城市地铁暗挖隧道连续浅埋下穿管渠河桥施工技术1

1、城市地铁暗挖隧道连续浅埋下穿管渠河桥施工技术周伟 杨选择（中铁八局集团昆明铁路建设有限公司，云南昆明，655000）【摘要】本文从施工前的调查和方案制定、施工中规范工序实施和要点控制、地质预报、爆破控制、施工监测等方面，详细阐述了青岛地铁三号线君峰路站西流庄站区间暗挖隧道连续浅埋下管渠河桥的施工技术，取得了良好的效果，为今后类似工程积累了经验，值得推广运用。【关键词】暗挖隧道；浅埋下穿；管渠河桥；施工技术1工程概况青岛地铁3号线君西区间起讫里程为K20+982.795K21+767.196，区间长度784.402m，为并行单洞单线隧道，左右线间距13米，于区间中部K21+542处设施工竖井及横

2、通道，从横通道向大、小里程暗挖施工。区间小里程端K21+317K21+238.4段埋深16米，其中左线ZK21+317K21+249段、右线ZK21+307K21+238.4段连续下穿穿一根DN1500排污管道、一座桥梁、一条距3米宽暗渠、一条40米宽河流。地质情况从地面至上而下分别为素填土、粉质粘土、粗砂层、粗粒花岗岩等，拱顶以上岩体厚度约6米，其中左线中风化岩层最小厚度仅2米，并有两条断层破碎带。该段隧道与管渠河桥里程平面关系及地质情况见平面图及左右线纵断面图： 2施工技术准备2.1施工调查管线调查：原设计无暗渠通过，隧道下穿两条直径1.8米的排污管道、下穿河流和桥梁，由于河道已经过改造，

3、现场实际有可能已发生变化。在下穿施工前项目部进行了现场调查，并邀请产权单位现场指认和核实，结果为：由于河道改造，两条直径1.8米的排污管道已拆除，改成了一条直径1.5米的排污管道和一条3米宽的暗渠，桥梁全长60米，扩大基础，埋深浅，简支板梁，见上图所示。地质调查：项目部在河中进行了竖向地质钻探，结果显示，拱部岩体厚度34米。2.2方案确定小里程K20+317K21+238.4段连续下穿管渠河桥，桥面交通繁忙，管渠、桥梁保护和防坍塌涌水是重点。方案确定如下：（1）本段采用上下台阶法爆破开挖施工，每循环进尺1米；（2）小导管超前支护，格栅钢架加强支护，及时系统支护封闭成环；（3）加强超前地质预报，

4、除TSP远距离地质预报和地质雷达近距离预报外，增加加深炮孔短距离预报手段，及时掌握掌子面最近处地质信息，以便提前采取措施。如果探测到前方为断层破碎带或裂隙发育水量丰富，则先采取帷幕注浆加固堵水，再进行开挖支护施工。（4）加强监测布点及量测，做好爆破振速监测。（5）适时时掌握掌子面与及管渠河桥相对位置，及时采取措施，确保平稳穿越。3施工工序及技术要点3.1施工工序流程测量放线布孔钻孔上台阶装药爆破下台阶装药爆破上台阶扒碴上台阶钢架网片安装，同时下台阶出碴上台阶安装小导管注浆、下台阶网片钢架安装上下台阶喷射混凝土回弹料及场地清理转入下一循环。3.2爆破开挖与振速监测单段最大装药量计算：爆破振动速度

5、计算公式为:，式中V：地震波波速，2cm/s；K、a与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数，根据本区段地质情况取K=150，a =1.8； ：单段最大装药量，单位kg；：爆源至被保护构筑物之间的距离，即R=16m，代入公式验算得经计算得允许单段最大装药量：Q3.07kg。爆破设计：按开挖进尺1米进行爆破设计，主要控制上台阶爆破，控制最大单段装量不超过允许最大单段装药量。爆破设计一图一表如下，最大装药量3.05kg，爆破设计符合要求。台阶炮眼分类炮眼数段位炮眼深度每孔药卷数单孔装药量合计药量备注个段m卷/孔Kg/孔Kg上台阶进尺1米掏槽眼211.2830.91.8连续装药掏槽眼241.54

