维普资讯 http://www.cqvip.com 看￣ｔ／ｌｌ８挖法胞工 平顶直ＩＩ ｔｌ￣形双跨结构技木 雷安定王昕 摘要：北京地铁５号线穿越北四环路下方，采用浅埋暗挖平顶直墙矩形 断面隧道分割成小断面隧道，每个 小隧道的初期支护都是封闭成环， 保持稳定；按一定顺序开挖支护好 双跨结构，有效地控制了地表沉降和结构变形。 关键词：地铁施工；浅埋暗挖；平顶直墙结构 的小断面隧道，最终通过拆除临时 １ 工程概况 北京地铁５号线在里程Ｋ １ ６＋ ６９４．５０～Ｋ１６＋７９３．００处与现有城市 结构见图 。 ２隧道开挖及初期支护 支撑形成大断面隧道。 ２．１大管棚支护 大管棚支护是保证施工过程中 该工程采用的浅埋暗挖法是利 地层的安全稳定、控制施工引起的 主干道北四环路正交，地铁线路从 用开挖土体具有的一定自立性和稳 地表沉降的重要措施。在过主要路 北四环路下方穿越。向北穿过北四 定性，以加固、处理软弱地层为前 段时，拱顶的超前支护形式为大管 环路后穿出地面改为地上高架桥结 提，采用有足够刚性的复合衬砌为 棚＋小导管支护。钢管内填充细石混 构，区问结构覆土只有４．２５～５．３６ 基本支护结构的一种用于软土地层 凝土或水泥砂浆及水泥浆，为防止 ｉｎ。为保证地铁区间结构施工期间， 近地表隧道的暗挖施工方法。对于 管棚问及管棚下土体的塌落，造成 ｎ以上的隧道，一般 大面积超挖，在大管棚的间隙中，施 北四环路能正常通行，地铁区间结 断面跨度超过７ ｉ构采用浅埋暗挖法施工。由于北四 高度也很大，特别是对于平顶直墙 作小导管支护。为此，采取大管棚结 环路南北侧辅路处有１ ３条之多的 断面结构，则需要采用交叉中隔墙 合小导管注浆超前支护加固地层， 地下管线，且大多为主要干线，距 法进行施工。其主导思想是：将大 并与初期支护形成棚架结构体系，离地铁结构顶约１ ｉｎ，地铁区问结 构顶部无法起拱，因此，只能采用 共同承受管棚 上部荷载。大 管棚采用管 径 １１５ｍｍ， 壁厚４ ｍｍ的 平顶直墙的断面结构型式穿过城市 主干道。 平顶直墙段（Ｋ１ ６＋６９４．５ ０～ Ｋ１６＋７９３．００）暗挖区问隧道全长 无缝钢管，单 根长２ １ ｍ， 环向间距每米 ９８．５ ｉｎ，分为标准段８０．５ ｍ和人防 段１ ８ ｉｎ两部分，结构型式均为平顶 直墙双跨矩形结构。标准段开挖断 面为１０．５ ｉｎ ｘ ６．７４ ｉｎ，人防段开挖 断面为１３．２ ｉｎ ｘ ８．２８ ｉｎ。平顶直墙 图１ 平顶直墙结构横断面（单位：ｍｍ） ３根，纵向搭 接长度３ ｍ， 隧道全长分５ 雷安定：北京市轨道交通建设管理有限公司，工程师，北京１ ００８７ 坝代城市轨值交癌 ６／２００７ ＭＯＤＥＲＮＵＲＢＡＮＴＲＡＮＳＩＴ囝 维普资讯 http://www.cqvip.com 循环施作。管内注浆为Ｃ１５细石混 挖后及时进行封闭，当中洞与左侧 浆压力达到０．２ ＭＰａ并稳压１０ ｍｉｎ 凝土，压力０．２～０．６ ＭＰａ。第１循 洞开挖１ ２ ｉＴＩ后进行左侧洞的开挖 后停止；待一段时问后进行二次补 环大管棚采用在马头门上部全断面 初衬。各步每次开挖进尺为一个格 浆，二次补浆稳压压力应达到０．３ ＭＰａ。 施工，以后各循环按开挖顺序在各 栅间距，严禁多榀一次开挖，循环 注浆顺序为先两侧后拱顶。根据既 洞断面上分别施作。 大管棚施工质量控制及措施： 向前开挖。 