城市地铁隧道常用施工方法概述

城市地铁隧道常用施工方法概述（共7篇）

城市地铁隧道常用施工方法概述 篇1

地铁隧道矿山法施工与地面沉降控制方法

对地铁隧道矿山法施工进行了分析,指出地铁工程中新奥法不宜再使用,通过研究地面沉降机理,提出了防沉降的对策,详细介绍了具体的施工措施,从而控制矿山法施工过程中的地面沉降.

作 者：沈捷 SHEN Jie 作者单位：中铁隧道勘测设计院,河南,洛阳,471009刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：200935(14)分类号：U455关键词：地铁 隧道 沉降 控制方法

城市地铁隧道常用施工方法概述 篇2

随着地铁建设快速发展,各种施工方法的区间隧道也越来越多的出现。城市中修建区间隧道受到地面建筑,城市交通,环境保护等诸方面影响,比一般的山岭隧道施工技术要求更高,难度更大。国内区间隧道比较常见的施工方法为明挖法及暗挖法,暗挖法又可分为浅埋暗挖法及盾构法。本文对各种施工方法进行了详细的论述,并对明挖法各种围护形式进行了对比分析,对浅埋暗挖法的施工步骤进行了针对性的说明,重点交代了盾构法在区间隧道施工中的适应性、断面形式及盾构法施工对区间功能及车站的影响等内容,并对盾构法在地铁区间隧道中的优越性及前景进行了论述。

1 明挖法

明挖法是采用一定的施工措施,从上往下逐步开挖基坑的岩土,然后从下至上逐步施工结构,最后回填基坑的施工方法。明挖法施工工艺简单、技术成熟、进度快、质量可靠、防水效果好、风险小。适用各种不同的地质条件;结构防水质量易保证、综合造价较低。对周边环境、市政管线和道路交通有较大影响,明挖法适用于隧道埋深较浅,且地面有足够施工场地地段。在地面建筑少、拆迁少、地表干扰小的地区修建浅埋地下工程通常采用明挖法。

明挖法的优点是工艺简单,容易保证质量,工期短,造价低,缺点是占地多、拆迁量大、影响交通。明挖法一般可适用于各种不同的工程地质条件。

1.1 明挖法分类

明挖法施工,根据基坑开挖深度及场地条件可采用不同的方式,明挖法按支护方式分放坡明挖和围护明挖。放坡明挖可采用锚喷护坡、土钉墙等方式。围护明挖有钻孔灌注桩、人工挖孔桩、SMW工法、地下连续墙、钢板桩等围护结构形式。

1.2 围护结构选择原则

根据全国各地的明挖法施工经验,在城市地铁区间隧道中明挖工法选择的一般原则是:在地面没有交通干扰,基坑深度较小(h<8 m),周围建筑较少的情况下,基坑支护依据情况采用放坡开挖或土钉墙;在基坑深度较大(h>8 m),周围建筑较多的情况下,基坑支护依据情况采用加内支撑的排桩支护或多层锚杆排桩支护形式。

1.3 区间主体结构形式

当采用明挖法施工时,区间隧道一般采用矩形框架结构,其断面内轮廓与地铁设备限界最为接近,断面净空可得到充分利用,而且结构受力明确,施工方便。常用的矩形断面分为单孔和双孔钢筋混凝土矩形框架结构。单线隧道采用单孔矩形断面,双线隧道一般采用双孔矩形断面,中间设隔墙分开以利于区间隧道管线布置及区间通风。根据工程类比拟定区间隧道矩形断面见图1,图2。

隧道的净空尺寸,除满足建筑限界要求、隧道的使用功能及施工工艺要求外,还应考虑施工误差(含测量误差在内)、结构变形及沉降、线路曲线等因素,给予必要的余量。

2 浅埋暗挖法

轨道交通区间隧道采用浅埋暗挖法施工是近年来为适应城市浅埋隧道的需要而发展起来的一种施工方法。目前在我国轨道交通区间隧道建设中已广泛采用。浅埋暗挖法沿用了新奥法的基本原理,创建了信息化量测反馈设计和施工的新理念;采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系,初期支护按承担施工过程中的土压力,二次模筑衬砌作为安全储备;应用浅埋暗挖法进行设计和施工时,同时采用多种辅助工法,超前支护,改善加固围岩,利用部分围岩的自承能力;采用不同的开挖方法及时支护、封闭成环,使其与围岩共同作用形成联合支护体系;在施工过程中应用监控量测、信息反馈和优化设计,避免塌方、减少沉降、保证施工安全。浅埋暗挖法施工,工艺简单、灵活,并可根据施工监控量测的信息反馈来验证或修改设计和施工工艺,以达到安全与经济的目的。

2.1 浅埋暗挖法的断面形式

浅埋暗挖法施工的结构断面一般为马蹄形,通常采用三心圆或五心圆断面形式,底部设仰拱。浅埋暗挖法区间隧道根据线间距和所衔接的车站形式,一般可分为单线隧道和双线隧道,断面形式见图3,图4。

隧道的净空尺寸,除满足建筑限界要求、隧道的使用功能及施工工艺要求外,还应考虑施工误差(含测量误差在内)、结构变形及沉降、线路曲线等因素,给予必要的余量。余量应根据施工的具体条件以及隧道的使用性质来确定。

2.2 浅埋暗挖法施工步骤

地铁隧道浅埋暗挖法施工时一般采用新奥法指导施工,其中,单线隧道浅埋暗挖法施工步骤见图5。双线隧道浅埋暗挖法施工步骤见图6:1)施作1拱部小导管,注浆加固地层;开挖1部土体;施作初期支护及锁脚锚管;1号洞室初期支护封闭;2)开挖2部土体,施作初期支护及锁脚锚管;2号洞室初期支护封闭;3)施作3拱部小导管,注浆加固地层;开挖3部土体,施作初期支护及锁脚锚管;3号洞室初期支护封闭;4)开挖4部土体,施作初期支护及锁脚锚管;4号洞室初期支护封闭;5)施作Ⅰ部防水层和二次衬砌,架设临时支撑;6)拆除中隔壁,施作Ⅲ部防水层和二衬;封闭成环。待Ⅲ部混凝土达到设计强度后,拆除临时支撑。

2.3 浅埋暗挖法在国内地铁工程中的应用情况

浅埋暗挖法一般适用于地层自稳性、含水量较小或有良好降水条件的地层,在国内地铁大量使用于因功能要求而设置的大量异形断面情况,如渡线段结构、存车线段结构、联络线段结构,横通道断面等。