6、30.91.8连续装药掏槽眼471.542.50.753连续装药掏槽辅助眼491.2820.62.4连续装药辅助眼5111.21.50.452.25连续装药辅助眼6131.21.50.452.7连续装药辅助眼7151.21.50.453.05连续装药周边眼8161.20.50.151.2间隔装药周边眼8171.20.50.151.2间隔装药周边眼7181.20.50.151.05间隔装药底板眼5191.210.31.5连续装药底板眼6201.210.31.8连续装药合计6423.75施工过程中按爆破设计进行布孔、钻孔和装药爆破，并进行振速监测。本段开挖过程中，由于上覆步层和土层的衰减效应，实测

7、振速均小于2cm/s，大部分实测振速小于1.5cm/s，对管渠桥梁起到了很好的保护作用。3.3开挖面初喷安装钢架之前行进行初喷，尤其对于围岩较差段落，喷厚35cm，封闭开挖面，防止长时间暴露。（2）施工要点初喷前检查无有侵限，如有侵限及时处理，确保钢架安装轮廓尺寸。先初喷掌子面，后喷拱墙，先喷危险部位，后喷稳定部位。3.4钢架安装格栅钢架是在隧道开挖初期支护期间，为使围岩保持稳定而按照隧道开挖轮廓布设的钢格栅支护骨架结构，钢架安装后可阻止岩体过度变形和承受部分松弛荷载，达到支护围岩稳定，限制围岩变形的目的，它与钢筋网、喷射混凝土等结合在一起共同受力。（1）施工工序流程：施工准备（测量放线、钢架

8、运至作业面）安装钢架安装钢架断面位置检查安装锁脚锚杆。（2）施工要点钢架安装前抄平放线，为钢架安装提供中线标高基点。钢架进洞前须在洞外进行质量检查，合格钢架方能进洞安装。钢架应在初喷混凝土后及时架设，并严格控制其内轮廓尺寸，且预留沉降、变形量，防止侵入衬砌净空。钢筋格栅应垂直线路中线,允许偏差为横向±30mm,纵向±50mm,高程±30mm,垂直度5。作业人员安装过程中须尺量和吊线控制和检查。每节钢架间应以螺栓连接，连接板应密贴（连接板不密贴或螺栓连接困难处应垫钢件焊接牢固）。检查钢架安装位置，确认架立位置准确且净空符合设计要求后利用锁脚锚杆定位，锁脚锚杆置于钢架

9、主筋内侧，并与钢架上下焊接锁死。两排钢架间用22钢筋拉杆纵向连接牢固，环向间距1m，以便形成整体受力结构。3.5钢筋网安装施工要点钢筋网采用直径6.5mm圆钢，网格间距200mm。纵横向钢筋采用点焊连接，与钢架采用焊接联结方式固定。每层钢筋网之间应搭接牢固且搭接长度不应小于200mm。钢筋网要被喷射混凝土包裹，混凝土保护层不小于20mm。3.6超前小导管（1）施工工序流程：钻孔并检查孔深清孔插入小导管注浆。（2）施工要点小导管沿隧道拱部128°范围均匀布设，间距为400mm，水平倾角15°，纵距15m。小导管直径42mm，长3m，小导管的前端做成约10cm长的圆锥状，在距后

10、端100cm内不开孔，剩余部分按2030cm梅花形布设直径6mm的溢浆孔。小导管的钻孔直径50mm，钻孔方向应顺直，采用吹管法清孔，安设采用引孔顶入法（在孔口端用沾有CS胶泥的麻丝缠绕成不小于孔径的纺锤形柱塞，把小导管插入孔内，带好丝扣保护帽，用风钻打入到设计深度，使麻丝柱塞与孔壁压紧， 小导管外露长度以不超过喷射砼面及便于便连接孔口阀门和管路为宜。小导管安装完成后，压注水泥浆，比例1：1，注浆压力0.5MPa。注浆顺序为由下至上，浆液先稀后浓、注浆量先大后小，注浆压力由小到大。注浆结束标准：当压力达到设计注浆终压并稳定10min，可结束该孔注浆。当注浆压力突然升高时应停机查明原因；当水泥浆进

