【正文】 淺埋連拱隧道的施工難點(diǎn) 淺埋連拱隧道施工時(shí) ， 圍巖變形復(fù)雜 ， 不易控制 ， 施工方法不當(dāng)可能對(duì)周圍環(huán)境及隧道質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。 地下水主要為上層滯水和潛水。暗挖隧道 為雙連拱結(jié)構(gòu) ， 最大開挖寬度為 開 挖高度為 。因此，掌握施工過程中地表 下 沉的特性和規(guī)律是至關(guān)重要的。 營口道站 1號(hào)風(fēng)機(jī)房通道和北風(fēng)道暗挖開挖施工已經(jīng)順利完成，從計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)結(jié)果看隧道的拱 頂下 沉、收斂、支護(hù)結(jié)構(gòu)受力均在安全控制基準(zhǔn)范圍內(nèi)，證明了只要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)和施工方案，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，利用大管棚或者周邊 小導(dǎo)管必要時(shí)輔以水平旋噴樁等手段作為超前支護(hù)，開挖前通過小導(dǎo)管注漿來對(duì)土體進(jìn)行預(yù)加固和堵水，采用 CRD法等淺埋暗挖工法在大津地區(qū)開展地 下 工程的施工是完全可行的。開挖順序?yàn)橄?1,3,9部，然后再 2,4,8,6,10 部 ； ③ 采用信 息 化施工，加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，對(duì)地表沉降、洞內(nèi)拱頂 下 沉、周邊收斂以及土 體側(cè)壓力、鋼拱架內(nèi)力進(jìn)行觀測(cè)和反饋。 小 導(dǎo) 管施工前掌子而噴射 厚 C20 混凝上封閉 ； ② 隧道施工采用 CRD 法，分 10步 開挖，每 步 之間設(shè)中隔墻和臨時(shí)仰拱。 圖 風(fēng)機(jī)房通道斷面開挖支護(hù)示意圖 施工方法 ① 暗 挖隧道拱部采用中 φ 108 大管棚超前支護(hù)，管間距 20cm， 兩側(cè)邊墻采用 φ 42超前小 導(dǎo) 管注漿支護(hù) ， 間距 15cm， L=3m，小導(dǎo)管 外插角 30176。 38 施工從工作豎井向下開挖 ,大斷面設(shè)型鋼初期支護(hù) ,分 10部開挖 ,設(shè)計(jì)斷面如圖 1所示。營口道車站位于南京路和赤峰道交叉口處 , 1 號(hào)風(fēng)機(jī)房和風(fēng)道呈“ L”形 ,即風(fēng)道先垂直再順南京路下方延伸到路邊風(fēng)井 ,覆土厚度 ～ 。 隧道施 工 過程中，沒有因?yàn)樗淼朗┩炼鸬?面 天河北路交通中斷、管線破壞、建筑物破壞等事件發(fā)生，也沒有周邊居民投訴的現(xiàn)象出現(xiàn)。 林和西站雙聯(lián)拱隧道順利貫通后的監(jiān)測(cè)結(jié)果為 :路 面 最終 累計(jì) 沉降最大值 140 mm，頂拱最終 累計(jì) 最大沉降值 80mm。 ④ 鋼架應(yīng)力監(jiān)測(cè)。 ③ 水平收斂監(jiān)測(cè)。 ② 拱頂沉降監(jiān)測(cè)。在隧道中線上方， 每 隔 10m設(shè)置一個(gè)觀測(cè)斷 面，每 一斷 面 設(shè)置20 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)與點(diǎn)之間相距 2～ 4 m，共設(shè)置 5個(gè)斷 面 。 ③ 地 面 沉降、拱頂下沉、凈空收斂、鋼架應(yīng)力等 。 圖 雙聯(lián)拱隧道平等開挖襯砌示意圖 隧道施工監(jiān)測(cè) （ 1）監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 ① 沿隧道軸線長度布設(shè) 5個(gè) 主斷面 ，各斷 面 縱向間 距 10m。 