有工程经验，选择水泥砂浆浆液或 上下导洞的分界线根据设计图 高标号水泥浆作为背后回填浆液较 ①严格按照技术交底施工。②大管 纸要求，首先沿开挖轮廓线开挖上 为适宜。水泥砂浆水灰比宜为１：１～ 棚管节堆放严禁翘曲，严格注意管 导洞，导洞高２．８４ ｉＴＩ，采取预留核 １．５：１，水泥选用４２５ 硅酸盐水泥，内 节两端对口丝扣的保护。③精确调 心土施工，先开挖上导洞土方并喷 整钻机导向架，严格控制每根管的 射混凝土支护，再开挖下导洞土方 空间位置。④在钻进过程中，经常 并支护，上下导洞错开长度保持在 测量钻进的高程和方向，发现异常 ６ ｉＴＩ左右，支护封闭成环。开挖之 及时调整。⑤下管节要及时、准 前先对拱部范围进行超前小导管 确、快速。⑥保证注浆量和注浆参 注浆加固地层，浆液采用水泥水玻 数在施工允许范围内。⑦保证施 璃浆液，小导管选用 ３ ２ ｍｍ钢 工钻机的正常运转，配备足够的 花管。 维修人员和零配件。⑧在施工沉 核心土留成台状，上下导洞核 降要求严格的地段，管棚架设要 心土高度约１．５ ｉＴＩ，上口宽１．０ ｉＴＩ 安装定位架。 左右，核心土沿隧道掘进方向长度 ２ ２开挖及初衬 ０．７５～１．５ ｉＴＩ，核心土的形状在保证 隧道分成６个部分开挖（图２）， 维持掌子面稳定的前提下，兼作为 开挖顺序为，在大管棚施工完毕后 工作平台，以便于进行格栅安装、喷 先开挖中洞上导洞，开挖进尺为一 射混凝土操作。在上导洞外侧格栅 榀格栅问距，及时进行初期支护和 安装过程中按图纸要求打设锁脚锚 临时仰拱支护。上导洞开挖６ ｉＴＩ 管（以２０。斜角向下打入）。土方开 后，进行中洞、下导洞的开挖，并 挖及运输采用人工方式，辅助风镐 进行初衬；当中洞、上导洞开挖 等工具松动土体，人工装车。每循环 ９ ｉＴＩ后即开挖右侧洞，右侧洞开挖 开挖步距０．５ ｉｎ，在土体不稳定地段 也分上下导洞分步开挖及初期支 格栅加密，开挖步距相应减小。 护，开挖顺序同中洞施工方法，开 ２．３初衬背后注浆 初期支护背后注浆管 每个导洞１排，纵距２。５ ｍ。 注浆管采用梅花形布置，布 孔时避开环向施工缝。注浆 管采用 ３２ ｍｍ普通焊接 钢管，预先埋设在规定的 位置上。每成洞５ ｍ做１次 回填注浆，注浆点距开挖 工作面１～１．５倍洞径。注浆 图２开挖步序 分２次进行，第１次注浆，注 ＠ＭＯＤＥＲＮＵＲＢＡＮ ＴＲＡＮＳＩＴ ６／２００７坝代垭市轨厦交癌 掺水泥用量９％的Ｆｓ～１防水剂及聚丙 烯酰胺（水用量的０．５‰～１．０‰，拌 浆前先溶于水）。 ２．４动态跟踪注浆 跟踪注浆技术是针对路面因其 基础下沉引起路面下沉危害交通安 全而采取的，以全过程密集监控量 测为指导，以控制基础沉降或恢复 基础高程为目的的动态加固技术。 在隧道开挖前建立量测基准值（路 面的警戒值为２ １ ｍｍ），隧道开挖 时连续监测，一旦发现基础沉降超 出警戒值，即实施洞内洞外注浆抬 升基础。这种方法的优点是机具设 备小、灵活机动、针对性强、节省 费用，实施时重点依据全过程密集 监控量测结果，要点是及时采用合 适的手段，以洞内洞外小压力、多 注点等方式保证主要交通主干道的 安全。 ３隧道二衬施工 ３．１：二次衬砌纵向施工顺序 该标段人防段长１８ ｍ，纵向每 一施工段为４。５ ｍ，共分４个施工段。 二衬施工由南往北，首先拆除６ ｍ的 临时支撑，施工４．