3盾构法

3.1 盾构法简介

盾构法是暗挖隧道施工中一种先进的工法。盾构法是在盾构机钢壳体的保护下,依靠其前部刀盘上的刀具挖掘地层,并在盾构机壳体内完成出碴、管片拼装、推进等作业。因此盾构法施工具有良好的隐蔽性,施工引起的噪声、振动的危害小,对城市居民的生活影响小,机械化程度高,劳动强度低。盾构法施工不仅施工进度快,而且无噪声,无振动公害,对地面交通及沿线建筑物、地下管线和居民生活等影响较少。在我国以上海、广州为代表,盾构在地下工程中已有较大规模的使用。盾构法具有施工进度快、作业安全、噪声小、管片精度高、衬砌质量可靠、防水性能好、地表沉降小等优点。盾构法施工示意图见图7。近年来,盾构法在国内轨道交通区间隧道施工中得到了广泛应用,并且随着盾构施工技术不断成熟,成本不断降低,其在国内城市地铁施工中所占的比例不断上升,从最初的一两个区间,到现在许多城市地铁施工中已经占到区间总长度的一半以上。

3.2 盾构法在城市地铁中的适用性

盾构法施工技术在中国国内城市地铁施工实践中已经证明,只要盾构的选型得当,盾构施工不仅能够加快施工速度,而且工程造价方面已经越来越显示出优势。

盾构施工技术从广州地区的微风化岩层到上海地区的淤泥质地层均能够适用。

3.3 盾构法采用的断面形式

区间隧道采用盾构法施工时,隧道断面形式采用圆形,其主要原因是圆形断面结构受力好;盾构管片衬砌的形式一般有普通环及通用环,普通环为常用的标准环+左转、右转环(楔形环)方式,在直线段使用标准环,曲线段采用楔形环。目前国内大部分城市地铁隧道均采用此种普通环拼装方式。通用环形式是欧州常用的管片拼装方式,该方式只有1种楔形环,通过其不同组合实现直线和曲线管片拼装。单线盾构区间隧道圆形衬砌的建筑限界为ϕ5 100 mm,施工开挖和管片拼装误差150 mm,区间隧道结构内径定为5 400,衬砌厚度300 mm,结构外径为6 000 mm,如图8所示。

3.4 盾构法对区间及车站的影响

盾构法因其施工工艺的特殊性,对规划、设计、施工及管理提出了更高的要求。盾构法施工的区间内,不宜设置存车线、渡线、折返线、联络线等辅助线,不宜设置迂回风道,不宜设置人防隔断门,不宜悬吊风机,联络通道与区间排水泵房的施工也有相当的难度。

一般的处理方法是,将辅助线的设置转移到采用浅埋暗挖法施工的相邻区间内;在相邻车站的站端设置迂回风道、人防段;在必须设置区间风井的区间采用明挖法或浅埋暗挖法施工;在设置联络通道及区间排水泵房的地段预加固地层,在衬砌管片侧壁开洞,联络通道及泵房采用浅埋暗挖法施工。

采用盾构法进行区间施工,一般把车站的站端作为盾构井使用。与盾构法施工区间相邻的车站,不仅需为盾构机始发与到达提供场地及空间,也需为盾构机的吊装提供条件。

4 结语

地铁区间隧道的各种施工方法各有其特点,亦存在一定的局限性。根据沿线不同地段的工程地质和水文地质条件、线路埋深、地面与地下建(构)筑物及管线的分布情况、城市总体规划要求,结合道路交通状况,通过对技术、经济、环境、交通影响、工期及使用功能等方面的综合比较,合理选择施工方法。

除埋深较浅选择地面线、明挖、高架线外,其余区间隧道的施工方法可在浅埋暗挖和盾构之间进行选择,区间隧道工法选择原则是,在有条件采用盾构工法的前提下,优先选择盾构法施工。异形断面结构,如渡线段结构、存车线段结构、联络线段结构,横通道结构等一般采用浅埋暗挖法施工。

盾构法以其良好的施工安全性、防渗漏水性、对周围环境的影响极小等优点,在地下铁道的建设中已成为重要的施工方法之一,尤其是随着近年国内盾构设备技术水平的提高、盾构设备在工程成本中所占比重的下降,盾构法施工的综合工程造价已接近甚至低于浅埋暗挖法施工,特别是在地层条件差、地质情况复杂、地下水位高等情况下盾构法已具明显技术经济优越性。从长远来看,盾构法施工城市地铁区间隧道的前景十分广阔。

摘要：对地铁区间隧道常见的各种施工方法进行了详细的论述,介绍了明挖法围护结构形式的分类及围护结构选型原则,对浅埋暗挖法施工步骤进行了说明,对盾构法在区间隧道施工中的关键技术进行了研究,并对盾构法施工的前景进行了展望,对城市地铁设计和施工具有参考意义。

关键词：地铁,区间隧道,盾构,浅埋暗挖,明挖法

参考文献

[1]关宝树.隧道工程设计要点集[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京:人民交通出版社,2003.

[3]施仲衡.地下铁道设计与施工[M].西安:陕西科技出版社,2006.

[4]刘钊,佘才高,周振强.地铁工程设计与施工[M].北京:人民交通出版社,2004.

城市地铁隧道常用施工方法概述 篇3

关键词：地铁；隧道施工；安全管理

地铁作为当前城市重要交通工具，在城市交通运转中肩负着重要责任。地铁工程建设中涉及多种复杂施工技术，施工技术要求高、难度大，在安全管理方面也有较高标准，因此做好地铁施工技术与安全管理，是确保施工进度与质量、减少施工现场安全隐患的重要举措。地铁施工中区间隧道施工作为常态，是施工技术管理与安全管理重点，下面我们结合地铁工程隧道施工情况简要探讨下现场施工技术要点与安全管理要点。

一、地铁项目工程风险评估的程序

任何工程施工过程中都会存在风险，工程风险管理是决定项目成功的关键。由于地铁工程风险的客观存在及其不确定性。因此，对工程过程中风险的预测和识别就显得格外重要，工程的风险识别主要通过风险识别、风险估计、风险评价的方式来明确风险，并通过风险控制计划对风险进行有效的控制。从而实现工程管理的各个阶段目标，保证项目总目标得以顺利实现。

地铁工程项目的评估是地铁工程项目风险管理的前期工作，对地铁项目的成功起重要作用：确定地铁施工风险管理目标，地铁施工项目风险管理的目标通过对图纸以及当地施工环境的判断而确定的；施工风险的识别，通过对收集的资料进行分析，判断出可能发生的风险，并找出这些风险的影响因素；风险估计，对这些风险可能引起的后果及出现的概率进行分析；风险评价，对地铁项目的基本风险和风险系统进行定量分析，以确定地铁项目实施过程中风险的相对大小。

二、地铁工程施工过程中主要风险

地铁施工由于工程线路经过不同的地方和采用不同的实施方法，会产生不同的风险。综合分析后，将主要风险归纳为两类：常规风险（General Risk）和盾构段主要风险。常规风险经由以往类似的工程经验和国际惯例进行确定，也可以借鉴一些已有的风险辨识表。

