地铁二号线暗挖隧道下穿引水管施工技术.doc

专业知识分享版摘 要：西安地铁二号线 26 标暗挖隧道下穿城市引水管道，为保护城市引水管道，又能很好的完成地铁建设的使命，采取合理措施，使暗挖隧道下穿城市引水管。本文主要通过针对此种特殊情况，对现场地质情况分析、处理方案、施工技术、施工工艺等方面进行探讨和研究。关键词：引水管道 地铁 隧道 暗梁 技术 0 引言 根据国家发改委批复的西安地铁二号线工程可行性研究报告，二号线停车场位于我市长安区潏河北岸，出入场线全长 840 米，分为隧道段和地面路基段两部分，其中隧道段下穿两条城市引水管道（黑河输水管道）。目前出入场线正在抓紧施工，该停车场是二号线南延段 2014 年 6 月底通车的关键节点。按照地铁设计方案，出入场线隧道段施工以及通车后的运营都将对黑河输水管道的安全运行造成很大威胁，同时这黑河输水管道对地铁安全运营也会造成重大隐患。经地铁公司与水务集团研究，决定对交叉部位的黑河管道进行加固，以确保城市供水及地铁运营安全。黑河引水渠道承担着全市 80%以上的供水任务。按照市政府专项问题会议纪要“既不影响城市供水，也不影响地铁建设”的精神，地铁公司和水务集团经过专家反复论证决定将输水管道的管材由钢筋混凝土管（已运行 20 多年）更换为球墨铸铁管。现场地铁区间暗挖隧道为接近于东西走向，于两条并排放置的黑河引水管道形成 35夹角，管底标高基本相同，两管间距 30m，管质为混凝土预应力管，管径2.0m，壁厚 0.13m，每节有效长度 5.0m，管道底部用浆砌石砌筑台座，台座宽 2.8m，高 0.3m。区间隧道下穿黑河引水管，引水管与暗挖隧道结构顶相距分别为 3.85m、3.09m，区间隧道净距为 9.7m，高度为 6.5m，宽为 6.28m。 1 现场地质情况 该区域内主要岩层有全新统、上更新统及中更新统地层构成，根据地质报告，该处地质情况差，区间土层以粘土为住，局部夹砂层，在管道下方有砂层透镜体存在，隧道结构在卵石土层中穿过，采用矿山法施工。为区间结构的施工带来一定的风险性。矿山法施工容易冒顶，使引水管破坏，所以首先从地面对该段地层进行加固，改变土体性质。 2 换管施工 为缩短工期，尽量减少停止供水时间，经研究决定，在影响线路施工范围内将原管位置向西偏移 15m，采用更换管道 + 地下暗梁的措施来完成区间的过渡，其中管道采用球墨铸铁管，直径 2.0m，每节长 8.0m，为脆性管道，为防止隧道开挖引起的地面下沉对管道产生破坏，在管道底座下设置 600mm 厚 C40 钢筋混凝土暗梁，其下为 150mm厚 C15 混凝土垫层，暗梁的设置强度应能保证地铁区间在施工开挖及运营区间管道的安全，黑河管暗梁设置长度为 228m（其中一根为 102m，一根为 126m），暗梁顶面标高为 434.427434.523。 3 加固施工3.1 注浆加固 加固在隧道暗挖过去，在暗梁两侧加固，采用直径60mm 的钢花管注浆，梅花型布置，间距 3.03.0m，加固深度为地面下 9.0m，注浆压力 1.01.5MPa，采用 32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比采用 1：1，注浆速度 3070L/min，扩散半径 1.5m，注浆时注意观察地面情况，发现地面有隆起现象时应立即停止注浆。 注浆加固应先在远离引水管道的确切位置做注浆试验，确定初步的注浆压力和注浆量。黑河引水管加固见下图： 3.2 增强隧道支护参数。地下水位降至仰拱底下 1m后，区间隧道由南向北开始进行暗挖隧道施工。隧道施工应遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的基本工艺。施工组织计划和施工工序必须严格遵守“先排管，后注浆，再开挖，注浆一段，开挖一段，支护一段，封闭一段”的原则。在过黑河引水管初衬完毕后，及时进行二衬，以减少对黑河引水管产生沉降影响。 拱部采用 42 普通钢管注浆小导管，壁厚 3.5mm，L=3m，拱部 180布设，环向间距 0.25m，纵向间距 1.5m，插角 10左右，注水泥水玻璃双浆液。一般情况下采用单浆液，有水情况下采用水泥水玻璃双浆液。注浆扩散半径不小于 0.25mm。并对注浆的薄弱环节，重新补充注浆。 每个台阶应设置锁脚锚管，一处打设两根，以防止格栅钢架架设下沉。采用 42 钢焊管，长度 3 米，并全长注浆。 格栅钢架间距为 0.5m。全断面布设双层钢筋网片，环纵向均为 6.5 的钢筋，网距为 150mm150mm 采用挂钢筋网的方式。 初衬完毕，结构防水全断面铺设防水层完毕经验收合格后立即进行二衬施工。 为保证注浆效果，小导管超前注浆前应封闭开挖工作面，设计厚度 50mm，喷射间距根据地层情况而定，强度等级同初期支护。喷射封闭范围上半断面不包括核心土的部分。 遇到较差地层时，为了保证工作面稳定，应及时喷射混凝土封闭工作面。 在断面变化点、工序转换处或工序中断时，封闭整个工作面，纵向间距按 10 米，挂网喷射混凝土厚度100mm，钢筋网为 6.5 间距 150mm150mm，喷射混凝土强度等级同初期支护。 4 施工降水 降水采用井点降水方案，成井过程严格按照施工工艺，所用滤水管应根据含水层颗粒分析结果按相关规定的要求严格制作。降水时严防井中出现涌砂、涌土现象。通过降水及时降低开挖范围内土层的地下水，使其得以压缩固结，以提高土层的水平抗力，防止隧道开挖面发生坍塌，保证隧道暗挖的顺利进行。 5 施工期间的监测 施工过程应加强施工监测，使暗挖处于安全监控中。所有测点均应反映施工中该点受力或变形随时间的变化，即测试数据趋于稳定为止。观测数据应及时整理和分析，出现异常时，要采取相应的措施。能较好的预报下一施工步骤地层支护的稳定与受力情况和地表沉降等。 6 总结 针对现场特殊地质特殊施工条件，我们选择运用了黑河暗梁及加固等施工技术，目的在于更好地起到加固黑河引水管的作用，这技术还有待于暗挖隧道施工后的效果检验，若能