暗挖隧道穿越地裂缝施工技术VIP

1、暗挖隧道穿越地裂缝施工技术 摘 要：本文结合地铁暗挖隧道采用crd法开挖施工穿越地裂缝过程中，着重对施工工艺和施工方法进行总结，并对施工过程中出现的问题进行详细交待，为后续施工提供借鉴。 关键词：地裂缝；crd法；暗挖隧道 doi：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.108 1 工程概况 某地铁暗挖隧道穿越地裂缝段采用crd法施工，隧道过地裂缝区段采用适宜的柔性支护结构类型并预留一定净空以适应其不均匀沉降的要求，采取加大断面，预留净空，增设特殊变形缝的办法处理。 2 地质及水文概况 拟建地铁隧道跨越两个地貌单元，南段为洪积ii级台地，北段为湖积iii级台地。自上而下分述

2、为：地层为地表分布有厚薄不均的人工填土；其下为新黄土及残积古土壤；再下为粉质黏土、砂层等。隧道地下潜水稳定水位在地裂缝南北两侧截然不同，地裂缝南侧埋深在5.606.80m之间。北侧埋深在17.018.0m之间。 3 地裂缝对施工的影响 由于地裂缝的变形带土层裂隙多、工程性质差，地铁隧道穿越裂缝时存在很多不确定性风险，其中主要的影响如下：地裂缝为一条狭长的透水通道，隧道通过时有可能会出现沿裂缝带的集中渗水现象，造成隧道涌水涌砂坍塌；地层错位，致使地层从稳定向不稳定过渡，隧道开挖时，拱顶及边墙易出现塌方现象。地表的不均匀沉降会造成管线破坏。 4 施工原则 遵照勤测量、强支护、快封闭、小分部、短循环

3、的原则进行施工，从中间将隧道断面分为4-6个部分，自上而下进行开挖，如图1所示。施工中需注意做好随挖随撑的支护工作，每进行一个部分的开挖之后，应及时将隔板施工进行完善。开挖的大致步骤为：分次交叉开挖断面分隔部分；分割部分支护板隔板成型；隧道仰拱处二次施工与底板回填；拱墙二次施工。 5 crd法的优势 crd法将大断面隧道进行分割施工，每个部分相对独立，并且施工过程中注重洞内支护，能够对围岩的沉降进行有效控制。该工法又兼具双侧壁导坑法和台阶法的特点，对穿越地裂缝施工有极强的实用效果。 6 工艺流程 施工准备降水打超前小导管超前注浆分部分台阶开挖隧道土方挂钢筋网初喷混凝土安装钢格栅焊接纵向连接筋挂

4、钢筋网喷射砼初支背后注浆一直向前循环。 7 关键工序施工要点 7.1 降水施工 对现场水文情况进行监测，根据监测结果计算涌水量，选择合适的降水方法。由于地裂缝南北两侧水位差别较大，必须在地裂缝位置加强降水措施，确保隧道底部能够实现无水施工。对于地下水补给较大，采用抽水办法难以实现降水标准的，则需要采用旋喷桩对地裂缝注水通道进行阻断。 7.2 超前小导管注浆 根据现场情况对小导管的参数进行设计，导管设计不宜过长，以避免在打设导管时出现塌方。此外为减少塌方量可利用高压风管进行吹孔作业，待空位就绪后直接将小导管插入其中，这样能够保障超前加固的效果。同时注浆的压力需要提前进行计算和试验，以确保浆液的渗

5、透范围。如在开挖时发现注浆效果不合理的，应及时找出原因进行调整。 7.3 开挖 对分隔的每个部分分别进行施工，分层开挖土方，台阶的基数以及台阶高度宽度等参数，根据洞内分隔空间的大小决定。在施工过程中，基于开挖后原本土层受力情况和结构性能发生了改变，加之有地裂缝的存在，可能会造成一些意外的土层变化，因此必须提前进行前方地质监测，再开挖土方之前可将探孔开挖深度加长，从而达到预先了解地裂缝区域的地质情况，对于地质条件变化异常可能影响后续施工的，应及时采用长棚管进行超前注浆加固，也可以对地面地裂缝部分采取整体注浆的办法，确保土层整体的稳固性。 7.4 喷射砼 砼的配制应控制好水、骨料、水泥、凝固添加剂