（一）主要常规风险

地铁工程所面临的主要常规风险包括以下不同类别：

1.人员素质

工程设计人员资质、施工单位资质和经验、监理人员资质、相关工作人员的素质与资历对风险的发生有重要影响。

2.工程环境

沿线地质勘察、沿线管线资料、沿线建筑物资料、相关资料的完整及准确性对风险有一定的影响，不良地质情况包括地下障碍物、承压水或沼气等对盾构推进有影响的方面。

3.工程设计

盾构施工的线路设计、后构施工的管片设计、盾构施工的掘进设计

（二）盾构段一般施工风险

1.进出工作井：盾构进出洞引起塌方、洞口密封失效漏水

2.不良地质：地下障碍物、承压水或涌水

3.盾构推进操作：盾构机械失常、注浆系统故障、开挖和推进控制失误、土压力处理失误

根据上述风险辨识，协同业主及有关方进行集思会议，以确保不遗漏主要风险项；集思会议还对风险进行分配，根据有关各方的职责明确每一项风险的相关方、控制风险的措施，和风险管理的责任人。

三、地铁工程的风险控制与管理措施

一种地铁施工事故的发生，很可能会诱发一系列的其他事故，因此对于某些事故类型的界定也很困难。根据其特点，我们对于某一事故的定性，将其危害性最大的表现形式作为划分事故类型的依据，将这些事故大致分为了塌方、机械伤害、火灾和其他伤害几个类型。

（一）做好设计阶段环境调查

要想提高对地铁工程的风险管控，充分对施工环境进行调查是其重要的基础，因此，在设计阶段是需要根据各阶段设计的深度要求进行不同深度的调查。充分考虑风险，以减少对周围环境的影响，确保地铁工程的顺利进行。

（二）建立完善的监测系统，加强信息化管理

完善的检测系统和信息管理体系是保证施工过程中，及时发现问题的重要基础。只有在整个施工过程中，第三方监测与施工方相互印证，做到信息共享，共同监测，才能够更好地起到指导施工的作用。

（三）严格落实各项安全风险措施

项目部以现场文明施工队伍为主，工班人员为辅，成立了项目部应急抢险救援队伍，并通过培训使他们掌握应急救援相关技术，为项目部安全施工提供保障，并以租赁、购买等方式，在施工现场存放发电机、高压旋喷桩机、双液注浆机、聚氨酯注浆机等应急抢险设备，并安排专人保管进行保养和维修；项目部严格按照应急物资清单购置应急物資，在工地现场设置应急物资专用仓库进行存放，指派专人负责管理。为加强员工应急处置事故的能力，项目经理会在不通知演练科目情况下直接走入现场，随机指一处地方并指定突发事故项目，由现场班组和抢险队伍根据风险类型位置，立即进行抢险救援演练，演练后及时进行分析总结。

（四）在施工的过程中进行监测

加强重大施工工序的盯控。在易出现安全事故的作业环节，项目严格实行施工作业令制度，加强作业过程的巡查工作，对于重点部位如起重吊装等阶段，实施安全员全程旁站制度；加强交叉施工过程的安全防护。引入装配式可调节钢围栏用于深基坑临边及预留洞口的防护，在避免传统防护方式浪费材料的基础上，又强化了临边防护的牢固性；加强施工现场的消防管理。施工现场开设专门的吸烟点，同时严格执行动火令制度，凡涉及焊接、割接等作业时，班组必须持有项目部批准的动火令方可作业，现场必须配有灭火器及专人监控，作业完毕经检查符合消防安全要求后才能离开。

（五）加强大管棚施工

地铁暗挖施工往往是建立在工程周边复杂的环境之上，地面有建筑物，地下有各种管线，这些因素都限制了暗挖施工的效果。因此，可以采用大管棚超前支护法对工程周边的建筑提供保护，同时还可以控制地表下沉。就目前暗挖法在地铁工程中的应用情况来看，大管棚超前支护法已经取得了一定的进展，但还是需要不断优化。由于在地铁施工过程中会不断改变格栅形式，这样在超挖部分就需要采用二衬混凝土回填，这对于人力、物力都是很大的挑战，会造成大量的资源浪费，且耗时较长，这对于地铁建设工程是极为不力的。因此，可以对大管棚施工进行优化，就我国目前的地铁暗挖法中大管棚施工情况来看，我国多采用直径150m的长管棚，经过反复应用已经取得了一定的经验，今后的发展方向将会向60m左右的大管棚发展，这样的大管棚在实际的施工操作中可以更加地便捷，降低施工过程中的复杂程序，在保证工程质量的前提下，节约人力物力，从而提高地铁工程的经济效益。

总结

在施工过程中，在顺利完成既定任务的前提下，安全问题首当其冲。这就要求我们在施工组织过程当中依法合规，严格操作规程，重视安全质量工作；强化技术管理，强化监督职责。只有这样，我们才能创造出安全优质的工程。

参考文献：

[1]莫若楫，黄南辉.地铁工程施工事故与风险管理[J].都市快轨交通，2007（6）.

城市地铁隧道常用施工方法概述 篇4

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2K313012 地铁区间隧道结构与施工方法

一、不同方法施工的地铁区间隧道结构

(一)明挖法施工隧道

在场地开阔、建筑物稀少、交通及环境允许的地区，应优先采用施工速度快、造价较低的明挖法施工。明挖法施工的地铁区间隧道结构通常采用矩形断面，一般为整体浇筑或装配式结构，其优点是其内轮廓与地下铁道建筑限界接近，内部净空可以得到充分利用，结构受力合理，顶板上便于敷设城市地下管网和设施。

(二)喷锚暗挖(矿山)法施工隧道

在城市区域、交通要道及地上地下构筑物复杂地区进行隧道施工，喷锚暗挖法常是一种较好的选择。

采用喷锚暗挖法隧道衬砌又称为支护结构，其作用是加固围岩并与围岩一起组成一个有足够安全度的隧道结构体系，共同承受可能出现的各种荷载，保持隧道断面的使用净空，防止地表下沉，提供空气流通的光滑表面，堵截或引排地下水。

喷锚暗挖(矿山)法施工隧道的衬砌主要为复合式衬砌。这种衬砌结构是由初期点击【二级建造师学习资料】或打开http:///category/jzs2?wenkuwd，注册开森学（学尔森在线学习的平台）账号，免费领取学习大礼包，包含：①精选考点完整版 ②教材变化剖析 ③真题答案及解析 ④全套试听视频 ⑤复习记忆法 ⑥练习题汇总 ⑦真题解析直播课 ⑧入门基础课程 ⑨备考计划视频 支护、防水隔离层和二次衬砌所组成。复合式衬砌外层为初期支护，其作用是加固围岩，控制围岩变形，防止围岩松动失稳，是衬砌结构中的主要承载单元。一般应在开挖后立即施作，并应与围岩密贴。所以，最适宜采用喷锚支护

(三)盾构法施工隧道

在松软含水地层、地面构筑物不允许拆迁，施工条件困难地段，采用盾构法施工隧道能显示其优越性：

盾构法修建的区间隧道衬砌有预制装配式衬砌、预制装配式衬砌和模筑钢筋混凝土整体式衬砌相结合的双层衬砌以及挤压混凝土整体式衬砌三大类(见图2K313012-1)。

二、施工方法比较与选择

(一)喷锚晤挖(矿山)法

1.喷锚暗挖法施工

2.新奥法施工

新奥法施工隧道适用于稳定地层，应根据地质、施工机具条件，尽量采用对围岩扰动少的支护方法。岩石地层当采用钻爆法开挖时，应采用光面爆破、预裂爆破技术，尽量减少欠挖、超挖。

