(北京京投交通發(fā)展有限公司,北京 102600)
北京地鐵16號線榆樹莊站位于看丹路、規(guī)劃榆樹莊一號路與規(guī)劃榆樹莊東路相交路口南側(cè),康辛路與榆樹莊東路相交路口北側(cè)。車站范圍內(nèi)初勘資料顯示均為建筑雜填土回填,回填最深處約24 m,回填時間較短,填充材料多以磚瓦塊、混凝土塊等建筑垃圾為主,局部混雜生活垃圾?,F(xiàn)況潛水水位低于結(jié)構(gòu)底板,施工期間無須采取降水措施。
本段區(qū)間里程右線K21+660.000~右線K21+749.745(左線里程K21+668.253~左線K21+761.041),位于康辛路,且基底位于建筑垃圾填土內(nèi),結(jié)構(gòu)基底設(shè)置承載樁,采用礦山法施工。
左線區(qū)間二襯結(jié)構(gòu)凈寬度5.2 m,凈高5.7 m,右線區(qū)間二襯結(jié)構(gòu)凈寬度5.4 m,凈高5.8 m,二襯結(jié)構(gòu)厚度0.5 m,初支結(jié)構(gòu)厚度為0.35 m,設(shè)置一道臨時仰拱,臨時仰拱厚度為0.3 m,區(qū)間浮土厚度為7.2~7.7 m。
通過對地質(zhì)情況的初勘揭露,區(qū)間結(jié)構(gòu)整體位于雜填土①層,在該地層中針對有害氣體、塌方進行控制,有效地層加固等,是確保礦山法施工安全的關(guān)鍵。
施工方法為礦山法施工,含臨時仰拱,分上、下兩個導洞挖土、格柵架立、網(wǎng)噴成環(huán)。
施工順序:超前深孔注漿→上導洞施工→徑向加固注漿、循環(huán)注漿、開挖施工→堵頭墻施工→下導洞施工→徑向加固注漿、循環(huán)注漿、開挖施工→堵頭墻施工→承載樁施工。
先進行左右線馬頭門注漿加固,注漿加固完成后進行左線馬頭門破除,馬頭門處進行三榀鋼格柵連立施工,鋼格柵架立完成后進行網(wǎng)噴,先施工上導洞,上導洞導通后,再進行下導洞土方開挖。左線開挖網(wǎng)噴成環(huán)長度大于25 m后,可進行右線開挖施工。
4.1.1 馬頭門開挖
馬頭門破除前應(yīng)進行超前深孔注漿,加固聯(lián)絡(luò)通道馬頭門處上方土體。
明挖結(jié)構(gòu)施工完成后,分段鑿除暗挖段一側(cè)圍護樁。開洞后,圍護樁鋼筋進行預(yù)留,預(yù)留鋼筋與隧道正線格柵鋼架焊接。洞門圍護樁破除完成后,先不進行前三榀格柵連立架設(shè),繼續(xù)向前開挖單榀架設(shè)三榀格柵,網(wǎng)噴成環(huán)并封閉掌子面,再進行圍護樁反向破除,架設(shè)三榀連立格柵。
正線土方開挖采用礦山法施工。
4.1.2 馬頭門破除
(1)施工流程。
超前深孔注漿→人工分部分根破除隔離樁→開挖并架設(shè)第四~第七榀格柵網(wǎng)噴成環(huán)(每次架設(shè)一榀)→進行圍護樁反向破除→清理殘渣→馬頭門處架立三榀連立格柵,及時噴混。
(2)施工方法。
按要求沿拱頂環(huán)向雙排布孔注漿管,注漿管長度及角度為3.5 m/42°、5.5 m/27°、7 m/12°、10 m/10°、10 m/5°。漿液采用水泥+水玻璃雙液漿,本區(qū)間段地質(zhì)為雜填土,固注漿參數(shù)、注漿量依據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。根據(jù)實際情況調(diào)整角度、方向,改良及加固土體,加固后的土體達到良好的均勻性和自立性。
注漿完畢待土體達到穩(wěn)固后,隨即破除馬頭門處的隔離樁。采取風鎬破除上臺階隔離樁并清理,開挖架立第四~第七榀格柵(單榀架立網(wǎng)噴)網(wǎng)噴完成并封閉掌子面,反向破除剩余圍護樁,再進行上臺階三榀格柵架立,與樁體預(yù)留鋼筋焊接并及時噴混封閉。待上臺階開挖大于6 m后,再進行下臺階隔離樁破除。
深孔注漿漿液采用水泥-水玻璃雙液漿,可根據(jù)現(xiàn)場地層條件添加調(diào)節(jié)漿液凝結(jié)時間和可注性的外加劑,深孔止水注漿后的土體應(yīng)具有良好的均勻性、自立性,無側(cè)限抗壓強度不小于0.8 MPa。深孔注漿壓力控制在0.8~1.0 MPa,大范圍深孔注漿前,應(yīng)提前進行注漿試驗,確定合理的漿液配比、注漿壓力等指標。必要時可適當調(diào)整注漿孔的間距、注漿壓力等相關(guān)參數(shù),確保有效擴散半徑大于0.5 m,并滿足注漿加固的相關(guān)要求。單循環(huán)深孔注漿長度可取10 m,搭接2 m,洞內(nèi)超前深孔注漿前應(yīng)封閉掌子面并設(shè)置300 mm厚止?jié){墻,止?jié){墻雙層布置Ф6@150×150鋼筋網(wǎng)片,垂直于止?jié){墻應(yīng)梅花形布設(shè)L=2 m的Ф22@500×500加強筋,加強筋應(yīng)與鋼筋網(wǎng)片點焊。