５ ｉＴＩ二衬，第２次 拆除４．５ ｉＴＩ的临时支撑，施工４．５ ｍ 二衬，第３次拆除３ ｍ临时支撑，施 工４。５ ｍ二衬。施工顺序进行，但中 墙与侧墙施工时间应错开，即第１、 ２段中墙施工完毕后，方可施工第ｌ、 维普资讯 http://www.cqvip.com ２段左洞二衬，完成后再开始施工第 造成注浆管移 １、２段右洞二衬。 表１ 标准段二衬施工流程 开挖 序号 位。二次衬砌 图示 说明 该标段标准段长８０．５ ｍ，采用 背后注浆孔距 跳段施工的方法进行。每一施工段 ６ ｍ／组，每组 为６ ｍ，考虑钢筋和防水板的预留 ３个，采用 ３２ 以及操作空间的要求，拆除临时支 ＩＹｌ＿ＩＹｌ＿普通焊接 初衬施工完毕，形成６个导 洞。 撑时，与相邻施工段之间预留 钢管作为注浆 １ ｍ。 按照设计要求，中墙施工完成 后应最少达到设计强度８０％以上方 可拆除侧洞临时支撑，施工侧｝同二 衬。故在中墙施工后，测试同条件试 块的３天及７天强度，以检验中墙强 度是否达到设计要求。经过现场检 测，一般３天强度可达设计强度８０％ 以上。 ３．２二次甜砌横向施工顺序 标准段二次衬砌的施工顺序 是：拆除中｝刚黄向临时支护，铺设 防水层；施做中墙，铺设防水层； 施做左侧结构，铺设防水层；施做 右侧结构。平顶直墙标准段二衬施 工流程见表１。 人防段边墙高为８．２８ ＩＹｌ＿，根据 设计要求，在拆除临时横撑及二衬 施工过程中，增加钢管支撑以保证 边墙初衬的结构安全。 ３．３二付背后注浆 由于模注混凝土工艺的局限 性，在平顶位置，二衬混凝土与初 衬混凝土之问往往存在间隙，其 间隙一般在０～３０ ｍｍ之问。为保 证结构受力安全，需要对该间隙 进行灌浆充填。此外，增强结构防 水性，在二衬背后注浆还有助于 防水。 二衬模板安装时在拱顶及施工 缝位置预埋注浆管，注浆管顶端管 口靠近防水层表面，并将注浆管用 钢筋固定，以免混凝土浇筑过程中 管，管采用梅 （１）施作中洞底部防水及保 花形布置，布 护层。 孔以避开环向 ２ （２）施作中洞底板钢筋混凝 土。 施工缝为宜。 ．止Ｅ夕 ，考虑至０ 平顶直墙结构 （１）拆除中洞临时中隔壁。 的特殊性，以 （２）施作中洞顶部防水。 及中墙对于拆 （３）施作中墙钢筋 昆凝土。 除边洞的临时 支撑作用，特 在中墙的拱顶 范围内采用加 ４ 密注浆管，用 ３２ ｍｍ钢管 』 （保凝土。（２３１护）拆层施 除作。 左侧洞临底时部板中防钢隔水筋壁及混。 进行背后注 （１）施作左侧洞边墙及顶部 浆。根据设计， 防水。 施工缝、背贴 （２）施作左侧洞边墙及顶板 钢筋混凝土。 式止水带等位 置预留了注浆 管，为保证施 （１）拆除右侧洞临时中隔壁。 （２）施作右侧洞底部防水及 工缝及变形缝 ６ 保护层。 的防水效果， （３）施作右侧洞底板钢筋混 凝土。 需要在施工缝 或背贴式止水 带处注浆。 （１）施作右侧洞边墙及顶部 防水。 二衬背后 ７ （２）施作右侧洞边墙及顶板 注浆在二衬混 钢筋混凝土。 凝土达到设计 强度１００％进行。浆液采用水泥浆， 配比为１：１，水灰比１：０．４～１：０．５，水 ４防水施工 泥中添加２％～３％的微膨胀剂。注浆 ４．１防水板施工 压力０．２～０．３ ＭＰａ，稳压１０ ｒａｉｎ。 区间隧道防水层采用１．５ ｍｍ 注浆压力不宜过高和过低。 厚ＰＶＣ防水板，无钉铺设。