3.浅埋暗挖法施工

(1)地层预加固和预支护

常用的预加固和预支护方法有：小导管超前预注浆、开挖面深孔注浆及管棚超前支护。

(2)隧道土方开挖与支护

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(3)初期支护形式

在诸多支护形式中，钢拱锚喷混凝土支护是满足上述要求的最佳支护形式。

(4)二次衬砌

通过监控量测，掌握隧道动态，提供信息，指导二次衬砌施作时机。这是浅埋暗挖法中二次衬砌施工与一般隧道衬砌施工的主要区别。

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2018年二级建造师《市政工程》讲解：2K313012地铁区间隧道结构与施工方法

掌握二级建造师考试市政工程考点，对于知识 点的融会贯通至关重要。学尔森二级建造师考试频道特地整理二级建造师考试考点，本文为：2018年二级建造师《市政工程》讲解：2K313012地铁区间隧道结构与施工方法，希望能助各位二级建造师考生一臂之力!(二)盾构法施工

1.盾构法施工基本原理

(1)在盾构法隧道的始发端和接收端各建一个工作(竖)井;(2)盾构在始发端工作井内安装就位;点击【二级建造师学习资料】或打开http:///category/jzs2?wenkuwd，注册开森学（学尔森在线学习的平台）账号，免费领取学习大礼包，包含：①精选考点完整版 ②教材变化剖析 ③真题答案及解析 ④全套试听视频 ⑤复习记忆法 ⑥练习题汇总 ⑦真题解析直播课 ⑧入门基础课程 ⑨备考计划视频(3)依靠盾构千斤顶推力(作用在已拼装好的衬砌环和工作井后壁上)将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出;(4)盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土和安装衬砌管片;(5)及时地向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置;(6)盾构进入接受工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。

2.盾构法施工设备

盾构是用来开挖土砂类围岩的隧道机械，由切口环、支撑环及盾尾三部分组成，也称盾构机械。不同的地质条件应采用不同形式的盾构设备，盾构设备的正确选型是决定盾构法隧道施工成败的关键。

国内用于地铁工程的盾构主要是土压式和泥水式两种，这两种设备施工时的控制方法不同。土压式盾构，以土压和塑流性改良控制为主，辅以排土量、盾构参数控制。泥水式盾构，以泥水压和泥浆性能控制为主，辅以排土量控制。

3.盾构法的适用条件

(1)在松软含水地层，相对均质的地质条件。

(2)盾构法施工隧道应有足够的埋深，覆土深度宜不小于6m。

(5)从经济角度讲，连续的盾构施工长度不宜小于300m。

4.盾构法施工隧道具有以下优点

(1)除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响;(3)隧道的施工费用不受覆土量多少影响，适宜于建造覆土较深的隧道;5.盾构法施工存在的问题

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城市地铁隧道常用施工方法概述 篇5

铁工

1401班 第2组

组长：常博

组员: 赵 昶 郭相凯 王同祥

刘 鹏 袁自程

目 录

一、国内外隧道建设及防水情况……………………………………2

二、盾构法隧道的防水设计…………………………………………2

1、管片结构的自防水…………………………………………………3

2、管片外防水涂层……………………………………………………3

3、管片接缝防水………………………………………………………4

4、注浆防水……………………………………………………………7

5、盾尾防水密封………………………………………………………7

三、盾构法隧道的堵漏………………………………………………7

1、盾构法隧道渗漏水的原因…………………………………………8

2、盾构法隧道渗漏水的措施…………………………………………8

四、总结………………………………………………………………9

共 9页 第 1 页摘 要 介绍国内外盾构法隧道防水堵漏的技术方法，分析隧道渗漏水的机理，总结盾构法隧道防水堵漏技术措施，以及一些常见问题及其应对措施。

关键词 城市地铁 防水技术 隧道防水 隧道堵漏

一、国内外隧道建设及防水情况

国内外已建成大量地铁、隧道，逐步形成了较成熟的结构设计计算理论与工程实践体系，但是在隧道及地下工程的防水方面认识则相对落后。地铁不可避免地要经过含水量较高的地层(如上海地铁所处地层大多为饱和含水软粘土层)，所以必将受到地下水的有害作用。如果没有可靠的防水、堵漏措施，地下水就会侵入隧道，影响其内部结构与附属管线，乃至危害到地铁的运营安全和降低隧道使用寿命。

盾构隧道渗漏水的位置是管片的接缝、管片自身小裂缝、注浆孔和手孔等。其中以管片接缝处为防水重点。通常接缝防水的对策是使用密封材料，以西德为代表的欧洲方面，采用非膨胀合成橡胶，靠弹性压密，以接触面压应力来止水，以耐久性与止水性见长。以日本为代表的方面，则采用水膨胀橡胶，靠其遇水膨胀后的膨胀压止水。它的特点是可使密封材料变薄、施工方便，但耐久性尚待验证。国内主要采用水膨胀橡胶，并已开始研究开发水膨胀类材料与密封垫两者的复合型。

二、盾构法隧道的防水设计

一般而言，盾构法隧道防水的原则是“以防为主、多道防线、综合治理”。盾构法隧道防水主要要求是在一定的水压作用下，除了管片必须具有防水抗渗能力外，更应满足管片环纵缝在预定张开量下的

共 9页 第 2 页防水能力。其防水施工的内容主要包括：管片自防水、管片外防水涂层、管片接缝防水(弹性密封垫防水、嵌缝防水、螺栓孔防水、二次衬砌防水）、注浆防水、渗漏处理(盾尾充填注浆等)。

1、管片结构的自防水

管片结构自防水是防水的根本，只有衬砌管片混凝土满足自防水的要求，隧道的防水才有了基本保证。

因此，管片结构的自防水是盾构法隧道防水的首要措施，在设计和施工中，主要通过满足管片混凝土的抗渗要求和管片预制精度要求来实现。盾构法隧道衬砌管片多用外加剂防水混凝土，抗渗可达 S12以上，渗透系数 K<（10～11）cm/s。管片的自防水应在管片制作中解决，其主要要求与措施应是：

(1)保证强度；

(2)生产时不允许产生裂缝；

(3)限制水泥用量，控制水灰比、坍落度，控制砂石含泥量，添加高效减水剂和活性填桃磨细粉煤灰、高炉矿碴粉或硅粉)等外掺剂；

(4)管片采用蒸气养护或浸水养护等；

2、管片外防水涂层

管片外防水涂层需根据管片材质而定，凡有较深裂纹的管片一般都要增加外防水涂层。对钢筋混凝土管片而言，一般要求：

①涂层应能在盾尾密封钢丝刷与钢板的挤压磨损条件下保持完好，不损伤、抗渗水；

②当管片弧面的裂缝宽度达0.3mm 时，仍能抗0.8MPa 的水压，共 9页 第 3 页长期不渗漏；

③涂层应具有防迷流的功能，其体积电阻率、表面电阻率要高：

④涂层应具有良好的抗化学腐蚀、抗微生物侵蚀能力和足够的耐久性，且无毒或低毒；

⑤涂层要有良好的施工季节适应性，施工简便，成本低廉。

管片外防水涂层，除应涂抹于管片背面外，还应涂抹在环、纵面橡胶密封条外侧的混凝土上。但应指出，若管片制作质量高，采用抗侵蚀水泥，不做外防水层也是可以的。

3、管片接缝防水

管片接缝防水是盾构法隧道防水的核心，而管片接缝防水的关键是接缝面防水密封材料的采用及其设置。管片接缝防水措施主要包括：密封垫防水、嵌缝防水、螺栓孔防水、二次衬砌防水等。(1)弹性密封垫防水

