保健路隧道工程浅埋暗挖施工技术研究.pdf

l22低温建筑技术2013年第11期(总第185期)保健路隧道工程浅埋暗挖施工技术研究于微微，卢爽，王琰(1．哈尔滨职业技术学院．哈尔滨150081；2．哈尔滨市城乡建设委员会，哈尔滨150001)【摘要】哈尔滨市保健路隧道工程受力复杂，施工难度大，介绍了城市双洞连拱浅埋隧道工程特点和风险分析，浅埋暗挖法施工原则、主要施工方法和技术措施。’．【关键词l浅埋暗挖；隧道；施工技术【中图分类号】TU941【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2013)11—0122—03浅埋暗挖法是近二十年发展起来的新方法，与明挖法相比，它可以极大减轻对地面交通和商业活动的影响，对周围环境的粉尘污染和噪声影响小、基本不需要拆迁建筑物和地下管线、改建工作小等优点。与盾构法和顶管法相比，浅埋暗挖法具有可以适应隧道断面变化、开挖的隧道长度不大时工程造价低廉等优点。浅埋暗挖法是城市修建地下工程的一种较好的施工方法，经济效益和发展前景可观⋯。本文对哈尔滨市保健路隧道工程浅埋暗挖施工工艺进行介绍，供今后类似地下工程建设参考1工程概况图1暗挖隧道结构剖面图保健路位于哈尔滨市南岗区和香坊区，现况保健路已经从齿轮路修建至哈平路，哈平路至通乡街段尚K0+941．563至K1+330为一4．9％的纵坡，K1+330未打通，本工程将保健路未打通的部分打通，保健路至K1+590为一0．6％的纵坡。在K1+330、K1+590打通后可有效地缓解周边路网压力，成为城市南部地处分别设半径为3000、2200m的竖向凹型曲线，在K1区新的干道系统。Ⅱ标段全部位于浅埋暗挖隧道施+330处竖向凹型曲线切点桩号为：K1+265．5、Kl+工段。隧道设计为城市快速路，设计车速60km／h，双394．5；在K1+590处竖向凹型曲线切点桩号Kl+向四车道，建筑限界(由中至边)：侧向宽度0．5m+2530、K1+649．4。由此本工程纵坡较大，最低处位于道宽3．75m的车道+侧向宽度0．75m=8．75m，限界马家沟河附近。高度为5m。隧道实际的净宽度为11．2m，净高度为2工程特点和风险分析8．012m，富余宽度2．45m，主要满足两侧750ram的检2．1工程特点修通道和消防管及电缆桥架的空间宽度。竖向最上(1)工程下穿管线、植被、河道，施工复杂。暗为通风和监控设备的空间，中间5m为通车净高限界。挖段交通隧道下穿育林街、植物园、马家沟河道，育林隧道结构采用复合式衬砌：一衬为C25锚喷早强混凝街部分有雨水、污水、燃气、通讯等多条管线穿过隧道土，厚度为300ram全断面支护(上有管线段隧道一衬厚顶，植物园东侧3竖井附近有DN14OOmm的污水管线度为320rran)，二衬为C35、P10模筑混凝土，厚度为穿过横通道顶和主隧道，在马家沟河底有DN900上水600mm。隧道设计开挖宽度26．4m，高度9．812m，开挖斜穿隧道顶，这些管线的底标高距离隧道开挖面顶最断面面积为216m2，为设中隔墙的双联拱隧道，暗挖隧道近在1．5m左右。下穿植物园和马家沟河隧道所穿土结构剖面图如图1所示。隧道路面结构为4era沥青玛层含水量较大，甚至可能出现滞水层。以上情况将为蹄脂碎石混合料(SBS改性沥青)，6emAC一20e中粒式暗挖施工增加难度，使施工过程也将更为复杂。改性沥青混凝土，7emAC一25F粗粒式沥青混凝土。(2)工期紧，相互配合工序多。本隧道工程属暗挖隧道位于软土地质条件下，隧道覆土厚度如浅埋暗挖软土双联拱隧道，隧道跨径大，开挖面积大，下：从起点K0+941．563至进入植物园前Kl+170为在城市公路交通隧道中也较罕见。哈尔滨属寒冷气8．8—15．8m，植物园段厚度7～8m左右，过马家沟河候，一年有效施工时间短，一般从4月中旬到11月20覆土厚度为4．193m。隧道平面位于直线段上，纵向从日左右，只有7—8个月时间，施工过程非常紧张。因 于微微等：保健路隧道工程浅埋暗挖施工技术研究123此做好前期施工准备、合理安排各工序穿插作业，加挖一段，支护一段，封闭一段”的原则确保工程质量和强施工过程中与协作队伍的沟通工作，对尽量缩短工施工安全。期起到关键作用。4施工方法(3)成品保护复杂。暗挖施工过程中，根据设本段双联拱隧道采用中导洞法+主洞外侧三导洞计要求，在部分初支完成后，就要进行防水和二衬施开挖方法。