城市地下鐵道連拱隧道群施工技術(shù)研究.doc

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1、城市地下鐵道連拱隧道群施工技術(shù)研究摘　要　利用廣州地鐵三號線某一工程實(shí)例,對連拱隧道群施工工法進(jìn)行探討。在廣州地鐵施工中首次提出了將連拱隧道改為單洞隧道施工技術(shù),并對單一式中墻和分離式中墻結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案進(jìn)行了比選,得出了滿足結(jié)構(gòu)安全、施工安全和經(jīng)濟(jì)效益較好的技術(shù)方案,可為今后類似工程的設(shè)計和施工提供借鑒和參考。關(guān)鍵詞　連拱隧道群　單一式中隔墻　分離式中隔墻　施工技術(shù)　　地鐵隧道由于線路設(shè)計要求,產(chǎn)生多種隧道結(jié)構(gòu)形式,其中由不等跨雙連拱和三連拱隧道組成的連拱隧道段常用于正線和渡線的連接。本文結(jié)合工程實(shí)例,根據(jù)隧道所處地質(zhì)條件、工期要求,通過比選提出了可達(dá)到快速施工和節(jié)省施工成本目的的最佳施工

2、方案。1工程概況廣州地鐵三號線體育西路站折返線為體育西路站站后折返線,結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜,在DK3+016.047~+037.157段設(shè)置了不等跨雙連拱結(jié)構(gòu)、三連拱結(jié)構(gòu)等隧道群。不等跨連拱隧道開挖跨度為20.1m,開挖高度為10.076m,跨矢比為1∶0.5,小洞襯砌后跨度為5.2m,大洞襯砌后跨度為11.4m,中墻厚度為1.6m。三連拱隧道開挖跨度為19.9m,開挖高度為7.885m,跨矢比為1∶0.1。連拱隧道段的圍巖自上而下有:人工填土層、沖—洪積砂層、沖積—洪積土層、河湖相沉積土層、可塑狀殘積土、硬塑—堅硬狀殘積土、全風(fēng)化巖層、強(qiáng)風(fēng)化巖層、中風(fēng)化層和微風(fēng)化層。隧道通過地層巖質(zhì)較為均一,強(qiáng)

3、度較高,承載能力強(qiáng),穩(wěn)定性好。隧道拱頂覆蓋層厚度為15.5~18m,其中拱頂Ⅳ級圍巖層厚度為5.6~7.6m。連拱隧道段地下水埋深為2.28~4.1m,主要是第四系孔隙水和裂隙水。2雙連拱段施工方案比選由于連拱隧道段結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,隧道斷面變化較大,施工工序繁復(fù),施工難度高,施工周期長,所以選擇一個好的施工方案對優(yōu)質(zhì)高效完成連拱隧道段的施工尤為重要。選擇施工方案時主要考慮以下幾個方面:(1)施工安全和結(jié)構(gòu)安全;(2)施工難度;(3)施工周期;(4)經(jīng)濟(jì)效益。本著這四條原則,經(jīng)過施工方案的研究和論證,選出下面兩個施工方案進(jìn)行比較甄選。2.1單一式中墻施工方案該方案的主要施工步驟及措施如下:(1

4、)從右線雙連拱小洞隧道內(nèi)向折返線側(cè)進(jìn)行臨時施工通道、雙連拱和三連拱中墻施工,完成后中墻及時支撐,施工時防止偏壓。(2)中墻襯砌施工完成后,按照“先小后大、封閉成環(huán)”的原則,用臺階法進(jìn)行右線施工,用CRD工法進(jìn)行折返線大跨度隧道施工。(3)當(dāng)折返線側(cè)施工到三連拱隧道中墻后,再按照右線中墻施工方法進(jìn)行三連拱和雙連拱中墻施工,這期間右線停止掘進(jìn),直到中墻施工完成。(4)折返線側(cè)中墻施工完成后,右線繼續(xù)往前施工。該工法為國內(nèi)連拱隧道常規(guī)施工工法,廣州地鐵、南京地鐵和北京地鐵中均有應(yīng)用,并能安全順利地完成隧道群的施工。但是對以往的工程實(shí)例和施工技術(shù)的研究可以發(fā)現(xiàn),該方案還存在不足和缺陷。4　　(1)

5、本方案運(yùn)用于本工程上,在短短的21.11m的連拱隧道內(nèi),隧道的初期支護(hù)和二次襯砌間將轉(zhuǎn)換4次,轉(zhuǎn)換過于頻繁。(2)中墻和邊洞隧道襯砌涉及的防水層施工、鋼筋工程、模板工程、混凝土澆注均需多次轉(zhuǎn)換,施工周期長達(dá)2個月。(3)襯砌完成后,中墻防偏壓支撐和材料設(shè)備的投入,導(dǎo)致施工成本增高,經(jīng)濟(jì)效益降低。2.2分離式中墻施工方案該方案的主要施工步驟及措施如下:(1)將不等跨雙連拱隧道改為兩個單洞,變更為分離式中墻,先從右線單線隧道往前施工。(2)對三連拱隧道先不施作中墻襯砌,按單線工況通過。(3)對右線的大斷面雙連拱隧道按照CRD工法側(cè)壁通過。(4)折返線側(cè)則按照右線相反的施工順序進(jìn)行施工。采用本方

6、案實(shí)際就是按照兩條單線的施工方法進(jìn)行,與上一方案進(jìn)行對比后,具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)減少施工工序,加快工序的銜接轉(zhuǎn)換。(2)降低了施工難度,縮短了施工周期。(3)降低了施工成本,提高了經(jīng)濟(jì)效益。(4)變單一式中墻為分離式中墻,徹底地解決了連拱隧道結(jié)構(gòu)的防水上的缺陷。(5)三連拱隧道中洞后期施工,相當(dāng)于大跨度隧道預(yù)留了核心巖體,有利于兩側(cè)雙連拱隧道施工安全(表1)。3三連拱段施工方案從右線直接進(jìn)入三連拱隧道,其支護(hù)參數(shù)以原設(shè)計進(jìn)行,格柵全環(huán)安設(shè),按設(shè)計全環(huán)噴射混凝土,并加強(qiáng)中墻拱頂處的錨桿設(shè)置(折返側(cè)同右線施工方法),在中墻施工時需要破除隧道格柵接頭處設(shè)一縱向加強(qiáng)梁。嚴(yán)格控制每循環(huán)開挖進(jìn)尺,格柵

7、間距為0.6m/榀。中墻開挖采用微差弱爆破方案(有條件盡量采用靜態(tài)爆破方案),最大限度地減少對中墻巖層和已襯砌隧道的擾動,確保施工安全。中墻開挖完成后,立即進(jìn)行二次襯砌。中墻施工完成后對中墻空隙進(jìn)行回填,加千斤頂支護(hù)。一側(cè)施工完成后,才進(jìn)行另一側(cè)中墻施工。當(dāng)兩側(cè)中墻施工完成后,及時進(jìn)行兩側(cè)單洞隧道的二次襯砌,然后進(jìn)行三連拱隧道中間巖體的開挖和襯砌。施工中應(yīng)特別注意三連拱隧道中墻處的沉降和收斂變形,如出現(xiàn)異?，F(xiàn)象,立即進(jìn)行