地鐵礦山法暗挖下穿北辰橋和北四環(huán)路施工技術

1、地鐵礦山法暗挖下穿北辰橋和北四環(huán)路施i:技術摘要北京地鐵奧運支線暗挖區(qū)間隧道下穿北叫環(huán)路和北辰橋，北叫環(huán)路在北京交通屮起肴至關重要的作用, 午流量很大,控制施工沉降，保證橋體和北四環(huán)路安全穩(wěn)定，保證午輛正常通行是施工控制的關鍵。喑挖區(qū)間 隧道通過采用超前探測、增設臨時仰拱、袖閥管、鎖腳錨管等技術措施，安全、順利完成了北四環(huán)路和北辰 橋段的施工。關鍵詞隧道;暗挖;超前探測;袖閥管1工程概況北京地鐵奧運支線奧體屮心站奧林匹克公閌站區(qū)間位于北屮軸路卜方，南北走向，區(qū)間結構頂埋深 9.3415.34m,雙線間距17m。區(qū)間標準斷面為馬蹄形，復合式襯砌，短臺階礦山法暗挖施工，開挖寬度6.06m, 高度6

2、.43m,采川c20噴射混凝十+鋼筋格柵進行初期支護。其巾k1+663.029k1+743.029段區(qū)間下穿北 叫環(huán)路和北辰橋2號橋（叫環(huán)路中心里程為k1+703.029）,總長80m.,該段區(qū)間隧道卞要穿越地層為粉質粘 土、粉土和粘土，拱部在粉土和粉質粘土層，底板在粉質粘土和粘土層。2北辰橋狀況及允許沉降愔況2.1北四環(huán)路現狀四環(huán)主路機動車道為雙向8車道，路血寬2x16m,輔路機動車道力兩上兩下，路面寬2xllm。中央隔離 帶為2m,主輔路之間分隔帶為2m,輔路人行步道5.25m。北四環(huán)路是北京市交通的主要快速干道，車流十分 密集。2.2北辰橋現狀北辰橋位于北屮軸路與北四環(huán)路相交處，北屮軸路

3、設3座跨線橋上跨北四環(huán)路。其屮1、3號橋設于北 中軸路上，分別位于2兮橋的j叫側及東側。1、2、3兮橋均為跨越北四環(huán)路的四跨簡支t形梁橋，梁長均力 18m,橋梁全長均為72m,橋寬均為17.7m。2.3 u形槽北辰橋未設樁基礎，墩柱直接設置在北四環(huán)路面下的u形槽結構jr., u形槽結構分為7塊。受地鐵區(qū)間 暗挖施工影響的35號塊結構長43.5m,底板厚80cm,邊墻厚70cm,全寬71.9m。每塊之間均設2cm寬伸 縮縫,內設止水帶。1號橋南北向上跨3號塊,2號橋南北向上跨4號塊,3號橋南北向上跨5號塊。1、2、3號橋橋臺用u 形槽邊墻代s,橋臺兩側設耳墻。2.4喑挖區(qū)間與北辰橋及u形槽位置關

4、系區(qū)間暗挖隧道結構位于2號橋下方、u形槽4號底板下，且平行于2號橋，區(qū)間暗挖隧道結構頂距u形 槽底板底距離為6.68.4m。具體關系如圖1所示。u形槽基礎結構如圖2所示。1."1-j3三i5四塊五塊b平面臾體中心區(qū)a平面北 w 環(huán)路 k1+7o3.o29現狀北辰橋車行橋面現狀北辰橋人行橋面64150445065360a立面閣1暗挖區(qū)間和北辰橋位置關系（單位：m）2.5北辰橋現狀評佔經專業(yè)機構評估，北辰1、2、3兮跨線橋橋梁技術狀況等級為b級，處于良好狀態(tài)。材料內在質覺滿足 設計要求，結構整體剛度良好，沒計承載能力滿足正常使用要求，且有一定安全儲備。2.6結構允許沉降指標經專業(yè)機構汄定