隧道分左、右、中三个导洞，左、右导洞各分6工，因此多项工序交叉施工对防水层和二衬结构的成个小导洞进行开挖；中导洞分上下2个掌子面开挖。品保护造成一定影响，必须采取有效措施，加强对成施工顺序为：开挖中导洞上台阶一开挖中导洞下品进行有效保护。台阶一开挖主洞左线外侧上、中、下导洞，开挖主洞右2．2工程控制重点与风险分析线线外侧上、中、下导洞开挖主洞左线内侧上、中、(1)防塌、防地面过量沉降是工程施工的重点下导洞(中墙施工完后)一+施工主洞左线二衬，开挖主和难点。隧道开挖需保持无水状态，在暗挖段施工前洞右线内侧上、中、下导洞一施工右导洞二衬。应对地层地质状况进行及时观察，发现不利地质和地开挖过程中要求：中洞上下台阶掌子面纵向间距下水及时采取措施，确保开挖在稳定地质和无水状态不大于5m；主洞上下导洞掌子面距离不小于5m；主洞下进行。采用cI：~42×3．25ram超前小导管注浆对前方外侧下导洞掌子面与内侧上导洞掌子面纵向间距不土体进行预加固。严格控制开挖步距及时进行初期小于20m；中导洞下台阶掘进20m后，方可进行主洞支护，必要时采取预先加固处理措施。加强测量监左线外侧导洞开挖；主洞左线、右线内侧导洞开挖时，控，对于变形(u)小于允许值(=30ram)的三分之一需保证该段中墙已施工完成并达到设计强度；主洞右时可以正常施工；当(／3)≤≤(2U／3)时需要改线内侧上台阶掌子面与主洞左线二衬最前端纵向间进施工工艺，如跟踪注浆；当U>(2U／3)时需要采取距不小于20m特殊措施如加强支撑、加密注浆导管和加长注浆导管施工过程中每个导洞或台阶应环形开挖，留核心长度等。土(核心土断面应大于开挖断面的50％)，保证掌子面(2)防管线断裂和渗水是工程施工的重点和难稳固，以免隧道开挖面塌方等危害。左、右主洞上导点。隧道下穿育林街范围多种管线、3竖井污水、马家洞施工前，必须先打设舛2超前小导管，存在砂层时，沟河底上水，有的管线距离隧道结构只有1．5m，因此进行预注浆，待满足加固要求后方可进行开挖施工。施工过程中防管线断裂和渗水是工程施工的重点和隧道开挖后视掌子面的稳定情况，必要时采用喷射混难点。为防止污水管和雨水管漏水影响施工安全，施凝土临时封闭掌子面和台阶底部，并在拱脚处设锁脚工期间在相邻检查井位置进行封闭堵水，下水泵抽水锚管，以控制下沉。施工中如发现不安全因素，应暂将雨污水从一端转移到另一端。同时可以根据管线时停止开挖，加强临时支护，以便适应调整工序安排。的相对位置针对性的对这两处管线下部土体进行注每单元施工程序：测量放线超前小导管施工浆加固。开挖过程中，按照“先勘探，后开挖”的指导土方开挖一出渣找顶一初喷找平层一锚杆及钢筋网思想，采用人工洛阳铲对前方土体和管线探察，每次施工一钢拱架施工一复喷至设计厚度下一循环。探5m，开挖3mo5主要施工技术措施(3)暗挖结构永久防水施工质量保证是工程重5．1喷射混凝土技术保证措施点。暗挖隧道主体防水采用针刺覆膜法天然纳基膨暗挖隧道初衬为30era厚C25喷射早强混凝土润土防水毯，施工缝采用遇水膨胀止水条和预埋注浆(有管线段初衬厚度为32era)。喷射混凝土作业除满管处理。防水施工严格按照其要求的工艺方法进行，足《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》以及《地下铁道施在二次衬砌施工时，严禁在防水上进行焊接作业，对工验收规范》的有关规定外，采取以下技术措施：①初可能碰到防水层的钢筋在端头位置进行包扎，并套上喷混凝土紧跟工作面，复喷前严格按设计完成锚管、塑料套筒进行封闭。钢筋网的安装工作，复喷至工作面的距离为5m，施工3施工原则时根据监控量测的结果进行修正；②对渗漏水地段，本段隧道结构形式为双联拱形式，注重地层的预支当围岩大面积渗水但水量不大时，在喷射混凝土前先护和预加固，以控制地层沉降，减少隧道开挖对围岩的用高压风吹扫工作面，开始喷射混凝土时，喷射混凝扰动为原则，并通过现场监控量测指导设计和施工。土由远而近，并临时加大速凝剂掺量，缩短初、终凝时隧道施工时严格以“先治水、管超前、严注浆、短间，直至逐渐合拢喷射混凝土，水止住后，按正常配合开挖、强支护、快封闭、勤量测、控沉降”为方针，施工比喷射混凝土封闭。若渗水量大，先加速凝剂封闭开工序严格遵守“先排管，后注浆，再开挖，注浆一段，开挖面注浆止水加固后再进行下道工序；③喷射混凝土 l24低温建筑技术2013年第11期(总第185期)中掺利锐速凝剂，以减少回弹量和粉尘，控制外加剂护与二次衬砌之间设置针刺覆膜法天然纳基膨胀土掺量，确保喷射混凝土强度符合设计要求；④喷射混防水毯，施工缝处用单组分聚氨酯水膨胀密封胶，根凝土由专人喷水养护。