初期支護(hù)包括 :噴混凝土、鎖腳錨管、掛鋼筋網(wǎng)、格柵鋼架和型鋼鋼拱架等。 雙聯(lián)隧洞平行開挖，先開挖初支中導(dǎo)洞及 左 右外側(cè)導(dǎo)洞的上斷 面 及下斷 面→ 施 作位 于 中導(dǎo)洞隧道軸線的底、頂縱梁、中柱及外側(cè)導(dǎo)洞二襯 → 中縱梁及柱達(dá)到設(shè) 計(jì) 強(qiáng)度、對(duì)外側(cè)導(dǎo)洞二襯進(jìn)行換撐、開挖初支 左 右內(nèi)側(cè)導(dǎo)洞 → 二襯內(nèi)側(cè)導(dǎo)洞 →施工 站臺(tái)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 36 每 循環(huán)的開挖進(jìn)尺根據(jù)設(shè) 計(jì) 要求或圍宕的實(shí)際隋況， 控 制在 m 之內(nèi)，做到開挖和支護(hù)時(shí) 時(shí) 間盡可能短。 每 個(gè)導(dǎo)洞分為上、下兩個(gè)斷 面 開挖， 每 個(gè)斷 每 又分上、下臺(tái)階支護(hù)。 地下水主要為第四系孔隙含水層和基巖裂隙水 ,不豐富 ,主要分布為人工雜填土層的地表水滲水及其余地層的基巖裂隙水。設(shè)計(jì)防水層為 PVC 卷材全包防水 ,防水等級(jí)一級(jí)雙聯(lián)拱隧道折除臨時(shí)支撐 ,施工站臺(tái)內(nèi)部結(jié)構(gòu)后的結(jié)構(gòu)形式見圖 1 隧道埋深 ～ 8 m ,隧道上覆地層由上往下依次為人工填土層、沖積～洪積層、可塑或稍密殘積土層、硬塑和中密殘積 土層、全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng) 化巖層、中風(fēng)化巖石、微風(fēng)化巖石。初期支護(hù)為格柵鋼架 + 網(wǎng)噴 C20(S6) 早強(qiáng)混凝土 ,厚度為 350 mm。雙聯(lián)拱隧道橫穿廣州市 交通要道 — 天河北路 ， 起止點(diǎn)里程為 YDK1 +539～ YDK1 + 589. 8 ,隧道全長 50. 8 m。站址位于廣州高級(jí)商貿(mào)區(qū) ， 兩側(cè)高樓林立 ,西北側(cè)為 48 層的廣東省國際貿(mào)易中心、市長大廈、正在建設(shè)中的耀中大廈商用樓 ， 東北側(cè)為廣州市標(biāo)志性建筑 ——— 83 層的中信廣場(chǎng)、東站廣場(chǎng)、薈雅苑 ,南側(cè)為天河體育中心及街心花園。結(jié)構(gòu)安全可靠 ,證明該車站采用 PBA 工法施工及各支護(hù)參數(shù)是成功的。 北京地鐵勁松站在暗挖施工過程中 ,采用規(guī)范監(jiān)測(cè)手段 ,進(jìn)行信息化施工 ,減少了施工的盲目性 ,及時(shí)發(fā) 現(xiàn)施工過程中的異常并預(yù)警 ,保證了地鐵的安全施工 ,其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是非常明顯的 ,通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集為暗挖施工過程中的臨時(shí)支護(hù)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供了充分的依據(jù) ,減少了不必要的投資。該車站采用洞樁法施工 ， 車站上層開挖 4 個(gè)小導(dǎo)洞 ,在 2邊導(dǎo)洞施工 φ 800 鉆孔樁作為主體開挖圍護(hù)結(jié)構(gòu) ,樁頂施工冠梁 ,上層中間 2導(dǎo)洞用于施工人工挖孔樁與下層 2 個(gè)導(dǎo)洞貫通后安裝 800 鋼管柱 ,澆筑底、頂縱梁后形成梁柱體系 ,在冠梁與頂縱梁之間進(jìn)行上弧扣拱 ,形成了主體開挖支護(hù)體系。地面下管線錯(cuò)綜復(fù)雜 ， 有燃?xì)?、熱力、給水、雨污水、電力、電信等各種管線 30余條 ， 且多為 20 世紀(jì) 80 年代敷設(shè)的管線 ， 年久失修。 