地铁竖井施工方案

1、【摘要】通过对深圳地铁大科区间2# 竖井穿越不良地质地层施工技术及提升系统的分析研究,为地铁类似工程施工提供经验借鉴。【关键词】旋喷止水帷幕流塑状粘性土竖井施工1 工程概况 深圳地铁大科区间2# 竖井位于同心路西侧的深圳市政府苗圃内,横通道与隧道相交,里程为右SK3 + 739 。竖井内净空平面尺寸5 m 6 m ,深度25.724 m。井身穿过素填土、饱和含水砂层、软塑流塑状砂质粘性土、全风化花岗岩等地层,水位埋深1.935.73 m。竖井采用明挖法施工,复合式衬砌结构。2 施工方法及实施要点2.1 旋喷止水帷幕的设计和施工 高压旋喷桩止水帷幕能隔断地下水的渗流,防止基坑开挖出现涌砂。桩的直

2、径与土质、施工方法等有关,需根据试验和工程实际确定,本工程考虑施工不确定因素,决定采用双重止水桩,桩体直径为60 cm。水泥浆液的用量按下式计算: Q =0125D2 H(1 + ) 式中Q 硬化剂的用量(m3) ; D 设计的加固直径(m) ; H 设计桩长(m) ; 混合系数, = 1.11.3 , 与加固直径和土质有关; 作业损失系数。设计旋喷桩直径D = 60 cm ,作业损失系数按10 %计算,可得单位长度旋喷桩水泥浆用量为340400 L/m。 井口段富水地层设双排600 旋喷桩形成帷幕止水,桩长17 m ,共124 根,采用双重管法施工。旋喷材料为普通水泥浆,水灰比0.751.0

3、0 ,添加水泥重量2 %的CaCl2 作速凝剂,浆液宜在旋喷前一小时以内搅拌。钻机安放要求水平, 钻杆垂直, 其倾斜度1.5 % ,注浆管分段提升的搭接长度100 mm ,旋喷冒浆量应控制在10 %25 % ,相邻两桩施工间隔时间 48 h ,间距应2 m。2.2 竖井施工2.2.1 井口锁口段施工 竖井井口段深3 m ,埋置在素填土地层中。井口基坑最大开挖平面尺寸8.6 m 9.6 m。井口设置C15 混凝土挡水埝,高出地表30 cm。竖井锁口段为C25 钢筋混凝土。井口段凿除1 m 旋喷桩头后采用WY60 反铲开挖,一次挖至地表下3 m ,周边留30 cm ,基坑隐蔽报检后绑轧结构钢筋,设

4、置各种管线、提升架及梯子间预埋件,立模后整体灌注C25 混凝土。2.2.2 井身段开挖和初期支护 井身标准段平面开挖尺寸6.4 m 7.4 m ,人工配合风镐向下开挖,每循环下挖进尺为一榀钢筋格栅间距(0.50.75 m) ,中间设置集水坑,集水坑先行施工, 然后向井壁扩挖,修边成形。开挖成型后先初喷5 cm 厚C20 混凝土,然后挂网,布设L = 3.0 m 22 系统锚杆,环向间距1 m ,梅花型布置。架立环形格栅钢架, 复喷C20 混凝土至设计厚度30 cm ,完成初期支护。当下挖至马头门上方时,安设两榀上下重叠的钢格栅加强马头门支护。施工过程中因设旋喷桩止水段,虽然井身穿过饱和含水砂层

5、,但能安全施工,帷幕止水效果良好。 竖井开挖超过旋喷桩止水帷幕深度后( 地表下17.5 m 处),由于地下水丰富,砂质粘性土地层出现涌砂涌泥现象。为保证安全,施工时根据地质情况变更原设计22 砂浆锚杆为42 超前注浆小导管,沿井壁灌注水泥2水玻璃双液浆,进行超前预加固。双液浆体积比11 ,水泥浆水灰比0.8 ,水玻璃浓度35 Be ,小导管长3.5 m ,环向间距0.5 m ,俯角30,每次开挖循环进尺50 cm。成功地穿过了流塑状砂质粘性土地层。2.3 马头门施工 竖井进入横通道处俗称“ 马头门”,是施工开挖的薄弱点。由于马头门范围井身段为软塑状砂质粘性土,施工时根据地质情况变更原设计拱顶单