在使用高精度管片的基础上，采用弹性密封原理、线性密封方式、密封材料预制成型施工法，制成具有特殊断面形式的弹性密封垫。它通常加工成框形、环形，套裹在环片预留的凹槽内，形成线防水。弹性密封垫防水的各种要求： ① 功能要求

短期防水要求密封材料因压缩产生的接触面应力大于设计水压力；长期防水要求接触面应力不小于设计水压力；密封垫在设计水压力下允许张开值应满足下式：

≤BD/(ρmin-0.5D)十0 十S------（1—1）

共 9页 第 4 页式中： δ--环缝中弹性防水密封垫在设计水压力下允许的缝张开值(mm)；

ρmin--隧道纵向挠曲的最小曲率半径(mm)； D--衬砌外径(mm)； B--管片宽度(mm)；

0--生产、施工中可能产生的环缝间隙(mm)；

S--邻近建筑物引起的接缝张开值(mm)。

② 耐久性要求

包括防水功能耐久性、耐水性、耐动力疲劳性、耐干湿疲劳性、耐化学腐蚀性等。③ 密封材料种类

可分为单一材料的、合成材料的及水膨胀的。现多采用水膨胀橡胶。它大大改善了盾构法隧道的防水性，是今后的发展方向。在设计时必须根据实际情况确定合适的膨胀倍率、膨胀时间及环境可能造成的影响。(2)嵌缝防水

嵌缝防水是以接缝弹性密封垫防水作为主要防水措施的补充措施。即在管片环缝、纵缝的内侧设置嵌缝槽，用止水材料在槽内嵌填密实来达到防水目的。

嵌缝填料要求具有良好的不透水性、粘结性、耐久性、延伸性、抗老化性，特别要能与潮湿的混凝土良好结合，并具有不流坠的抗下垂性，以便在潮湿环境下进行施工。目前多采用环氧树脂、聚硫橡胶、共 9页 第 5 页聚氨脂、环氧焦油等作为嵌缝材料。

嵌缝作业在环片拼装完成后过一段时间才能进行，亦即在盾构推进力对它无影响，衬砌变形相对稳定时进行。(3)螺栓孔防水

螺栓孔防水也是管片接缝防水的一种补充方式。管片拼装完成后，若管片接缝外侧的防水弹性密封垫止水效果好，一般不会从接缝内侧的螺栓孔发生渗漏。但在密封垫失效和环片拼装精度差的部位，螺栓孔处会发生渗漏，因此，必须对螺栓孔进行专门的防水处理。

目前，我国普遍采用橡胶、聚乙稀及合成树脂等做成环形密封垫圈，靠拧紧螺栓时的挤压作用充填到螺栓孔间，以达到止水的目的。在日本，采用塑料螺栓孔套管进行防水，（4）二次衬砌防水

在管片的上述接缝防水措施不能完全满足止水要求时，可在其内侧再浇筑一层素混凝土或钢筋混凝土二次衬砌，构成双层衬砌。

二次衬砌做法各异，主要有直接在管片内侧浇筑混凝土内衬砌；在管片内表面先喷一层15～20mm厚的找平层后，粘贴油毡或合成橡胶类防水卷材，再在防水卷材内侧浇筑混凝土内衬。混凝土内衬的厚度根据防水及施工的需要确定，一般为150～300mm。

目前，大多数国家都致力于研究解决单层衬砌防水技术，逐步以单层衬砌防水取代二次衬砌防水，从而提高盾构法隧道建造的经济效益。

4、注浆防水

共 9页 第 6 页当管片脱 离盾尾后, 在土体与管片之间会形成一道宽度为115mm~ 14 0mm左右的环形空隙。

同步注浆的目的是为了尽快填充环形间隙使管片尽早支撑地层, 防止地 面变形过大, 同时也对后期运营时的渗漏水有很大的作用。在盾构法隧道施工中注浆是一道基本程序, 对注浆 的控制主要表现 在对注浆量、注浆压力和注浆材料的控制。对注浆工艺也在进行不断的改革和创新。

5、盾尾防水密封

盾构推进中, 拼装管片是在盾壳的保护下进行的。为此,在盾尾和管片外壁之间间隙中装有阻挡泥沙密封的盾尾密封装置。盾尾密封装置一般为刷式密封,通常设置2或3道密封.密封腔之间应该填满润滑油脂等。提高密封的耐磨性。盾尾密封油脂有密封、防蚀和减少钢丝刷(严格说是钢丝刷与小弹簧钢片 的组合)磨损的效果, 并共同阻挡土层泥砂与盾尾注浆材料 回流。

盾尾封油脂应具有耐水压性、耐水冲性、可泵性、与金属附着力和保油性等。此外, 油脂应不侵蚀橡胶密封垫,不易附着在管片混凝 土表面, 以及设有难燃型的品种.此外还必须要求盾尾密封油脂的生物降解性,以减少对环境的污染。

三、盾构法隧道的堵漏

渗漏水调查是堵漏过程中的首要环节。调查的内容一般侧重于漏水或漏泥的位置和型式、混凝土管片的损坏情况等。主要是查清渗漏水的原因和水的渗入途径，并由此制定渗漏水治理方案。

共 9页 第 7 页盾构法圆环隧道的渗漏水治理效果很大程度上取决于堵漏作业人员的经验。而缺少严格、正确的渗漏水调查也是堵漏失败的一大原因，这一点必须得到足够的重视。

1、盾构法隧道渗漏水的原因

(1)管片壁后注浆的质量差、充填不密实，不能使围岩和衬砌整体协调受力，造成受力不均，局部变形过大，首道防水层失去作用而引起渗漏水。

(2)管片在制作时养护不合理、水灰比过大，出现气孔和微裂纹。

(3)管片在运输、拼装中受挤压、碰撞、缺边掉角。

(4)遇水膨胀橡胶密封垫粘贴不牢，或过早浸水使膨胀止水效果降低。

(5)管片拼装质量差、螺栓未拧紧，造成接缝张开过大，手孔、注浆孔等薄弱部位封孔质量差，螺栓孔未加防水密封垫圈等。

2、盾构法隧道渗漏水的措施

(1)对于集中成片渗漏区，宜利用环片注浆孔注浆壁后回填。即钻穿注浆孔，再注入超细早强水泥浆、有溶性聚氨酯浆液等堵漏。

(2)对于管片环缝、纵缝的局部线漏、滴漏，宜采用钻新孔环片壁后注浆堵漏。具体方法是：在渗漏严重处先打一小孔，直径一般为2-3cm，插入塑料细管引排渗漏水，同时插入注浆管，向管片壁后压注水玻璃水泥浆、聚氨酯浆等材料封堵渗漏水通道。当确认不渗漏水时剪断注浆管，最后用快凝水泥封闭孔及周边缝。