圖 車站主體結(jié)構(gòu)橫斷面剖面圖（單位 ： mm） 圖 車站施工步序圖 34 北京地鐵 10 號(hào)勁松站車站（洞樁法） 北京地鐵 10號(hào)線勁松站位于東三環(huán)勁松橋東側(cè)十字路口下 ， 地面交通繁忙 ， 車流、人流量大 ， 路面交通車流量約 800 輛 /h。步序圖如圖 2 所示。車站結(jié)構(gòu)剖面如圖 1 所示。車站采用暗挖中洞法施工。車站建筑面積為 12 m ,車站主體覆土深度為 m～。各洞室的開挖前后錯(cuò)開形成臺(tái)階 ， 上下臺(tái)階縱向錯(cuò)開距離大于8m； 各分塊開挖的格柵鋼架及Ⅰ 25a 工鋼臨時(shí)支護(hù)必須支撐牢固 ； 各洞室初支 封閉成環(huán)5 m 后 ， 及時(shí)對(duì)初支背后反復(fù)注漿 ， 達(dá)到嚴(yán)控地表沉降及堵水的目的 。 為確保施工及周邊環(huán)境的安全 ， 采用中洞法施工 ， 即先將大斷面分成左、中、右三個(gè)洞室 ， 每個(gè)洞室的跨度約為 ， 再將三個(gè)洞室豎向從上至下分成四個(gè)小洞 ， 每個(gè)小洞的高度約 4m， 共 12 塊 （ 12 個(gè)小洞 ） 進(jìn)行施工 （如圖 ） 。 車 站通過地層從上至下主要為 :粘土層、粉質(zhì)粘土層、粉細(xì)砂層、中粗砂層、砂卵石層。為確保施工安全 ， 采用φ 114 5 mm 長大管棚作為超前支護(hù)。車站開挖寬度， 高度 ， 平均地面埋深 5m～ 6m。 圖 單側(cè)臂導(dǎo)坑正臺(tái)階法施工 31 北京地鐵蒲黃榆車站 (中洞法 ) 北京地鐵五號(hào)線蒲黃榆車站 ， 是世界上首次采用大跨度單拱單柱雙層島式結(jié)構(gòu) ， 淺埋暗挖施工 。 Ⅲ 部開挖包括兩側(cè)邊墻，仰拱及中部核心的全部開挖，系采用 S50 型單臂掘進(jìn)機(jī)配備 2 立萬米砂車作業(yè)，落底縱向長度每次 1 米，要求及時(shí)開挖，快速支護(hù)，盡早封閉。 圖 正臺(tái)階開挖法施工 Ⅱ部開挖是在距Ⅰ 部約 5～ 7 米處 進(jìn)行，拱圈兩側(cè)成“ 品 ” 字形開挖，同時(shí)將網(wǎng)構(gòu)拱架接至 起拱線處，并在該處 裝 2 米 的 滯 孔 錨 管成 45176。施工組織計(jì)劃和施工工序必須 嚴(yán)格遵守“先排管，后注漿，再開挖，注漿一段，開挖一段，支護(hù)一段，封閉一段”。 ② 堅(jiān)持 先 加固 ,后開 挖 由于圍巖幾乎沒有自穩(wěn)能力，松散易坍落，因此我們根據(jù)洞室跨度不同，對(duì)單線、雙線隧道采用小導(dǎo)管超前預(yù)注漿穩(wěn)定工作面，應(yīng)用中壓注漿密實(shí)膠結(jié)地層 ； 對(duì)大跨度、變斷面、覆蓋淺地段采用深孔、前進(jìn)式劈裂注漿加固圍巖，再應(yīng)用小導(dǎo)管超前注漿來穩(wěn)定地層，做到萬無一失，防塌防沉。 圖 29 圖 施工工藝與方法 （ 1） 施工原則 ① 堅(jiān)持以量測(cè)資料進(jìn)行反饋指導(dǎo)施工 由于工程位置極為重要，施工中必須確保安全，考慮到淺埋暗挖和地層軟弱的特點(diǎn)，采用較強(qiáng)的初期支護(hù)手段，在圍麥形穩(wěn)定后 ，進(jìn)行二次模筑襯混凝土，堅(jiān)持信息化指導(dǎo)施工，是本項(xiàng)施工的基點(diǎn)。 隧道主體結(jié)構(gòu)處于第四紀(jì)沖積洪積層中，主要由粉細(xì)砂及砂礫石所組成，該地層松散，無自穩(wěn)，沒有粘聚力。相 交，是出碴 、 運(yùn)料的唯一途徑。并且還增設(shè)了兩條換乘通道總長 190 米。 28 第五章 淺埋暗挖法工程實(shí)例 復(fù)興門折返線工程（正臺(tái)階法和 單側(cè)臂導(dǎo)坑正臺(tái)階法） 工程概況 折返線工程位于復(fù)興門內(nèi)大街西嘉樣里至鬧市口國賓大道之下，該段地面每天來往車 輛 5～ 7 萬輛、自行車 30 萬輛 ； 地下管網(wǎng)密布、縱橫交錯(cuò)。 