6、排42 超前注浆小导管为双排小导管,并增设边墙42 超前注浆小导管一排,小导管长3.5 m , 外插角14,压注水泥-水玻璃双液浆。由于竖井已开挖至设计深度,并完成了井底二次衬砌混凝土封底,因此马头门破口需搭设临时工作平台,然后在竖井壁上按设计开挖轮廓线放样,施作拱部42 超前小导管,小导管按设计间距环向布置。待水泥-水玻璃双液浆压注结束4 h 后,破除马头门上半断面井壁初期支护,进尺50 cm , 立即进行上台阶初期支护,架立格栅钢架,打设42 锁脚小导管并严格注浆, 网喷至设计厚度。拱脚设I20 型钢支撑,纵向焊22 连接筋加强整体性。如此循环,进尺为单榀格栅钢架间距,马头门处要并立两榀格

7、栅钢架加强支护。待上台阶进尺5 m 后,喷混凝土封闭上台阶掌子面,破除下台阶井壁初期支护,接长上台钢格栅, 及时封闭马头门初期支护,在完成马头门并立两榀格栅钢架后,即正式形成横通道施工工作面。2.4 竖井二次衬砌 在开挖及初期支护完成后,首先完成井底二次衬砌,待马头门初期支护封闭后,由下往上逐节施作井身二衬结构,剩余竖井二衬施工共分3 次从下向上进行, 与最先灌注的锁口段合龙。灌注方法均采用中心固定式模板支架加固,用串筒输送泵灌注,采用C25 商品混凝土施工,插入式振动棒振捣密实。马头门段横通道二衬与该段井身二衬整体灌注,以提高结构受力整体性,余下井身标准段分2 次灌注。2.5 竖井提升 竖井

8、配备2 台100 kN 电动葫芦提升2.25 立方米 吊斗,作为出土和下料垂直运输设备,区间隧道二衬施工时在两台100 kN 电动葫芦走行梁间另增设一台30 kN 电动葫芦供二衬钢筋下井用。提升架主要结构由六根立柱、两根纵梁、三根行走梁、五根横梁组成。立柱与基础预埋钢板焊接,立柱、纵梁、行走梁、横梁之间用M20 螺栓连接。3 结语 竖井穿越复杂地层施工时要遵循“ 管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则,决不可盲目冒进。另外,对局部坍塌造成的空穴,应在加强初支的情况下预留注浆管进行初支背后注浆填充使之密实,以防塌方继续扩大。施工中要做好超前地质预报工作,如用洛阳铲探孔、地质雷

9、达探测等;需加强施工管理,建立统一指挥,保证施工安全。参考文献1 龚晓南. 地基处理手册. 北京:中国建筑工业出版社,2000 2 铁道部第二工程局. 铁路工程施工技术手册(隧道). 北京: 中国铁道出版社,1995 3 北京市城乡建设委员会. 地下铁道工程施工及验收规范. 北京:中国计划出版社,1999一、施工准备（一）、技术准备1、熟悉图纸，编制施工方案并经审批2、测量桩位交接及复测（二）、材料要求1、水泥：水泥应符合混泥土配合比通知单的要求，水泥进场应有产品合格证和出厂检验报告，并进行取样复检，其质量必须符合国家现行标准GB175的规定。喷射混泥土应优先选择硅酸盐水泥。2、骨料：砂石质量

10、应符合国家现行标准JGJ52、JGJ53的规定，进场后应取样超浅埋地下通道暗挖施工技术发布时间: 2007-2-08 11:25 作者: lq52搜集 来源: 路桥吾爱搜集 查看: 257次字体: 小 中 大 | 上一篇 下一篇 | 推荐给好友 摘 要 本文介绍了在复杂地质、地貌条件下修建兴隆庄煤矿地下通道的超浅埋暗挖施工技术及所采取的一系列综合技术措施，该成功经验可为今后类似工程提供借鉴依据。关键词 超浅埋暗挖法 铁路吊轨 长管棚 小导管注浆 临时支撑1 工程概况 该地下通道位于兖州市兴隆庄煤矿矿区内，其结构总长407.119m，其中明挖敞口段长202.2m，明挖封闭段长354.919m，超

