浅谈地铁暗挖隧道坍塌事故处理中综合施工

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈地铁暗挖隧道坍塌事故处理中 综合施工 摘要：随着城市地下工程的发展， 地铁建设项目日益增多，采用综合施工 技术来确保城市交通繁忙地段地下工程 的安全，是当前地下工程的重要课题， 也是对地下资源充分利用的基础。 中国论文网 /2/view-12900177.htm 关键词：地铁安全，综合施工技 术，坍塌事故 U231+.3 一、工程概述 某市某地铁工程标段是由两个车 站和两个区间段共计四个单位工程组成， 全长 2479.1m。该标段车站采用明挖顺 筑法施工，区间段采用盾构法施工。其 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中，暗挖区间隧道工程位于市区一主干 路下 11m12m，所在地区为海积平原。 地形平坦。隧道上方场地内管线已改迁 完毕，但场地内仍存有废弃雨水、污水、 路灯等地下管线管道。 1.工程地质水文情况 暗挖隧道范围地层由紊填土、中 砂、砂质粘性土、砾质粘性土、全风化 花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩 和微风化花岗岩组成。岩石强度最大为 145.5MPa，洞顶上覆砂质粘性土和中粗 砂层。隧道洞身穿越位于全、强、中和 微风化花岗岩层，中风化岩层侵入隧道 右线 227m，长度达 80 米。 本场地地下水按赋存条件主要分 为基岩裂隙水与孔隙水。基岩裂隙水主 要赋存在混合花岗岩强风化到中等风化 层中，略有承压性；孔隙水主要赋存在 第四系砂层、粘性土、残积层和加里东 期全风化混合花岗岩中。地下水位埋深 2.24.6m，水位高程 0.372.38m，水 位变幅 0.62.1 m。地下水总的径流方 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 向基本按照隧道掘进的反方向流动，汇 流时间快且河流流程短，而且流域内地 表植被破坏严重，造成洪水暴涨暴落的 特点。 2.暗挖区间段设计与施工 隧道纵向坡度为 2，为单洞双 线隧道。隧道采用圆形断面，最大覆土 厚度为 11.5m，开挖断面半径为 3.6m。 因硬岩侵入隧道范围过大且长度有 80m 左右，左右线隧道最小净距为 6.3m，所 以对左右线隧道限界硬岩突出且长度 65m 范围采用矿山法成洞，盾构机空推 管片拼装工法。矿山法施工范围内，施 工采用上下台阶法对洞身两部开挖，且 采取环向间距为 300mm 双排小导管超 前注浆，小导管每隔一榀施作一环。初 期支护采用格栅钢架、钢筋网片、C25 喷射混凝土为底衬与水平工字钢横撑组 成支护。为了保证盾构通过穿越过程中 的安全，暗挖隧道与盾构区间过渡段 10m 范围由素混凝土回填进行全断面加 固，二次衬砌由盾构机空推拼装管片。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 止水方案采用钢板桩止水帷幕，实施止 水帷幕内管并降水，钢板桩距隧道开挖 轮廓线外 2.5m 外，钢板桩伸至岩石面， 施工过程中与施工完成后的土体变形监 测没有发现有什么不正常。 二、坍塌过程及原因分析 2010 年 9 月 21 日上午 10：05 分， 采用盾构法施工的右线暗挖隧道中部出 现裂缝，裂缝位置开始涌水涌砂，涌速 快、涌量大及发展迅速，现场情况无法 控制。10:10 分地面突然沉陷，位于隧 道上方的临时建筑垮塌。经过现场勘查， 垮塌后形成长约 40m15m 深坑，根据 地质勘察资料，该暗挖瞄道拱顶有约 56m 的砂层，其上为 46m 的填石 层，砂层及填石层渗透系数极强，为不 良地质地层。由于事故发生前一天，受 强台风所导致的强降雨影响，大量积水 经隧道右侧上方一条管径 1500mm 的废 弃雨水管涌出。