沈阳地铁浅埋暗挖大断面施工

1、沈阳地铁浅埋暗挖大断面施工技术中铁十一局城市轨道工程公司 朱世柱 摘 要 介绍了沈阳地铁浅埋暗挖大断面的施工技术，采用有效的支护技术、开挖顺序、断面转换技术，确保隧道安全顺利施工完成。 关键词 浅埋暗挖 城市地铁 大断面 开挖支护 一、工程概况南市站至青年大街站区间设计起讫里程为DK14+281.175DK15+198.250，全长917.075m，沿十一纬路纵向布置,区间隧道结构为马蹄形断面，纵向线路自西向东呈向下单面坡，最大纵坡2.5%。区间在青年大街站站前设置渡线、停车线及联络线，线路隧道断面由单线单洞、双线单洞等断面组成，共有10种不同的断面形式。本区间隧道通过围岩均为类，范围内的地层

2、结构由第四系全新统人工堆积层（Q4ml）、第四系全新统浑河高漫滩及古河道冲击层（Q42a1）、第四系全新统浑河新扇冲洪积层（Q4la1+p1），第四系上更新统浑河老扇冲洪积层（Q32al+pl），第四系波状台地坡洪积层（Q21dl+pl）。区间穿越地层主要为砾砂、圆砾层；隧道埋深8m12m。场区内地下水主要为松散岩类孔隙潜水，地下水埋深5.58.0m，赋存于第四纪全新统浑河高漫滩及古河道冲积形成的-3层中粗砂、-4层砾砂、全新统浑河新扇冲洪积形成的-4层砾砂中。-4层粉质粘土为相对隔水层，其下地下水具有承压性。地下水位季节性变幅在0.52.0m间。含水层渗透性强，渗透系数一般在50-110m/

3、d之间，水力坡度为1%左右。二、施工难点1、防止塌方、控制地层沉降区间隧道沿十一纬路东西向布设，十一纬路是沈阳市的主要城市干道交通繁忙，旁边有较大的商业建筑。隧道穿过的地层为自稳性较差粉细砂和砂卵石层，且全部在承压水中，容易发生塌方。2、双侧洞导坑法施工步序多断面的开挖尺寸宽为14.44m，高为11.278m。整个断面采用双侧导坑法法施工，开挖共分九部，衬砌分三部，分节分部较多，力学转换复杂，施工时累计沉降较大。3、断面变化频繁、工法转换复杂区间在青年大街站站前设置有渡线、停车线及联络线，共有10种不同的断面形式，各种断面交错分布。区间施工工法较多，有台阶法、中隔壁法、双侧洞导坑法。断面变换的

4、难点主要是工法之间的转换，工法转换有三种：台阶法与中隔壁法之间的转换、中隔壁法与双侧洞导坑法之间的转换、双侧洞导坑法与台阶法之间的转换。根据断面转换大小方向又可分为二类：一类是由大断面向小断面的过渡转换；一类是由小断面向大断面的过渡转换。本区间主要是由小断面向大断面变化，也是本标段的施工难点。4、区间隧道的防水层施工复杂区间渡线、停车线、联络线及人防部分断面变化多，防水施工的点、线、部位多，在断面突变交接处易导致防水材料的张拉、割裂及焊接、保护厚度不够等情况发生，使防水质量受到影响。三、施工方案 总体施工方案遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、早成环、勤量测、速反馈”。在施工中严格按

5、该原则组织施工，根据不同的断面形式、不同地层采取相应的施工方案、支护措施，确保施工安全。（一）施工工法及工艺流程 1、台阶法（1-1、2-2型断面隧道采用本法施工）（1）施工方法：先沿隧道拱部120°打设小导管，并注浆加固地层，人工开挖，先开挖上台阶，保留核心土，开挖进尺按设计间距，架设钢筋格栅，挂网喷混凝土；下台阶紧跟，上下台阶间距长度控制在35m，下台阶开挖及时初喷，随即架设格栅挂网喷锚，完成封闭。（2）施工流程及程序说明一、超前支护 1.沿隧道顶打设超前小导管； 2. 预注浆对土体进行加固。二、上台阶开挖支护 1. 开挖拱部土体，保留核心土；2、初喷，架设钢格栅，设锁脚锚管、纵

6、向连接钢筋； 3.喷射C25混凝土。三、1、开挖部土体，施作边墙。四、开挖部土体，仰拱施工，初期支护封闭成环。2、中隔壁法（CD法）（渡线段3、4、9、10断面采用本工法施工）（1）施工方法：隧道分成四个部分开挖，各部开挖施工间隔为1015m。各部每次开挖进尺为一个格栅间距，严禁多榀一次开挖。在各开挖分部内，按正台阶法分两台阶开挖支护，台阶长度23m。（2）施工流程及程序说明 左导洞打插钢管，压注固结地层浆液 左导洞开挖上台阶、留核心土 左导洞架上台阶拱架 及中隔板，中隔壁，网喷砼 左导洞下台阶开挖 左导洞架下台阶拱架及临时支撑、网喷砼 右导洞打插钢管、压注固结地层浆液 右导洞开挖上台阶、留核