11、浅埋暗挖段长50m(图1)。 图1 通道结构纵断面示意图 地下通道功能是满足人、自行车、摩托车及小型汽车通行。通道净宽10m，净高3.5m，覆土厚仅0.5m，采用坦拱、直墙式断面，路面最大坡度为4.5%由于通遭穿越六条运煤铁路专用线，在铁路下面的50m范围内采用暗挖法施工，不影响铁路的正常交通运输。 暗挖段地表层为杂填土，厚度为2.0m左右主要由煤矸石、煤粉等组成，含少量粘性土，第二层为粉土，厚度在2.5m左右，部分地段为粉质粘土：第三层为帖土，厚度在1.5m左右。这些复杂的地质条件和大跨坦拱断面形式都曾给施工造成了极大的困难。2 通道暗挖施工 由于通道跨度大，埋深浅，地质条件差，为确保施工期

12、间铁路的行车安全，在开挖前首先对暗挖段进行了地层加固处理和铁路吊轨措施，提前打设直径108长管棚井注浆超前支护：对五条铁路提前进行吊轨处理：洞内打设直径32小导管注浆加固地层，控制路基沉降。施工中根据实际情况，简化施工步骤，优化施工工艺，提高施工进度，保障了施工工期。开挖方法为短台阶法，按照“严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行施工初期支护形式为格栅钢架和30cm厚C20网喷混凝土：二衬为50cm厚C25，s8防水钢筋混凝土(图2)，初支与二衬间敷设防水层。2.1 铁路吊轨处理 对五条铁路采用吊轨处理是通道暗挖施工的重要组成部分，以确保铁路在施工期间运输的安全和稳定(图3)。 图

13、3 铁路加固平面示意图2.1.1 施作支承桩 为承担纵粱所传递的荷载，五条铁路共设置支承桩14根，桩径为1.3m(含护壁30cm)的13根：桩径为2.Om(含护壁30cm)的1根，桩深均为12m(图4)。 挖孔桩采用人工挖孔，简易辘轳提升出土，每下挖1.0m浇注一次30cm厚的C20混凝土护壁，两节护壁之间预留7.5cm混凝土浇注作业空间，以便于护壁混凝土的浇注，使挖孔桩始终在护壁的保护下进行下部开挖作业(图4)，以确保施工人员的人身安全挖孔桩所需各种钢筋在地面弯制，焊接成型，预先弊扎好钢筋笼(分为两节)，人工送入孔内，并浇注桩身混凝土。 由于是在铁路线上施工，必须按既有铁路施工技术安全规定要

14、求做好预防措施，利用列车运行间隙进行施工。2.1.2 铺设横抬粱 为托起每条铁路的钢轨，每条铁路设置13组横抬梁每组均采用两根1 40cm工宇钢用U卡捆在一起并排摆放，间距为1.Om，五条铁路共计65组横抬粱。人工将轨道下面的道碴掏空(每间隔两根原轨枕掏空一个)，把横抬粱塞进去就位，使横抬粱的顶面紧紧托起钢轨的底面(见图5)，并将横抬粱周围用道碴回填、捣实。2.1.3 架设纵粱 为承担横抬粱传来的荷载，每条铁路设置2根16m长、1100cm工宇钢纵粱，共计10根。在纵粱架设之前，先在每个挖孔支承桩的顶面摆放方木(长X宽X高二130X20X20cm)5根，以增加支座弹性，减少行车时的振动。采用3