(3)对于管片裂缝引起的渗漏水，可根据裂缝宽度，按如下两种

共 9页 第 8 页情况处理：

① 宽度大于0.2mm 的裂缝应先注浆堵漏，再用氯丁胶乳、丙烯酸乳液等进行表面涂抹封闭裂缝，这些材料具有很大的弹性、粘结性和自身强度，能适应裂缝以后的发展变形。

② 宽度小于等于0.2mm 的微裂缝，据实践调查表明，在具有一定厚度(300mm 以上)和承受的水压不大时，不会出现影响隧道使用的明显渗漏；当水压不太大时，会出现潮湿裂缝或轻微渗漏水，这时混凝土的裂缝具有自愈能力，同时渗漏水对钢筋锈蚀影响也不明显。

因此，处于地下水中的混凝土裂缝的允许宽度，其上限一般定为0.2mm。对于这类型裂缝，只需采用 AS 混凝土墙面涂料、SWF 水泥密封材料等作表面涂刷封闭处理，即能达到堵漏的要求。

四、总结

盾构法施工隧道的防水，必须采取“以防为主，多道防线，综合治理，标本兼治”的原则。不但要从防水设计、施工着手，还要从衬砌结构设计、管片拼装质量、控制隧道的后期不均匀沉降等方面进行综合处理。经过合理正确的设计，精心科学的施工，可靠的质量保证体系，相信可以取得预计的效果。

城市地铁隧道常用施工方法概述 篇6

关键词：盾构隧道扩建,地铁车站,数值模拟,施工方法

0 引言

目前国内城市地下轨道交通的建设中，车站主要采用明挖法或暗挖法施工，区间隧道多采用盾构法施工。基于这种构建方式，其一，地铁车站的施工进度直接影响盾构区间隧道施工工期，容易造成车站与区间隧道施工工期的矛盾[1];其二，盾构法施工的区间比较分散，导致盾构投入台数过度而降低了设备利用率，或盾构机拆装次数增多，导致平均掘进速度下降而延长工期[2,3,4]。为此，在前苏联、日本等国出现了盾构隧道扩挖修建地铁车站的工程实例，即盾构先行过站后进行盾构隧道扩挖修建地铁车站。

针对广州市轨道交通6号线东山口站工程，研究盾构先行条件下扩挖成地铁车站的合理施工方法，严格控制地层沉降，对保证周边建(构)筑物有着重要的意义。

1 工程概况

广州市轨道交通6号线东山口站位于中山一路和署前路交叉路口，为地铁1号线、6号线换乘站。车站采用明挖和暗挖结合的方法施工，车站左线暗挖段总长181.48 m，右线暗挖段长度为139.76 m，拱顶距地面18.8 m～19.85 m，拱底距地面27.05 m～27.53 m，左右线间距27 m。车站站台层采用单层单洞暗挖形式，中部暗挖横、纵向通道连通左右线站台，车站站厅及设备层布置在明挖4层多跨结构中。

左线暗挖段站台隧道下穿20世纪70年代修建的二轻工业集团A6综合楼，该楼沿署前路南北向布置，位于隧道的正上方。A6综合楼长38.8 m，宽13 m，其桩基为300锤击灌注桩，桩长6 m～8 m，桩身主要穿过(3)2冲积～洪积中粗砾砂层、(4)1粉质粘土层，桩底在(4)1粉质粘土层和(5)1可塑粘性土或稍密～中密状粉土残积土层，属摩擦桩，桩底距隧道顶净距约为7.1 m～9.5 m。设计推荐采用为CRD法施工。

2 扩挖施工工序的计算分析

2.1 扩挖施工方案对比

根据已建盾构隧道与暗挖隧道的关系，特提出以下两种方案(见图1):方案一，两台阶四步开挖法，即首先开挖盾构隧道顶以上的(1)部，施作初期支护;开挖暗挖隧道中心上方的(2)部土体，并及时施作对应初期支护;分块拆除盾构管片(3);开挖(4)部土体，及时施作初期支护;开挖最下部土体(5)并及时施作初期支护。方案二，两台阶两步开挖法，首先开挖暗挖隧道中心上方的(1)部土体，及时施作初期支护;分块拆除盾构管片(2);开挖剩余部分土体(3)，施作初期支护。

2.2 计算模型及参数

本次计算分析的目的主要是掌握不同开挖工序引起周围地层的变形对比情况，为了简化计算，未考虑上部建筑物的影响，且简化为平面应变状态[5]，建立的有限元模型见图2。土体采用摩尔—库仑弹塑性模型，管片采用线弹性模型，为了消除尺寸效应，建立的模型长60 m，高50 m，暗挖隧道埋深取19 m，暗挖隧道与盾构隧道的间距为1 m。

根据土体的弹塑性矩阵，计算参数有弹性模量E、泊松比ν、粘聚力c、内摩擦角φ和剪胀角ψ。土体弹性模量E并不是常数，它与固结压力以及偏应力大小有关，一般采用现场旁压仪试验或室内加卸载试验确定。在缺少试验条件时，对于一般的土工载荷条件可取(2.5～3.5)Es,Es为土体的压缩模量。除了超固结土层外，粘性土常常表现出较小的剪胀性，即ψ=0。

2.3 计算结果分析

1)周围地层变形对比。

由方案一和方案二开挖引起地表变形。方案一上台阶开挖完成后地表最大变形为7.4 mm，方案二上台阶开挖完成后地表最大变形为14.7 mm;方案一开挖完成后地表最大变形为10.5 mm，方案二开挖完成后地表最大变形为17.6 mm。方案二，即两台阶二步开挖，引起周围地层变形较方案一要大得多，另外考虑到右线及G断面调高开挖已引起二轻综合楼产生较大变形，因此建议采用方案一进行左线扩挖施工。

另外，上台阶开挖较下台阶开挖引起地表变形要大得多，方案一上下台阶开挖引起的变形分别为7.4 mm和3.1 mm，方案二则为14.7 mm和2.9 mm，因此上台阶开挖是本工程控制的重点，应及时完成初期支护，及早封闭。

2)衬砌内力对比图。

方案一和方案二开挖完成后衬砌内力分布图见图3，图4。由图3，图4可知，方案一开挖完成后衬砌的最大轴力为395.7 k N，弯矩为54.5 k N·m;方案二开挖完成后衬砌的最大轴力为503.5 k N，弯矩为46.35 k N·m，因此采用方案一进行隧道开挖对衬砌受力也是有利的。

3)开挖引起的塑性区。

计算结果表明:隧道开挖引起地层的塑性区主要分布在衬砌附近，且在初期支护封闭成环后周围地层的塑性区会有一定的减少，及早封闭成环对于控制周围地层变形具有积极的作用。其次方案一较方案二塑性区由隧道拱角向拱腰偏移，且范围缩小。

