地鐵暗挖車(chē)站導(dǎo)洞開(kāi)挖施工技術(shù)

摘要：本文結(jié)合具體工程實(shí)例，對(duì)地鐵暗挖車(chē)站導(dǎo)洞開(kāi)挖施工的實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)研究和探討，重點(diǎn)關(guān)注了地鐵暗挖車(chē)站導(dǎo)洞開(kāi)挖施工中的正洞、大弧扣拱、噴射混凝土等要點(diǎn)，沉降檢測(cè)結(jié)果表明，應(yīng)用本文提出的施工技術(shù)，可以提高地鐵工程的設(shè)計(jì)、施工和管理水平，使拱頂沉降在可控范圍內(nèi)，洞內(nèi)的施工符合設(shè)計(jì)要求，為城市地鐵交通的可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)支持和保障，對(duì)于地鐵暗挖車(chē)站導(dǎo)洞開(kāi)挖具有一定的參考作用，

關(guān)鍵詞：地鐵工程；暗挖車(chē)站；導(dǎo)洞；大弧扣拱；格柵

中圖分類(lèi)號(hào)：U231.3 """""""""""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A """""""""""""文章編號(hào)：

Construction Technology of Underground Station Guide Tunnel Excavation

LIU Jian

（China Railway 16th Bureau Group Subway Engineering Co.， Ltd.， Beijing 101100， China）

Abstract：Combined with concrete engineering examples， this paper studies and discusses the implementation plan of guide tunnel excavation in subway underground stations in detail， focusing on the main points of the tunnel excavation in subway underground stations， such as positive hole， large arc buckle arch， shotcrete， etc. The settlement test results show that the construction technology proposed in this paper can improve the design， construction and management level of subway engineering， make the arch settlement within a controllable range， and the construction in the tunnel meets the design requirements， providing technical support and guarantee for the sustainable development of urban subway traffic， and providing a certain reference for the excavation of guide tunnels in underground subway stations.

Keywords subway engineering; dig up the station; pilot tunnel;large arc buckle arch; grille

0 引言

地鐵車(chē)站是城市地鐵交通系統(tǒng)的重要組成部分，其建設(shè)與運(yùn)營(yíng)直接關(guān)系到城市交通的發(fā)展和乘客的出行體驗(yàn)。地鐵暗挖車(chē)站導(dǎo)洞開(kāi)挖施工技術(shù)是地鐵車(chē)站建設(shè)的核心環(huán)節(jié)，決定著車(chē)站的建設(shè)質(zhì)量和安全性。隨著城市化進(jìn)程的加快和交通需求的增長(zhǎng)，我國(guó)地鐵建設(shè)進(jìn)入了快速發(fā)展階段。針對(duì)地鐵暗挖車(chē)站導(dǎo)洞開(kāi)挖施工技術(shù)，國(guó)內(nèi)外研究者進(jìn)行了大量的實(shí)踐和探索，著重于施工方法的研究和改進(jìn)，技術(shù)的創(chuàng)新以及地質(zhì)勘察等方面的工作，通過(guò)科學(xué)、高效的施工技術(shù)，確保地鐵車(chē)站的順利建設(shè)和正常運(yùn)營(yíng)。

1 工程概況

二里溝車(chē)站全長(zhǎng)303 m，為暗挖側(cè)式站臺(tái)車(chē)站，兩端采用兩層三柱四跨暗挖結(jié)構(gòu)，中間上跨六號(hào)線車(chē)站段，采用單層雙跨暗挖結(jié)構(gòu)。車(chē)站中心線處軌頂絕對(duì)標(biāo)高為33.575 m，底板埋深為27.255 m。車(chē)站兩端主體跨暗挖段施工方法為PBA洞樁法，斷面高度為18.36 m，斷面寬度為29.40 m，用小導(dǎo)管超前注漿加固。車(chē)站采用洞樁法施工，導(dǎo)洞及樁柱體系完成后，后續(xù)需進(jìn)行初支扣拱，在導(dǎo)洞施工時(shí)已預(yù)埋格柵節(jié)點(diǎn)板，為保證初支扣拱格柵的節(jié)點(diǎn)牢固，需控制好小導(dǎo)洞每榀格柵的同步。圖1為二里溝站總平面圖。