6、和其他材料的比例，试验合格后方可使用。喷射前须提前对喷射面进行清理，确保喷射后的牢固性，同时对断面的规格进行检查，确保断面尺寸符合作业要求，做好作业区照明、防护工作。喷射操作作业时，应开启速凝剂泵，然后再开凤送料以保证凝结效果，拱部喷射时由于送料阻力变大，将风压强度控制在较大数值，边部及底部阻力逐渐变小，则应顺序降低风压。喷射时应由下往上喷射，采用蛇形反复向上的路径进行作业，喷射要求一圈压半圈，且对死角部位应加强喷射避免错漏，在反复喷射时，须控制好两次喷射的间隔，在确认首次喷射凝固后再进行二次喷射，喷射应保持连续均匀作业，确保材料密实度。喷射完成后，检查砼的凝结程度，待终凝之后进行洒水养护，确

7、保材料保持足够的湿度。 7.5 初支背后注浆 针对已塌方部分，采用反复多次注浆和混凝土灌喷的办法进行填充作业，要求注浆及灌喷根据塌方实际情况而定，对厚度、性能进行控制，确保施工部位在施工后的稳定性，阻止病害继续发生。施工后需加强监测，发现初次施工不足的，采取及时补救。 7.6 现场监测 监测范畴包括：地面监测，对地面裂缝、下沉、土方位移、地表水情况等进行观察；洞内监测，检查洞内水文变化、岩土层结构和强度、断层走向、地裂缝变化情况，在已完成施工的部位，还需检查支护设施和防护设施的工作状态；净空监测，主要是对隧道空洞形状变化的速度、规模、形势进行观察记录和分析，验看施工是否合理、是否具有安全风险和

8、质量隐患。测量仪器须选择精密的测量仪器，测量前后需要进行调整和比对，确保仪器功能正常。 7.7 洞内支护 格栅钢架需预先进行测量定位，确定线路中线，并进行标示，安装时预先对断面的规格进行检查，其中通过地裂缝区域时可缩小格栅钢架的架设间距，从而尽量避免对拱顶土体的扰动，对于不符合安装的应采取挖掘处理，预留安装空间，地质条件较硬的可以将拱脚安装在硬质土层上，而松软的土质则采取预垫钢板的办法。在曲线部分施工时，应保证安装的方向与法线方向一致，直线安装方向则应与中线垂直。安装时要求格栅钢架当平面垂直于隧道轴线，须与中线保持在20mm左右的支距，垂直偏差控制在5%左右。锚杆的布置须严格执行设计要求，钻孔

9、时，需保证孔位在一条直线上，且与周边土体主结构平面垂直最佳，在安装锚杆前，需对锚杆进行质量检查，并进行清除油污和调直处理，待确认钻孔处理干净后再进行操作。应保证填实砂浆锚杆孔，注浆过程需有专门的技术人员监督，且由监理工程师审核批准后方可进行。待开挖支护结束后，根据监测情况，确定洞内空间相对稳定后拆除临时支护，并及时进行二次衬砌巩固。 7.8 相关技术措施 由于地裂缝的存在可能造成施工时一些风险，因此必须对地裂缝进行探测，包括地裂缝的成因、走向、规模、深度、渗水、裂缝部分及周边土层的结构和组成等，利用声纳、红外线等精准设备进行探查同时做好记录和绘图，作为施工方案设计的原始参考。施工时拉大左右线隧

10、道开挖步距，减少相互干扰，及时在洞内进行注浆加固土层，同时在地面铺设钢板，减缓车辆冲击，加大监测频率进行信息化施工，在对外沟通方面加强与各管线单位的联系，做好防护工作。 8 实际施工效果 通过采用以上的这些施工措施，地裂缝带能够顺利通过。在过地裂缝带时，加密的降水井基本可以将水位降到隧道底部； 通过打超前探孔可以了解前方掌子面的地质水文情况，为隧道施工决策提供了依据； 多台阶、及时注浆、初支背后回填密实可以有效地减少塌方量，在不需要加大成本的基础上减少了施工风险，保障了施工质量； 通过加密监测频率，及时对仰拱进行回填注浆，同时将隧道积水排出井外，有效地减少了地裂缝带地面变形量；通过加强通风，隧道的空气质量正常。 9 总结 综上， crd法在通过地裂缝施工中具有重要意义，但是由于施工时地质、技术等各种因素的影响，要保证施工质量和安全显得较为困难，施工单位必须做好全面的管控。在今后的施工中，还会遇到各种地质条件需要适用crd法