地表集水及有压的地下 雨水迅速向隧道上方低洼处汇集和渗透。 并且暗挖隧道施工过程中也使着区域地 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 质结构受到改变。在以上原因的共同作 用下，使隧道上方形成一个非常饱和的 泥水流塑体，随着地下水位不断升高， 地下水严重冲蚀这个区域土体，使隧道 周边地层应力产生不均衡，局部的高压 应力导致隧道拱部右侧上方受力严重不 平衡，从而致使初知结构局部迅速变形 并产生环向撕裂。 为控制既有隧道管片变形和隧道 偏移，为后续修复工程创造条件，对于 右线，为防止坍塌范围下方隧道存在空 洞，沿右线中线范围对洞体进行钻孔注 浆回填，并对坍塌影响区域进行地质雷 达空洞探测。对于左线，根据雷达探测 结果对受右线坍塌影响区域范围进行注 桨加固。为防止洞内雨水碴土继续大量 涌入车站，在隧道内对坍塌面进行挂网 喷浆后于坍塌面两侧，隧道周边植筋和 浇筑混凝土施工做封堵墙，封堵墙后堆 码砂包，将隧道坍塌段完全隔离。在保 证安全的前提下进行对左右线隧遭内， 对右线隧道内进行碴土清理及抽排水， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 采取型钢纵向加固及横向支护加固，并 加强对周边建筑、管线及左线隧道的监 测频率。 三、后续修复施工方案 为降低冲孔桩入岩施工对左线成 型隧道管片影响。在左右线间设 4 排咬 合搅拌桩及一排袖阀管，隔离左右线； 基坑北侧设 2 排咬合搅拌桩及 2 排袖阀 管来降低基坑开挖期间对管线及建筑的 影响，冲孔桩间采用旋喷桩止水。对右 线隧道采用明挖法进行修复施工。围护 结构采用冲孔桩进行围护，桩间距 1300mm，桩身满入岩深度 1.5m，中风 化 2. 5m。为便于后续盾构施工，在基 坑端头隧遭范围内设三排家硷桩，每排 6 根。 隧道拱顶以上 3m 至隧道底范围 内采用 C15 砼砂回填，其余采用粘土回 填，完成后进行盾构施工。基坑内采用 三道支撑，第一道为 50cm x 70cm 钢筋 砼梁体支撑，设于地表以下 2m，支撑 纵向间距 6m；第二、三道为钢管支撑， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 分别设于地表下 8m 和 12. 5m，支撑纵 向间距 4m。 四、结论 在类似工程事故处理中，为了防 止险情进一步扩大，保证周边环境安全 是关键，特别是对离坍坑距离较近的左 线成型隧道保护。本标段右线隧道坍塌 后，左线成型隧道曾出现过整体向右线 偏移及局部管片变形或开裂等现象。经 过对本次事故的处理，本文可以总结出 如下内容。 隧道坍塌后，在抢险过程中应及 时抽排隧道内积水，以防止未受损段隧 道初支体系长期浸泡水中而发生二次坍 塌。对于软硬不均地层，采取矿山法暗 挖隧道提前处理硬岩，盾构机空推拼装 管片通过的工法是可行的，左线隧道顺 利施工完成已证明这一点。在洞内支护 完成后，坍坑应及时回填，避免土体蠕 动给近距离左线成型隧道带来偏压，造 成变形偏移甚至是损坏。在隧道内施作 封堵墙，可以起支护作用，防止变形隧 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 道范围进一步扩大，同时还可有效分隔 受损隧道与未受损隧道，防止坍塌碴上、 泥水涌入车站，造成更大损害。在成型 隧道侧采用明挖施工时，应在成型隧道 与明挖基坑围护桩间进行土体加固，分 隔成型隧道，降低明挖围护桩成桩过程 对成型隧道的影响。左线成型隧道可以 通过洞内型钢支护及管片后二次注浆加 固，结合地表对隧道周边土体注浆加固 的方式，控制成型隧道偏移与变形。盾 构机在低标号混凝土中掘进拼装管片比 在明挖基坑中直接拼装管片更能与外界 紧急结合，形成整