仰拱部位的保護(hù)。

(4) 開挖循環(huán)進(jìn)尺宜為每榀格柵間距0.5m。

(5) 嚴(yán)格控制隧道開挖的中線和水平，開挖輪廓要圓順，防止超挖，杜絕欠挖，局部欠挖處人工修鑿，但要充分考慮施工誤差及預(yù)留變形。

(6) 隧道開挖時(shí)保留核心土，待拱部初支完成后再開挖核心部分土體。下半部采用機(jī)械開挖時(shí)注意避免超挖，底部土方留30cm人工清理。

(7) 當(dāng)隧道圍巖自穩(wěn)能力較差時(shí)，應(yīng)盡可能縮短開挖臺階長度，盡快使初期支護(hù)閉合成環(huán)。

(8) 鋼格柵接頭采用連接板和螺栓連接以方便安裝。格柵安裝位置要準(zhǔn)確，各節(jié)點(diǎn)要對齊，連接要牢固，確保格柵可靠受力。

(9) 為防止格柵承載下沉。鋼格柵下端設(shè)在穩(wěn)固地層上，或設(shè)在木板、擴(kuò)大鋼板、混凝土墊塊上。

(10) 為防止開挖下部引起格柵懸空出現(xiàn)下沉，可在上半斷面格柵拱腳施作鎖腳錨桿管，或在拱腳下設(shè)縱向托梁把幾排格柵連成整體，下部開挖后及時(shí)拼接。

(11)初支結(jié)束后及時(shí)回填注漿，漿液為1:1單液水泥漿。

(12) 作好開挖的施工記錄和地質(zhì)斷面描述，加強(qiáng)對洞內(nèi)外的觀察。

(13)開挖過程中必須加強(qiáng)監(jiān)控量測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)拱頂、拱腳和邊墻位移速率值超過設(shè)計(jì)允許值或出現(xiàn)突變時(shí)，應(yīng)及時(shí)施工臨時(shí)支撐或仰拱，形成封閉環(huán)，控制位移和變形。

(14)超前注漿每榀一次，鎖腳錨管注漿每榀一次，只有注漿完成并凝固以后，再進(jìn)行下一榀的開挖支護(hù)。

(15) 每榀鋼架安裝完成后，現(xiàn)場質(zhì)檢工程師必須檢查其中線、標(biāo)高及凈空尺寸、焊接質(zhì)量等符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求后，上報(bào)現(xiàn)場監(jiān)理工程師，經(jīng)驗(yàn)收合格后再噴射混凝土。

結(jié)束語:

在歷經(jīng)近15個(gè)月的施工后，區(qū)間已經(jīng)順利貫通，現(xiàn)在正在進(jìn)行二襯施工，由于施工中嚴(yán)格遵守開挖步序，配合監(jiān)控量測數(shù)據(jù)，科學(xué)的指導(dǎo)施工，保證了開挖進(jìn)度和安全。

施工過程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)如下:

(1)一般情況下根據(jù)圍巖情況、開挖方式、進(jìn)度要求、機(jī)械配套等情況，將超前錨桿、小導(dǎo)管、管棚、臨時(shí)仰拱、地表錨桿注漿等超前支護(hù)手段結(jié)合使用;

(2)加強(qiáng)監(jiān)控測量

對于隧道施工必測項(xiàng)目，如淺埋隧道地表下沉、拱頂下沉與凈空變化、圍巖壓力等進(jìn)行適當(dāng)監(jiān)測，并將檢測結(jié)果分析，及時(shí)采取措施，修正施工方案。

(3)選擇正確的開挖支護(hù)方法

根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況，選擇適當(dāng)?shù)拈_挖方案，充分利用圍巖的自穩(wěn)性，可以在保證安全的前提下，降低成本，加快施工進(jìn)度。

(4)隧道施工由于地質(zhì)情況復(fù)雜多變，而且安全壓力極大，行之有效的辦法就是結(jié)合實(shí)際進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)報(bào)和變形量測，盡可能采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，從而在保證安全、質(zhì)量、進(jìn)度的前提下，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn):

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