3 合理施工方法

考虑到先期右线站台隧道施工已引起周边建筑出现较大沉降，结合有限元计算对比分析，确定左线站台隧道扩挖方案采用管棚+袖阀管注浆法与两台阶四步扩挖法相结合的方法。

3.1 隧道扩挖施工工序

首先利用现有竖井及南侧联络通道G断面调高开挖空间，采用水平袖阀管预注浆加固+108 mm大管棚支护相结合超前预支护处理，管棚采用对打方法，在中部搭接5 m;袖阀管采用一次钻进施工，钻进长度70 m。

加固完成后，在超前袖阀管预注浆加固和超前管棚护顶下利用施工竖井、联络通道挑高段作为隧道扩挖和盾构管片拆除的起始工作面，隧道扩挖采用两台阶四步法开挖，开挖至北侧联络通道H断面后，自左线打通H通道，然后利用H通道作为左线扩挖的运输通道，对竖井进行封堵、回填，施工附属工程。左线站台隧道扩挖平面示意图、剖面示意图如图5，图6所示。

3.2 两台阶四步扩挖施工方法

上台阶采用人工配合机械开挖的方式，机械难以开挖时采用小药量局部爆破，上台阶1步每0.5 m～1.0 m为一循环，开挖后及时架立格栅、喷射混凝土封闭，为了改善初支的受力特征，格栅架立后及时进行初支背后的填充注浆并加强锁脚锚管的注浆效果。1步开挖2 m～3 m后，开挖2步并在上台阶拱脚处设锁脚锚管，将上台阶初期支护悬吊于微风化岩上。

下台阶扩挖滞后上台阶开挖5 m～7 m，待管片拆除后分上下两步进行，由于盾构隧道的分隔，下台阶1步的扩挖支护左右交错进行;下台阶2步的扩挖可适当滞后1步扩挖3 m左右，扩挖成型并进行初期支护后再进行初支背后填充注浆。

4 结语

1)由数值计算分析可知，在暗挖隧道扩挖施工过程中，采用两台阶四步开挖法较两台阶两步开挖法在控制周围地层变形、衬砌受力等方面有利，建议采用两台阶四步开挖法。另外，计算中还发现上台阶开挖是周围地层变形控制的重点，应加强施工监测和初期支护的及时施加。2)结合数值分析，并考虑到上部二轻综合楼已发生较大变形，最后采用两台阶四步开挖法来施工左线扩挖隧道。3)为了控制上台阶开挖引起周围地层的变形，采取的应对措施为:待上台阶开挖完成后，在拱脚位置设置锁脚锚管，与加强钢筋和格栅钢架焊接，与初支喷射混凝土一起施工，连为一个受力整体。

参考文献

[1]路美丽.盾构先行条件下拓展地铁车站的方案研究及风险分析[D].成都:西南交通大学博士学位论文,2007.

[2]高爱林,金淮.北京地铁区间大盾构先行浅埋暗挖法扩挖车站致险因素与对策[J].隧道建设,2010,30(5):513-517.

[3]钟育刚.盾构先行过站对地铁车站施工的影响及处理措施[J].山西建筑,2013,39(3):179-181.

[4]刘维宁,路美丽,张新金,等.盾构法和浅埋暗挖法结合建造地铁车站的模型试验[J].岩石力学与工程学报,2009,28(8):1630-1639.

城市地铁隧道常用施工方法概述 篇7

摘 要:介绍深圳地铁科学馆―华强北区间隧道施工方法及采取的措施,成功地解决了浅埋暗挖软弱地层区间隧道施工技术难题,所采用的超前引排地下水以及隧道内降水措施,克服了富水软弱地层施工技术难题。

关键词:地铁隧道; 富水软弱地段; 浅埋暗挖; 降水; 超前排水

1 工程概况

深圳地铁科学馆―华强北区间线路自西向东行进于深南中路地下,线间距为13.2 m , 隧道为两单洞结构,全长790.7 m 。在区间隧道中部,深南大道北侧设施工竖井1 座。工程地质情况由上到下为覆第四系全新统人工堆积层、海冲击层及第四系残坡积层,下伏燕山期花岗岩。第四系全新统人工堆积层主要为人工素填粘土,粉质粘土及碎石等;海冲击层为粘土、粉砂、中砂、砾砂及部分透镜体状淤泥;第四系残坡积层为砂质粘性土、砾质粘性土;燕山期花岗岩在工程区域内全部为全风化花岗岩。场区围岩为Ⅰ 类～ Ⅱ 类。地下水埋深1.7～7.4 m , 主要为空隙潜水及基岩裂隙水,地下水水量丰富,降雨量丰富,水源补给充沛。

区间隧道所处位置环境复杂,两侧管线及建筑物密集,地下管线种类繁多,其中纵向18 条、横向27 条,分布复杂,对施工影响较大。区间隧道南北两侧有高层建筑20 余幢,隧道结构边缘距两侧建筑物最近约15 m 。

2 施工技术难点

(1) 环境条件复杂

本工程位于深南大道下,道路两侧管线、建筑物密布,深南大道交通量大。隧道埋深浅,管线、建筑物基础均位于隧道施工扰动范围内,隧道施工不能危及管线及建筑物安全,对施工扰动必须严格控制,但区间隧道所处的地层软弱。而对软弱围岩来说,控制变形扰动极其困难。

(2) 地下水丰富深圳地处亚热带海洋气候区,地下水丰富,降雨充沛,地下水补给充足,这对地下工程施工有很大影响。首先是隧道开挖后,大量地下水渗入隧道,围岩失水固结,地表下沉,对地表路面交通以及两侧刚性管线带来极大的危害。其次是地下水渗透对围岩产生软化作用,围岩由硬塑变为软塑状态,甚至变为流塑状态,产生大变形而丧失稳定性,施工中如何控制地下水是保证顺利施工的关键。由于地下水的渗透作用,地下水控制十分困难。因工程所处位置限制,没有降水作业条件。因而,地下水的控制显得非常重要且极为困难。

(3) 围岩软弱易扰动且稳定性差

区间隧道穿越地层主要为第四系残积层的砂质粘性土、砾质粘性土,局部地段为海冲击砂层,地层软弱。隧道开挖后周边围岩在自重应力的作用下松弛变形, 控制不好易产生变形坍塌。同时,受地下水的作用软化后丧失稳定性,给施工带来困难,特别是由硬塑变为流塑后,随地下水一起涌入隧道内形成大的坍塌涌泥, 严重危及周边结构物及施工安全。施工时,必须采取严格措施控制,防止产生大的变形及坍塌。

3 主要施工方法

根据本工程地质情况,结合地下水发育情况,本工程采用长台阶法施工,上台阶采用弧形开挖留核心土法施工。在开挖前,对开挖体采取超前降排水措施降低地下水位后,再行开挖。其施工程序见图1 。