主要 ｌ 代城市轨厦交厘 ６／２００７ ＭＯＤＥＲＮＵＲＢＡＮＴＲＡＮＳＩＴ ０ 维普资讯 http://www.cqvip.com 工艺为防水板固定和接缝焊接 （图３）。 侧墙或顶板模筑混凝土 （１）铺设无纺布。防水缓冲层 为４００ ｇ／ｍ 无纺布。无纺布采用射 钉固定方式，即采用半径５０ ｍｍ的 塑料垫圈，用射钉将无纺布固 定在初衬基面上。固定点问距纵向 ０．５～０．８ｍ，环向边墙为０．５～０．８ｍ， 拱部为０．５ ｍ，底部为１．０～１．５ ｍ， 固定点呈梅花状排列。 （２）防水板的铺设。卷材防水 层铺装在混凝土施工前进行。根 图４ 变形缝防水构造图 （单位：ｍｍ） 据隧道二衬混凝土施工的工艺， 定温度，将防水板粘合在一起，粘合 膨胀止水胶条进行防水处理，并设 防水板分底板防水层铺设和侧墙 牢固且不烧穿塑料防水板。 及顶板防水板铺设。底板防水板 预留注浆管系统以防日后漏水补注 防水板铺设时应留有余量，不 超细水泥浆。 沿隧道方向纵幅铺设，两边高出 得绷得太紧，防止混凝土浇筑时，防 ４ ３变形缝防水 铺底混凝土高度并超过预留钢筋 水板被拉紧而使固定处防水板受力 变形缝的防水采用中埋式钢边 高度３Ｏ０ ｍｍ，以便在与侧墙防水 过大，造成撕裂。 层焊接时便于热熔焊机操作。侧 止水带＋背贴式止水带＋嵌缝胶。钢 （４）焊接。防水板接缝采用热 边橡胶止水条带一般按标准长度生 墙及顶拱防水卷材沿隧道环向铺 熔焊机焊接，双焊缝焊接。板材搭 产，在现场需要采用特殊工艺与下 设，与仰拱防水板接缝顺向压茬， 接长度，短边不小于ｌ ５０］Ｔｉｍ，长边 段止水带进行对接，为使钢边橡胶 以防浇注二衬混凝土时，混凝：Ｌ 不小于ｌ ００ ｍｍ，相邻两幅卷材的 止水带端头对接牢固，要制作Ｕ形 下落撕开焊缝。 接缝应错开，严禁“十”字焊缝。焊 箍件，箍件材料为０．８ ｍｍ厚热浸镀 （３）固定。无纺布缓冲层铺装 接温度控制在２４０～３００℃，焊接速 锌钢板，同时需要配套使用未硫化 完毕后，将ＰＶＣ防水板贴在尢纺布 度宜为０．６～１．２ ｍ／ｍｉｎ。对机械焊 的丁基橡胶腻子片和橡胶薄片。未 外面，用电热压焊器对有塑料垫圈 接不到的特殊部位，采用手工焊接 硫化的丁基橡胶腻子片可在自然条 处防水板进行控温加热，加热到一一 补焊。 ４．２施上缝防水 件下硫化，因此，在腻子片的外侧需 要包裹橡胶薄片进行保护，防止现 （１）所有施工缝均采用中埋式 浇混凝土对腻子片的侵蚀。钢边橡 钢边橡胶止水带进行防水处理。环 胶止水带对接时，要求对接头部位 向施工缝采用中埋式钢边橡胶止水 对齐，然后在止水带两头钢边上各 带＋背贴式止水带的方法。纵向轴线 放一 个Ｕ形箍件，用铆钉通过预 与施： 缝偏差不得大于２０ ｍｍ。止 留钉孔铆上铆钉。铆住后，在Ｕ形 水带两侧埋入混凝土中任何部位的 箍件外，沿钢边止水带横向缠绕一 厚度均不得小于１５０ ｍｍ。环向施工 圈未硫化的丁基橡胶腻子片，在最 缝另加一道背贴式止水带进行加强 外边粘上一层橡胶薄片，并用酚醛 防水，背贴式止水带预留注浆管进 树脂胶粘剂粘住最外层胶片缝隙， 行注浆。 图３ ＰＶＣ防水板固定示意图 （２）迎水而无法安装中埋式止 起到密封作用（图４）。 收稿日期２００７．１０．０９ 水带的非洞口部位的施工缝采用水 ＠ＭＯＤＥＲＮＵＲＢＡＮ ＴＲＡＮＳＩＴ ６／２００７ 贝代城市轨遁交通