7、心土 右导洞架上台阶拱架及中隔板、网喷砼 右导洞下台阶开挖 右导洞架下台阶拱架、网喷砼 （3）中隔壁法施工要点及技术措施注意控制先行导洞的开挖中线和水平，确保开挖断面圆顺，钢格栅安装位置正确。加强量测监控，做好信息反馈，急时调整施工方法。尽可能缩短开挖台阶和各开挖分部的施工间隔，使初期支护尽快闭合，以控制围岩变形。因为中隔壁法工序较多，工序转换使得结构受力复杂，为保证拆除临时格栅时的安全，必须保证各部格栅之间的连接质量。3、双侧壁导坑施工顺序及方法（渡线5、6、7、8断面采用此法施工）（1）施工方法施工前在隧道两侧地面设置降水井进行地面降水措施，隧道开挖前进行超前降水固结地层。开挖前在隧道拱部

8、采用42300mm小导管注浆超前支护。开挖时保留核心土并喷射混凝土封闭掌子面，保持开挖面的稳定。设置锁脚锚管，减小拱顶下沉。尽量缩短各步开挖面之间距离，尽早实现整个隧道断面的封闭。（2）施工流程及程序说明1、拱部超前小导管预注浆加固底层，台阶法开挖部洞室，施作初期支护及中隔板、中隔壁。4、台阶法开挖部洞室，与部错开35米，施作边墙、仰拱初期支护及中隔壁。 2、台阶法开挖部洞室，与部错开35米，施作边墙、仰拱初期支护及中隔壁。5、拱部超前小导管预注浆加固地层，台阶法开挖部洞室，与部错开35米，施作初期支护及中隔板。3、拱部超前小导管预注浆加固地层，台阶法开挖部洞室，与部错开35米，施作初期支护及

9、中隔板、中隔壁。6、开挖部洞室，与部错开35米，施作仰拱初期支护，隧道初期支护完成。（二）断面转换过渡 1、断面转换施工方法 1）大断面向小断面过渡转换施工方法 常规做法是将大断面全部施作到设计位置后，先施作封端，再破除混凝土进入小断面施工，这样施作工期长，破除量大。实际拟采用的做法是：当大断面或大断面的某一分部开挖至设计位置，自上而下架设格栅挂网喷射混凝土封端，同时架设小断面或小断面的某一分部格栅，作为开口的环框，逐渐过渡到小断面或小断面的某一分部。为了方便架设，将小断面格栅分成若干片，作为开口圈梁，用焊接方式连接在一起，喷射混凝土封闭。这样在大断面堵头墙施工完成后，小断面的洞门已同步施工完

10、成。大断面施工完成后，按要求进入小断面施工。 2）小断面向大断面过渡转换施工方法 小断面过渡到大断面，通过上挑、拓宽实现。当两断面相差不大的情况下，直接采取错台方式实现断面转换；当断面尺寸相差较大时，采取转换施工方案、配合超前支护手段、利用格栅喷射混凝土逐渐加高加宽断面的渐变形式实现，上挑坡度按设计施工。在大小断面间架设不同大小的异型格栅并喷混凝土支护，逐渐过渡到大断面或大断面的某一分部；在大小断面变化点增设锁口或过梁，注浆加固该段拱墙土体。 2、断面过渡技术措施 断面转换施工是本区间工程的重难点，为确保安全过渡，在施工中需按不同类型考虑应力集中及洞室之间的力学效应，紧扣浅埋暗挖法基本原则，根

11、据断面间相互关系和采用工法情况，合理设置变坡坡度，充分利用超前支护手段加固围岩，利用格栅挂网喷混凝土实现断面过渡，及时模筑混凝土。具体技术措施如下： 1）合理安排施工顺序，包括开挖顺序、二衬施作顺序等； 2）合理设置变坡坡度； 3）充分利用超前支护手段加固围岩，在断面转换地段，密排注浆小导管。对渡线区洞室间围岩间距薄的地段注浆加固土体，必要时施作对拉锚管（42钢管）； 4）适当调整洞室台阶长度，在上挑时延长台阶，以便于施工和支撑稳定掌子面；在洞室施工时缩短洞室台阶长度，实现初期支护尽早封闭； 5）保持格栅拱脚稳定性，采取施打锁脚锚管并注浆，以减少沉降； 6）及时进行拱背回填注浆； 7）缩小格栅间距，增加纵向连接筋，以增加初期支护的刚度； 8）加强监控量测，及时反馈、分析信息、指导施工。（三）监控量测施工时对地表建筑物进行沉降及倾斜测量，洞内主要对拱顶沉降和水平收敛进行监测。监测数据表明地表建筑物最大沉降量为16mm（规范允许最大沉降20mm），洞内最大沉降17mm，最大水平收敛值为12mm，完全满足规范要求。（四）施工中应注意的问题 1、多洞法施工，累计沉降量大，初期支护应及时闭合成环。 2、加强降水井检查，保证降水井工作正常，防止降水不到位。 3、砂土含水率高，防止地下管线渗漏，易造成塌方。 4、防水应以引为主，先引后堵。 5、初支完成后及时进行壁后