當(dāng)圍巖位移速率保持不變時(shí) (du2/dt2=0),圍巖不穩(wěn)定，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù) 。 在淺埋特別是 超 淺埋地段，以及膨脹性和擠壓性圍巖等情況下，應(yīng)采用其他指標(biāo)判別。 27 根據(jù)位移變化速度判別 : 凈空變化速度持續(xù)大于 ，圍巖處于急劇變形狀態(tài)，應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)系統(tǒng) 。 數(shù) 據(jù)異常時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況及時(shí)采取加厚噴層、加密或加長錨桿、增加鋼架等加固措施。 量測(cè)數(shù)據(jù)整理、分析與反饋 要求 每次量測(cè)后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，并繪制量測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)態(tài)曲線和距開挖面關(guān)系圖 。 或參照表 46 26 各項(xiàng)量測(cè)作業(yè)均應(yīng)持續(xù)到變形基本穩(wěn)定后 2－ 3周結(jié)束。 各項(xiàng)量測(cè)項(xiàng)目量測(cè)頻率應(yīng)根據(jù)位移速度和量測(cè)斷面距開挖面距離，分別按表 44和表 45確定。 地表下沉量測(cè)應(yīng)在開挖工作面前方，隧道埋深與隧道開挖高度之和處開始，直到襯砌結(jié)構(gòu)封閉、下沉基本停止時(shí)為止。當(dāng)?shù)乇碛薪ㄖ飼r(shí)，應(yīng)在建筑物周圍增設(shè)地表下沉觀測(cè)點(diǎn)。 拱 頂下沉和地表下沉量測(cè)基點(diǎn)應(yīng)與洞內(nèi)、外水準(zhǔn)基點(diǎn)建立聯(lián)系。 監(jiān)測(cè)要求 凈空變化、拱頂下沉量測(cè)應(yīng)在每次開挖后 12h 內(nèi)取得初讀數(shù)，最遲不得大于 24h， 24 且在下一循環(huán)開挖前必須完成。 凈空變化、拱頂下沉和地表下沉 (淺埋地段 )等必測(cè)項(xiàng)目應(yīng)設(shè)置在同一斷面，其量測(cè)斷面間距及測(cè)點(diǎn)數(shù)量應(yīng)根據(jù)圍巖級(jí)別、隧道埋深、開挖方法等按表 43 規(guī)定進(jìn)行。 對(duì)已施工地段的觀察每天至少應(yīng)進(jìn)行一次，主要觀察噴射混凝土、錨桿和鋼架等的工作狀態(tài)。觀察中發(fā)現(xiàn)圍巖條件惡化時(shí)，應(yīng)立即采取相應(yīng)處理措施 。 表 41 監(jiān)控量測(cè)必測(cè)項(xiàng)目 表 42 監(jiān)控量測(cè)選測(cè)項(xiàng)目 23 測(cè)點(diǎn)設(shè)置 隧道施工過程中應(yīng)進(jìn)行洞內(nèi)、外觀察，洞內(nèi)觀察可分開挖工作面觀察和已施工地段觀察兩部分。 隧道監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模大小和設(shè)計(jì)要求綜合選定。 （ 2） 為判斷圍巖、隧道的穩(wěn)定性提供地質(zhì)依據(jù)。對(duì)開挖后動(dòng)態(tài)進(jìn)行目測(cè)，對(duì)被覆后圍巖動(dòng)態(tài)進(jìn)行目測(cè)、在新奧法量測(cè)項(xiàng)目中占有很重要的地位。 