上、下導洞注漿加固布孔如圖1所示,初支結(jié)構(gòu)深孔注漿斷面如圖2所示。
圖1 上、下導洞注漿加固布孔(單位:mm)
圖2 初支結(jié)構(gòu)深孔注漿斷面(單位:mm)
徑向注漿漿液采用水泥-水玻璃雙液漿,可根據(jù)現(xiàn)場注漿效果適當調(diào)整,擴散半徑大于0.5 m。對區(qū)間拱部180°范圍進行徑向補償注漿,加固范圍為目前既有的超前注漿范圍外擴3 m。
本區(qū)間段超前小導管注漿,只針對土方開挖過程中超前深孔注漿效果較差的地方,作為補充注漿。超前小導管采用Ф25×2.75 mm焊接鋼管,搭設(shè)角度控制在10°~15°以內(nèi)。
區(qū)間段隧道土方開挖方法為礦山法施工,正線先開挖上導洞,待上導洞導通后,再開挖下導洞,按設(shè)計要求預(yù)留核心土,并留設(shè)減壓槽,左右線導洞相互錯開25 m以上施工。
隧道開挖前制定防坍塌方案,備好搶險物資,在現(xiàn)場堆放碼齊。隧道開挖嚴格按照設(shè)計要求控制開挖斷面,拱部采用人工弧形開挖,留核心土,控制每循環(huán)開挖進尺,開挖后及時封閉臨時仰拱。隧道掘進時,應(yīng)設(shè)專人監(jiān)視圍巖穩(wěn)定情況,發(fā)現(xiàn)局部坍塌,應(yīng)及時采取支護措施。嚴重塌方時,須立即停止作業(yè),人員和機具必須撤離安全地段,待塌方處理完畢,經(jīng)檢查確認安全后,方可恢復(fù)施工。
(1)隧道施工應(yīng)嚴格按照淺埋暗挖法十八字方針“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測”進行作業(yè),做到“地質(zhì)超前探、格柵節(jié)點強連接”等措施。
(2)施工前對設(shè)計圖紙的坐標、高程進行復(fù)核測量。
(3)提前做好管線詳查和空洞普查,若有空洞,及時進行填充注漿。暗挖隧道上方存在雨污水管線,因此,施工前采取超前探水措施,如發(fā)現(xiàn)漏水及時采取補充漿液加固。
(4)格柵鋼架安裝嚴格按照規(guī)范圖紙進行施工,拼裝誤差滿足有關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求。
(5)格柵連接點應(yīng)等強連接,保證螺栓連接質(zhì)量,并保證綁焊鋼筋的焊接質(zhì)量。
(6)嚴格執(zhí)行初支的施工工藝,初支背后注漿分兩次進行:第一次距離開挖面3~5 m,為低壓注漿,注漿壓力以控制漿液從開挖面溢出結(jié)束;第二次距離開挖面8~10 m,為飽壓注漿,注漿壓力0.5 MPa。
(7)垃圾回填地層受力情況比較復(fù)雜,開挖過程中的徐變、受力情況復(fù)雜,須加強洞內(nèi)外、地表及鄰近管線及建(構(gòu))物的監(jiān)測工作。
(8)隧道按設(shè)計尺寸嚴格控制開挖斷面,嚴禁超挖、欠挖,允許超挖值100 mm,超挖部分采用C20混凝土回填。
(9)停止開挖時,掛雙層Φ6鋼筋網(wǎng)噴射100 mm厚C20混凝土,對掌子面進行封閉,根據(jù)現(xiàn)場實際情況,必要時設(shè)置型鋼支撐,并對掌子面進行插管注漿。
(10)隧道開挖過程中,拱部或掌子面遇到地層界面殘留水明顯時,應(yīng)加強監(jiān)控量測工作,防止掌子面坍塌或發(fā)生較大沉降。
(11)每次拱部超前注漿時,應(yīng)對上臺階核心土以外的掌子面,噴射100 mm厚C20混凝土進行封閉。
(12)本區(qū)間段在建筑垃圾填土內(nèi)進行暗挖施工,由于該土層土質(zhì)較差,施工前應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求進行注漿加固,周邊土體加固達到設(shè)計要求后方可進行開挖。開挖期間,嚴格做好洞內(nèi)的通風排氣措施,保證施工期間隧道內(nèi)通風順暢,施工期間應(yīng)嚴格檢測洞內(nèi)的有害氣體,施工人員在進行土方開挖時須做好防護,必要時佩戴防毒面具進行施工,保證施工人員的人身安全。
通過對地鐵16號線榆樹莊站站前區(qū)間垃圾回填區(qū)域礦山法施工,在技術(shù)方案里考慮了各種風險預(yù)防措施,施工過程中合理制定應(yīng)急預(yù)案,嚴格根據(jù)淺埋暗挖法十八字方針進行作業(yè),按照“地質(zhì)超前探、格柵節(jié)點強連接”等原則,通過對軟弱圍巖進行超前預(yù)支護、注漿加固和及時支護,確保施工安全,解決各項施工難題。在現(xiàn)代化城市的進展中,會遇到各種復(fù)雜的地層情況,可為地質(zhì)情況相近的類似工程提供礦山法施工提供參考依據(jù)。