11、浆量很大、压力不变时，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，采用小流量低压力注浆或间歇式注浆。注浆压力应符合设计要求，浆液必须充满钢管及其周围的空隙。3.7喷射混凝土（1）施工工序流程：施工准备砼拌和运输喷射砼表面处理清理回弹料。（2）施工要点认真把好原材料关，原材料质量符合规范要求。严格按配合比进行配料。喷前检查并清除松动岩及欠挖断面处理，根据石质情况，用高压风或水处理受喷面，处理岩面集中渗水，埋设喷层厚度检查标志。为提高工效及保证质量，应采取分次喷射方法。原则是，多分段、分部、分块，由下而上，先边墙后拱脚，最后喷射拱顶。一次喷射厚度一般应不小于最大骨料粒径的1.5倍，拱部不得超过10cm

12、，边墙不得超过15cm，喷嘴与岩面保持垂直，距受喷面0.81.2m。喷射压力宜控制在0.15-0.2MPa，混凝土喷射终凝2h后，应进行湿润养护，养护时间不得少于14d。喷射作业人员应戴防尘口罩、防护帽、防护眼镜、防尘面具等防护用具、作业人员应避免直接接触碱性液体速凝剂，不慎接触后应立即用清水冲洗，喷射混凝土作业完成后应及时对机具进行清洗。喷射混凝土表面应平整、无空鼓、裂缝、松酥，进行找平处理，平整度用2m靠尺检查，表面平整度允许偏差满足验标相关要求。超挖部位不得填碴及杂物，不得施放空，接头处不得放空。对前一循环不到位处进行补喷，及时清除回弹料，收整规范。3.8初支后注浆衬支后注浆主要为了确保

13、初支后密实，并起到一定堵水作用。（1）施工工序流程：施工准备连接注浆管路压水试验浆液配制压注浆终孔下一孔注浆（2）施工要点注浆管直径42m，长0.5m，施作初支时按设计位置预埋。若注浆管未及时预埋，注浆前须打孔安装注浆管压注水泥浆，比例1：1，注浆压力0.30.5Mpa。顺序为由下至上，注浆压力由小到大。注浆结束标准：当压力达到设计注浆终压并稳定10min，可结束该孔注浆。4施工监测施工前进行了监测布点，主要监测项目有地表沉降、洞内拱顶沉降、洞内净空收敛、管线沉降、水位监测、建筑物（桥梁沉降）、建筑物（桥梁）表面观测。监测情况为：（1）实测振速均小于2cm/s，大部分实测振速小于1.5cm/s

14、；（2）地表沉降监测数据变化趋势整体稳定，日变化量及累计变化量均较小，累计最大值为-15.1mm（控制值为30mm），但其变化量较小，且数据较稳定；（3） 拱顶沉降监测数据变化趋势整体稳定，累计最大值为-11mm（控制值为30mm），变化量较小，且数据较稳定；（4）净空收敛监测数据变化趋势整体稳定，累计最大值为9mm，变化量较小，且数据较稳定；（5）水位监测数据变化在允许范围之内，处于安全状态；（6）排污管道、暗渠和桥梁无明显沉降；桥梁表观监测与施工前对比无变化，处于安全状态。5地质预报及措施项目部重视地质超前预报工作，利用TSP远距离地质预报和地质雷达近距离预报，掌握本段地质大体情况，同时每4.5米进行一次加深炮孔短距离探测，准确掌握掌子面近端地质及富水情况，及时采取措施。通过及时掌握掌子面最近处地质信息，以便提前采取措施，如果地设计地质相符合，则按设计规范施工，如果探测到前方为断层破碎带或裂隙发育水量丰富，则先采取帷幕注浆加固堵水，再进行开挖支护施工。在施工过程中未遇到较破碎带及涌水情况，对局部破碎岩体及裂隙水进行了局部处理，促进了施工进度和安全。6进展信息与动态控制施工过程中加强进展信息收集和动态控制，利用形象进展图（如下图所示）