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定因素 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定、監(jiān)測(cè)斷面及測(cè)點(diǎn)的位置、儀器設(shè)備的選擇及組件的埋 設(shè)方法等，主要考慮如下因素 ： ①工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況 ； ②隧道埋深、跨度、結(jié)構(gòu)型式和施工工藝 ； ③隧道間距 ； ④隧道施工影響范圍內(nèi)現(xiàn)有房屋建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、形狀尺寸及與隧道軸線的相對(duì)位置 ； ⑤ 設(shè)計(jì)提供的變形及其它控制值及其安全儲(chǔ)備系數(shù)等。 開工前應(yīng)根據(jù)隧道規(guī)模、地形、地質(zhì)條件、支護(hù)類型和參數(shù)、施工方法等，進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)設(shè)計(jì)。 （ 5） 量測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理與必要的計(jì)算和判斷后，進(jìn)行預(yù)測(cè)和反饋，以保證施工安全和隧道穩(wěn)定。 （ 3） 積累資料，為以后的新奧法設(shè)計(jì)提供類比依據(jù)。 監(jiān)測(cè)的作用 監(jiān)控量測(cè)應(yīng)作為施工組織設(shè)計(jì)一個(gè)重要組成部分， 量測(cè)工作的作用 是： （ 1） 掌握圍巖動(dòng)態(tài)和支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，利用量測(cè)結(jié)果修改設(shè)計(jì)，指導(dǎo)施工。 21 第四章 淺埋暗挖法施工中的監(jiān)測(cè) 總體要求 監(jiān)控量測(cè)工作必須緊接開挖、支護(hù)作業(yè)，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布點(diǎn)和監(jiān)測(cè)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)進(jìn)行調(diào)整或增加量測(cè)的項(xiàng)目和內(nèi)容。經(jīng)過初支背后注漿液 ， 總體沉降小 的多 ，特別適用于流砂、淤泥等地層。滲流速度過大要提前采取降速措施 （ 旋噴、攪拌等 ）， 否則難以形成凍結(jié)壁。否則會(huì)發(fā)生較大凍漲和融沉 ， 影響地下管線、構(gòu)筑物。地層凍結(jié)技術(shù)是很成熟的技術(shù) ， 關(guān)鍵是要控制凍結(jié)壁 ，要保證有一定的強(qiáng)度 ， 一般凍結(jié)壁強(qiáng)度可以達(dá) 10MPa。水平旋噴施工期間會(huì)有較大沉降 ， 有時(shí)可超過 10mm， 但開挖時(shí)沉降較小 ， 初支背后壓漿亦少 ， 對(duì)于個(gè)別點(diǎn)棚護(hù)不好時(shí) ， 可補(bǔ)打小導(dǎo)管注漿處理。旋噴漿液主要為水泥漿 ， 形成柱體強(qiáng)度 10 MPa。 目前一般旋噴長度為 20 m 左右 ， 開挖 18m，留 2 m 搭接。地鐵復(fù)八線 4 號(hào)井塌方教訓(xùn)可供借鑒。另外亦可采用夯錘進(jìn)行施工。 （ 3） 長管棚 ,且 兩端有工作室地段 (一般為兩端明挖 ,中間暗挖段 ) ,最好采用非開挖技術(shù) ,非開挖技術(shù)即是用有線或無線監(jiān)視系統(tǒng) ,對(duì)管棚鉆進(jìn)采用監(jiān)控措施 ,保證施工精度 。 （ 2） 管棚施工過程中沉降控制。常用管棚為 108mm～ 159mm ,崇文門站采用 600mm， 也有采用更大的管棚。以內(nèi)。這在北京西部地區(qū)常用 ,南水北調(diào)進(jìn)西四環(huán)暗挖段都是這樣做的 。一般要打 25 mm、長 2. 5 m 左右的鋼管 ,可兩步一打。 19 輔助工法運(yùn)用的注意點(diǎn) 小導(dǎo)管超前支護(hù) 地鐵小導(dǎo)管一般間距每米 3 根 ,并注漿加固地層 ,小導(dǎo)管與漿液共同起