15、0T吊车将纵粱分别吊移到五条铁路线精确就位，使纵梁的两端牢稳地坐卧在方木垫上(图5)；要求两条铁路之间的纵梁、u型卡等设施均不得侵入铁路。2.1.4 纵梁和横抬粱的联结 待所有纵梁就位调整好后，每组横抬粱采用2根直径20高强U型卡螺栓与纵粱牢固地联结为一体，使其形成整体结构(图6)，并将各条铁路的轨道吊起，以承担列车活载。原钢筋混凝土轨枕保持原位不动，确保轨道在行车时不移动。2.2长管棚施工 因通道暗挖段为超浅埋，且跨度大，坦拱，地层自稳性差，在开挖时又路行车限界(自股遭中线至设施边缘1875mm)要受到扰动和破坏，极易造成坍塌，严重危及施工人员的安全。同时为确保铁路的行车安全。图4 挖孔桩断

16、面示意图图5 纵梁、横抬梁断面示意图图6 纵梁和横抬梁联结方式示意图2.4 下部开挖与支护 采用小型履带式挖掘机结合人工进行下部开挖。当上台阶开挖与支护前进3.0m左右时，即进行下部的开挖与支护开挖时先挖左侧(5)部，井安装钢架和立柱，后挖右侧(7)部；左、右错开开挖，即左侧墙开挖、支护20m后，再开挖、支护右侧墙严禁在同一断面上左、右侧墙同时开挖，以避免一榀拱架的两个拱脚同时悬空，减少拱顶下沉，确保施工安全待右侧墙支护完成后，即进行中部(9)的开挖与支护(图7)。2.5 二衬施工2.5.1 铺挂防水层 首先将初支表面凹凸不平之处用水泥砂浆抹平，外露钢筋头切除：采用新型专用爬行式热楔焊接机对防

17、水板(复合型)进行拱、墙及底部无钉铺挂的焊接，待防水板铺设完成后，再在防水板上面抹一层5cm厚的C15混凝土保护层，以免绑扎、焊接钢筋时破坏防水层。2.5.2 绑扎钢筋 待混凝土保护层具有一定强度后，即可绑扎底板、侧墙和拱部钢筋。2.5.3 模筑混凝土 在模筑混凝土时，首先灌注底板C25、s8防水钢筋混凝土，厚度为50cm待底板混凝土具有一定强度后，再架立墙、拱模板支架(120工字钢)，并安装组合式小模板因洞室内灌注混凝土较为困难，特将暗挖段50m长的通道分为三段来进行施工，按每循环(即每段)16m左右进行一次支模和灌注。 采用一台JS500型强制式搅拌机和两台滚筒式搅拌机共同拌料，HBJ-1

18、406型拖拉式混凝土辖送泵挤压送料，模筑二衬C25、S8防水钢筋混凝土50cm厚(图2)只是在灌注拱部时，由于钢筋密度大，混凝土流动性差，采取的是分段后退式压注法(即每隔4m左右分一段)在拱顶最高处模板上预留孔洞，并焊牢固定混凝土输送管接头，当第一段压满混凝土后，封闭第一个管接头，输送管再换接第二个接头，泵压第二段模板混凝土如此连续灌注，灌满为止，灶果较好。同时，在拱贝处沿纵向每间隔1.0m左右预埋一根竖向注浆管，待模筑混凝土具有一定强度后，再向拱鄙衬砌与初支之间压注浆液充填空隙，以增加支护强度和承压效果。2.6 结构防水 根据设计要求，在通道结构中设置了两遭防水线：第一道是在二衬与初支之间设置防水层：第二道是防水混凝土结构自防水在做好这两道防水线的同时，还要做好防水的薄弱环节施工缝、变形缝处的防水处理。 在防水层的施工过程中给予了高度的重视，加强管理，严把施工工艺质量关，在搭接、收头、结构转弯处等部位最易出现缺损，必须认真检查，防止漏焊。另外，在绑扎钢筋时更易损坏防水层要格外小心特别是施工缝、变形缝处最难防水为保险起见，在施工缝和变形缝中间设置了橡胶止水带进行防水处理，且在变形缝外层设置弹性密封膏嵌缝，确保了结构不渗不漏。3 结束语 兴隆庄煤矿地下通道过铁路暗挖段屑超浅埋、软土围岩，其土体物理力学性能极差，且上有五条运煤铁路