发现裂纹时先用红油漆作上据地下水情况，纵向每隔5—10m环向设置Q型半管标志，进行观察和监测，确定其是否继续发展，找出原排水管，把水引入横向排水管流入排水沟排出洞外。因后进行处理。对可能掉下的喷射混凝土撬下重喷；铺设土工布和防水板在自制简易台架或台车上已不再发展的裂纹，采取在其附近加设锚杆或加喷一进行，上部采用现场使用的钢管或槽钢弯制成与隧道层混凝土的办法处理；‘⑤坚决实行“四不”制度，即网拱部形状相似的支撑架，用丝杠与台架连接，以便升喷工艺不完毕，掌子面不前进；喷射混凝土厚度不够降。施工时先铺设土工布，用射钉将土工布固定牢不前进；开挖、喷护后发现的问题不解决不前进；量测固，然后铺设防水板。结果判断不安全未经补强不前进。6结语5．22超前小导管施工哈尔滨市保健路打通工程隧道部分全长1660m，根据施工图要求，桩号Kl+174一kl+544段主暗挖段长度为80lm，双向4车道，是目前国内在建规隧道拱顶采用单排超前小导管超前支护；桩号IdD+模最大的城市双洞连拱浅埋隧道，针对施工的复杂性941一kl+174、kl+544一kl+597段主隧道拱顶采用与艰巨性，我们综合应用了各种施工方法，丰富和完双排超前小导管超前支护；桩号Kl+200一K1+597善了隧道浅埋暗挖施工技术】，质量管理措施严格，主洞，中洞下部边墙位于砂层，采用环向0．3m，纵向使施工任务按预定计划顺利完成。2m，似2×3．8mm小导管注浆，进行预加固土体。中导洞拱顶采用单排超前小导管超前支护。超前小导参考文献管尺寸为q~42mm，t=3．5mm、L=3．5m，环向间距0．3m，纵向间距1．5m"，每三榀格栅打一次，设于拱部[1]王志达．城市入行地道浅埋暗挖施工技术及其环境效应研究120。(150。)范围内设置，外插角15。一3O。／7。一1O。，施[D]．杭州：浙江大学，2009．[2]王暖堂．城市地铁复杂洞群浅埋暗挖法施工技术[J]．岩土力工过程中遇局部地段拱顶处于砂层位置，需压注浆学，20O2，23(2)：208-212．液，注浆压力拟定0．4—0．6MPa。5．3防排水施工【收稿日期】2013一o8—08隧道内沿全线两边设置排水沟，排水沟与两侧排[作者筒介】于微微(1981一)，女。哈尔滨人．硕士，讲师，研究水管横向相连通，将墙体渗透水引流排出。在初期支方向：土木工程。(上接第116页)[2]何国清，杨伦，等．矿山开采沉降学【M]．徐州：中国矿业大学(1)随着工作面的推进影响到地表，地表点的出版社，1991．[3]刘朋俊，丁万庆。张荣林．TCA2003在小浪底工程外部变形监沉降速度并不是逐渐增大直到最大速度，而是经过多测系统中的应用研究[J】．广西水利水电，2003，32(2)：3-7．次的波动变化逐渐达到最大值；同样随着工作面的远[4]刘萌成，黄晓明，陶向华．桥台后高填方路堤工后沉降影响因离经过多次波动变化才达到稳定。不同的时间尺度素分析[J]．交通运输工程学报，2005，5(3)：36—4o．得到的最大沉降速度大有不同，时间尺度越小得出的[5]JGJ8-2007，建筑变形测量规范[s】．最大沉降速度最大，但同一点不同时间尺度下出现最[6]赵金忠，冯林剐，宋乐平．cPS高程转换的一种改进算法[J]．大沉降的速度时间还是比较一致的。物探与化探，2013，37(2)：350—352．[7]赵雪娟，孙中任．断面图绘制过程中的地形改正[J]．物探与化(2)地表沉降不同时间尺度得到沉降曲线不相探。2Oll，35(5)：704—706．同，但同一点同一时刻累积沉降值还是相同的。[8】江的丽，匡绍君，汤忠国．电子倾角仪在高大建筑物变形监测(3)随着工作面的推进，在各种应力变化中导中的应用[J]．工程勘察．1995，23(1)：58-59．致地表产生裂缝、台阶，并且裂缝在整个过程会产生[9]栾元重，范玉红，薛利兵，等．地表移动趋势项预测模型的研究裂缝扩展闭合期。[j]．地下空间，2004；24(1)：14—18．[收稿日期】2013—08—2o参考文献[作者简介】黄建学(1974一)，男，江苏镇江人，高级工程师，硕士，从事测绘管理工作。[1]谭志祥，邓喀中．建筑物下采煤理论与实践[M]．徐州：中国矿业大小出版社，2009．