5、，喑挖地鐵區(qū)間上部允許沉降：1）在地鐵區(qū)間頂范圍u形槽底板豎向不均勻沉降控制值小于3.5mm,滿足底板結構本身的安全度。2）u形槽4兮塊與3兮、5兮塊相接處底板之間豎向不均幻沉降差控制值小于15mm,滿足四環(huán)路行車 的舒適度。3）橫橋向同一蓋梁兩個墩柱不均勻沉降位移差控制位小于5mm;縱橋向相臨橋墩不均勻沉降位移差控 制值小于15mm。4）預警值確定（f=容許值/實測值）當f>1時:安全;當l>f>0.8吋:預警;注意停工，査原因，準備補 救措施;當f<0.8吋:蹩戒;停工檢查，采取補救措施。3具體施工方案力保證區(qū)間順利通過四環(huán)路北辰橋，避免區(qū)間隧道施工a起的地表沉降對

6、北辰橋結構造成不a影響，根 據”筲超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早成環(huán)，勤雖測"的淺埋暗挖施工原則，對該段的開挖支護施工參數進 行適當調整，加強支護參數。具體措施如下：3.1超前探測施工地質復雜，橋兩側宥上水、雨污水等多條管線，降水效果難以預測，為保證施工安全，在開挖前進行地 質超前探測，采用地面探測和洞內探測相結合的方式。地面由委托單位進行地質雷達對前方工程地質和水文 地質情況進行超前探測、洞內在掌子面開挖前打超前探管，探測前方十體密實度和含水情況等,探孔深5m, 向前有1015°外傾角，采用插管或洛陽鏟掏孔。在上臺階呈品字形布置，每3m打沒一次。探測結果和地質 雷達探測

7、結果比較，確定無異常方可繼續(xù)開挖，確保萬無一失。3.2 u形槽底板下注漿加固隧道開挖前后地層不均勻沉降可能造成u形槽底板不地s局部剝離產生空隙而影響u形槽結構。故在 開挖前對板下既冇空隙采川袖閥式二重管進行控域注漿加固，注漿填充板下空隙，同吋起到固結隧道上土體 的作用，提髙地層的幣體性。袖閥管采用（p80mmx4mm優(yōu)質型硬質塑料注漿管（即pvc管，乂稱膠批），專業(yè)廠家定制，根據作業(yè)空 間分節(jié)加工端w冷加-t形成的外螺紋（或沒w螺紋），各段注漿帶宥螺紋的接頭（或賽管連接），毎米注漿 管上至少冇兩處以上的徑向注漿孔，注漿孔外套冇膨脹圈，膨脹圈兩側冇勾注漿管連接的定位圈，并且和管徑 相等，管壁光滑

8、。主要施工步驟如下：1）鉆孔使用khyd-155ab型煤電鉆鉆機或地質鉆機鉆孔，注漿見程超前開挖而約5m,注漿孔落后開挖 面9m打設，打設角度向前上方30°,每斷面3根，管頂橫向間距23m、縱向間距2m。為避免鉆孔時破壞板 下防水層和管的外露出長度20cm,注漿管長度l=2d（d為隧道頂到板k距離）。2）孔內灌套殼料套殼料又稱封閉泥漿，等鉆孔到設計深度/s從鉆內灌入封閉泥漿，其作川足封閉單向 閥管和鉆孔壁之間的空隙,迫使從灌漿孔lal開環(huán)，壓出的漿液擠破套殼料注入叫周土層。3）插管在充滿封閉泥漿的鉆孔中插入單向閥管，一般用內徑4060mm的塑料管，每隔3350cm鉆一 組射漿孔（即每

9、米23組）外包橡皮賽，插入鉆孔時管端封閉管內充滿淸水。4）注漿在封閉泥漿達到一定強度后，在單向閥管內插入雙向密封注漿芯管進行分層注漿。苜先加大壓 力使?jié){液頂開橡皮套，擠破套殼料，在十體產生劈裂，并沿著裂縫擴散,擴散范圍受注漿壓力、時間、注漿配比、 土層特征等因素的影響。漿液選用水泥水玻璃雙液漿，從端部向后注漿，達到一定的壓力后，提起一段再注漿, 熏父進行至完成。注漿完成后，清洗管內殘留漿液，以便于萬一沉降超限后進行第二次東父注漿。3.3拱部加長小導管注漿加固采用3.0m 小導管周壁預注漿超前加閬拱部土體,增加開挖期間的土體間結范圍。確保開挖時拱部土 體穩(wěn)定，減小下沉尕。環(huán)向間距30cm,縱向步