(1) 上台阶施工

为减少开挖对围岩的扰动,上台阶采用人工风镐开挖,先开挖拱部环行,留核心土,待拱部支护结构完成后开挖核心土。台阶长度510～1010 m , 开挖土方人工装车翻运至下台阶。隧道上台阶开挖循环进尺为110 m , 开挖完成后,立即进行初期支护作业。

(2) 下台阶开挖及支护下台阶采用人工配合机械开挖, 开挖机械选用Ⅰ ―超前小导管施工; ②―上台阶环形开挖; ○注: ○Ⅲ 上台阶支护结构施工,格栅钢架、喷混凝土等; ④―核心土开挖; ⑤― 下台阶开挖; ○Ⅶ ―仰拱及填充混凝土施工; ○

Ⅵ ―下台阶支护结构施工; ○Ⅷ 拱墙衬砌施工。

图1 台阶法施工程序

DH55 -V 小型挖掘机。开挖施工时,机械开挖中央土体,两侧轮廓预留30～50 cm 人工开挖、修整,保证开挖轮廓线圆顺,减少对土体的扰动。隧道下台阶开挖循环进尺为110 m ,开挖完成后, 立即进行支护作业,封闭成环。在开挖施工时,不得超循环进尺开挖,以保证施工安全。

4 隧道支护结构

(1) 支护参数

区间隧道初期支护采用喷锚构筑法施工,不同地质地段采用不同支护参数,少水地段支护设计参数见图2 ,富水地段支护参数设计见图3 。

图2 少水段支护设计参数示意

图3 富水段支护设计参数示意

cm。管棚施工完成后,采用HFV -5D 型双液注浆泵注入水泥-水玻璃双液浆。注浆采用跳一注一后退式进行。浆液水灰比为0.8～1.0 ,水玻璃玻美度为30～35 Be′,注浆压力为0.6～0.8 MPa ,注浆完成2.0 h 后进行开挖。

(2) 支护施工20～ 25 Be′, 双液浆体积比为1 ∶1 。注浆压力为1.2

①超前管棚 本工程在富水砂层地段采用<76 MPa 。mm 管棚超前支护。管棚采用XY-100 型液压钻机成②超前小导管 根据设计情况,小导管在少水段布置在拱部120°范围内;在富水地段,布置在拱部180° 范围内。小导管采用<32 mm 钢管,长3.5 m ,每两循环布置1 组,环向间距为30 cm。小导管采用凿岩机成孔,之后采用凿岩机推管入孔。小导管内注入水泥-水玻璃双液浆,水灰比为0.6～0.8 ,水玻璃玻美度为 ③格栅钢架 钢架分段在洞外加工,洞内拼装,为孔,然后用钻机将<76 mm 钢管顶入孔内。管棚采用防止拱脚下沉,在两侧各设1 根锁脚锚杆,锚杆长3.5 分节组装,每段长度为4～5.0 m ,采用丝扣联结。管m。钢架设置间距在围岩条件好时为1.0 m ,围岩条件棚长1210m ,布置在拱部150°范围内,环向间距为40 较差且地下水量大时为0.75 m。环向采用<22 mm 钢筋、间距50 cm 连接成整体。④ 喷混凝土 喷混凝土采用湿喷工艺,多次复喷至设计厚度。混凝土洞外拌制,经竖井串桶下到料车内运至施工点,喷射作业采用TK-961 湿喷机。

5 隧道施工关键技术

天科区间穿越地层为砾质粘土层及全风化花岗岩层,部分段落隧道拱顶地层中含有透镜体状中砂、砾砂层,隧道上部地层中有市政管线20 条,其中煤气管线2 条,穿越2 座人行天桥。施工中采用了超前小导管注浆、超前排水以及施工监测,保证结构物安全和施工顺利的关键技术。

(1) 超前注浆固结地层

因区间隧道穿越地层为砂质粘土,局部地段为海冲击砂层,地下水丰富。设计采用<32 mm 超前小导管超前注浆固结地层,封堵地下水。小导管长315 m , 在一般地段布置在开挖轮廓线外拱部120°范围内,砂层富水地段采用<76 mm 管棚与<32 mm 小导管共同注浆加固地层,并在开挖面上台阶按1.0 m ×1.0 m 间距布置,注浆作业采用KBY-50/70 及HFV -5D 双液注浆机注浆,注浆压力管棚控制在0.6～0.8 MPa ,小导管控制在1.2 MPa 。注浆作业由下向上后退施工,两侧分别向中间进行,最后完成拱顶注浆。

采用上述注浆后,在开挖时围岩稳定,没有产生坍塌或大变形情况,注浆效果明显。注浆用水泥水玻璃双液浆,配合比经试验确定,其凝结时间、固结强度必须达设计要求,达到固结岩体、提高岩体稳定能力及防水止水的`效果。

(2) 超前引排地下水

区间隧道位于地下水位以下,开挖后大量地下水涌入隧道内,给施工带来很大影响,同时由于地下水的作用,粘土层在地下水的作用下软化,水量大时成流塑状, 造成拱脚下沉、两侧涌泥,支护结构下沉,施工极为困难,为保证施工安全,经多次研究决定采取降水措施。由于区间隧道位于深圳市繁华的深南大道下,两侧建筑物密布,无法进行地面降水,根据现场实际情况,结合地质情况,最后采用隧道内超前排水和隧道内降水两项措施,成功地解决了地下水对施工的影响问题。

① 超前排水 超前引排水在全部区间隧道内采用,排水效果明显,基本保证拱脚至隧道底部以上处于少水状态,改善了施工条件,保证围岩稳定,超前排水设计见图4 。钢管内排引的地下水由排水管道直接排入集水井排出。<108 mm 钢花管采用地质钻机钻孔并推管入孔,仰角为1°～3°,钢管分段组装,分段长度4～ 5 m , 丝扣连接,左右两侧各布置1 个,随着开挖的进行分段拆除。

图4 超前引排水布置示意(单位:m)

② 隧道内降水 在第四系残积砂质粘土地段,由于地层渗透性差,采用超前引排水效果不明显,开挖作业时,地下水仍较大,为保证顺利施工,采用轻型井点降水。轻型井点采用<50 mm 轻型井,井点布置见图5 。井点在下台阶开挖完成地段布置,井点布置斜插角度为20°

～25°,井垂直深度大于3.0 m , 即降水深度大于底板以下3.0 m 。纵向每5.0 m 布置1 组,每组在隧道两侧各布置2 口,用J SJ 30 型射流泵将井点管连接吸排地下水。

图5 隧道内轻型井点降水示意(单位:m)

(3) 监控量测技术

地铁区间隧道埋深浅,隧道施工对周围扰动较大, 特别是地表沉降对地表路面行车以及道路两侧管线影响很大。为减少施工影响,施工中必须进行施工监测工作,信息化施工; 同时,监测信息能及时了解围岩稳定情况,支护结构变形情况,及时修改施工参数及支护参数,切实保证施工安全。

施工监测主要进行地表沉降监测、隧道拱顶下沉、净空收敛、支护结构变形、支护内力等。监测工作严格按照规范要求布设监测断面,按要求频率进行日常监测工作,对监测信息及时分析整理,指导施工。

6 结语