10、距1.0m,注水泥水玻璃雙液漿/注漿一段，開挖一段,段段推進"。 3.4短臺階開挖臺階法開挖，臺階長度2.53.0m,循環(huán)開挖長度由0.75m縮短為0.5m,保證及時封閉成環(huán)，減少土體接 露時間。3.5增設臨時仰拱上臺階拱部格柵兩底腳作成相對的'v形放大腳，巾間設臨吋仰拱，增加拱腳著力血和，同時起到抵抗拱 腳收斂的作用，3.6鎖腳錨管注漿拱部格柵底腳落在上層上，時宥虛上、積水成泥等對沉降不利的情況，故在放大腳的同時，兩底腳各增設 2根鎖腳錨管。鎖腳錨管采川（d42mm熱軋鋼管,k： 3.0m,做法同超前注漿導管，向下傾角45°,鋼管端頭和格 柵主筋焊接。噴射混凝土后

11、注1 : 1 : 0.8水泥砂漿。3.7徑向背后注漿支護成環(huán)后對拱腰以上背后徑向2m范圍注漿，起背后回填和土層錨桿作用控制拱頂和土體沉降。注漿 距開挖面不大子5m。拱部沿環(huán)向每0.5m -根，縱向每3m -環(huán)。注漿孔為0）42mm鋼筲，筲長2.5m,徑向 管壁鉆滲漿孔，做法m超前小導管,注水泥砂漿。3.8其它施工措施及注意來項1）左右線分先后通過該地段，開挖面錯開距離不得小于30m。2）遇殘余水最較大的地段,加強超前探測，同時掌子面設集水井及時引排。3）嚴格控制影響施工沉降的工序施工質帶，加強該段施工監(jiān)測，尤其足隧道拱頂沉降、收斂、橋體沉降的 監(jiān)測。4）加強施工監(jiān)測穿越北辰橋施工中橋體u形梢底

12、板的沉降指標是檢驗橋體安全的紅準，監(jiān)測在施工 屮起著至關熏要的反饋和指導作用。為保證施t安全的橋體安全，對如下項目加強了過程監(jiān)測:丁.程地質狀 況觀察、拱頂下沉及凈空收斂監(jiān)測、橋體沉降及裂隙監(jiān)測等。4施工過程中的體會1）嚴格進行超前探測,避免施工屮突然遇到水囊。開挖吋有滲漏水吋，掌子而沒集水并及吋引排，滲水嚴 熏則立即封堵掌子而，留泄水管泄水后對上臺階全斷而注水泥水玻璃漿加固。2）嚴格控制格柵連接質量和縱向連接筋焊接質量，保證格柵環(huán)向和縱向的整體性。3）嚴格控制混凝土配合比，按照規(guī)范分層噴射混凝土，保證混凝土冇良好的早強性和密實度，避免背后冇 較火的空洞或縫隙;噴射混凝土前將前一環(huán)混凝土接蓰面

13、淸理干浄，保證混凝十良好結合。4）現場準備好應急物資，發(fā)生塌方等情況及吋封閉hi瑣處理,|«|填保證密實,掌子而采取注漿加固措施后 方可繼續(xù)開挖。5）施工屮成功應用了袖閥管注漿加鬧施工技術,取得了較好的效果。5結語北京地鐵奧運支線奧體中心站奧林兀兌公園站區(qū)間暗挖采用超前探測、袖閥筲、鎖腳錨管等技術措 施，順利地通過了北叫環(huán)路和無樁基礎的北辰橋，施工過程屮無任何施工安全事故，各項監(jiān)測指標均滿足要求, 下穿施工未對橋體和四環(huán)路交通造成不利影響，木次施工積累了地鐵隧道卜穿橋體的成功經驗，對以后類似 隧道下穿橋體等構筑物宥一定的借鑒價值。參考文獻：1 王夢恕地下工程淺埋暗挖技術通論m.合肥:安徽教育出版社，2004-2 杜嘉鴻地下建筑注漿工程簡明乎冊m.北京:科學出版社，1992-3 劉釗地鐵工程設計與施工m.北京:人民交通出版社