2 導(dǎo)洞開(kāi)挖方案的提出及比選

導(dǎo)洞施工方法為臺(tái)階法，在橫通道內(nèi)施工，以小導(dǎo)管超前注漿的方式加固土體。小導(dǎo)洞開(kāi)挖順序從左到右依次為1，2，3，4，5。

方案一：小導(dǎo)洞開(kāi)挖順序?yàn)?3→1→4→2→5。相鄰導(dǎo)洞、非相鄰導(dǎo)洞的開(kāi)挖間隔分別為15 m、6 m。地表沉降程度與導(dǎo)洞開(kāi)挖順序有關(guān)，導(dǎo)洞開(kāi)挖對(duì)地表沉降的影響位移云圖見(jiàn)圖2。

將計(jì)算結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)提?。汗绊敵两禐?.4 mm，地表沉降為47 mm，

方案二：小導(dǎo)洞開(kāi)挖順序?yàn)?→3→5→2→4，位移云圖見(jiàn)圖3。

將計(jì)算結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)提?。汗绊敵两禐?.6 mm，地表沉降為49 mm，

方案三：小導(dǎo)洞開(kāi)挖順序?yàn)?→5→1→4→3，位移云圖見(jiàn)圖4。

將計(jì)算結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)提?。汗绊敵两禐?.8 mm，地表沉降為48 mm。

對(duì)比分析不同開(kāi)挖方案對(duì)地表的影響位移云圖后，可以發(fā)現(xiàn)方案一施工引起的拱頂沉降、地表沉降明顯減小，故選擇方案一。

3 小導(dǎo)洞施工

導(dǎo)洞施工流程見(jiàn)圖5。

3.1 拆除橫通道臨時(shí)仰拱

在橫通道內(nèi)進(jìn)行小導(dǎo)洞施工，需拆除開(kāi)洞范圍內(nèi)的臨時(shí)仰拱，采用風(fēng)鎬破除混凝土，切斷鋼支撐采用氧氣、乙炔割除。

3.2 小導(dǎo)洞馬頭門(mén)

1） 測(cè)量放線，確定中線、高程及開(kāi)挖輪廓，并進(jìn)行復(fù)核。

2） 在橫通道內(nèi)采用雙排環(huán)向間距@300 mm，L=4[1]，Φ42 mm×3.25 mm進(jìn)行小導(dǎo)洞馬頭門(mén)超前預(yù)注漿加固地層，漿液采用水泥漿[1]。

3） 分臺(tái)階分部破除小導(dǎo)洞洞身范圍內(nèi)的橫通道側(cè)壁初期支護(hù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)噴混凝土，破除過(guò)程中不得割斷橫通道格柵鋼架主筋。

4） 進(jìn)口部位三榀格柵密排架設(shè)，且格柵主筋及連接筋與破除后外露的格柵鋼筋進(jìn)行焊接牢固。

5） 施工小導(dǎo)洞，上下臺(tái)階錯(cuò)開(kāi)1.0倍洞徑，導(dǎo)洞長(zhǎng)度約3 m～5 m。

3.3 小導(dǎo)洞正洞

小導(dǎo)洞采用臺(tái)階法施工。開(kāi)挖前熟悉防坍塌方案，備好搶險(xiǎn)物資；測(cè)量放線，確定中線、高程及土方開(kāi)挖輪廓；超前注漿加固地層。開(kāi)挖每循環(huán)進(jìn)尺控制在一榀格柵寬度，上下臺(tái)階施工步距為1.0倍洞徑，盡快封閉成環(huán)。從上部開(kāi)始逐步向下分層依次開(kāi)挖，上臺(tái)階開(kāi)挖順序?yàn)橄冗厜Α⒑蠊安?，預(yù)留核心土；下臺(tái)階的開(kāi)挖順序?yàn)橄鹊坠?、后邊墻，縮短圍巖裸露至外界的時(shí)間，防止圍巖失穩(wěn)。每次開(kāi)挖后，隨即設(shè)置格柵、掛網(wǎng)、打設(shè)鎖腳錨管、噴射混凝土，構(gòu)成支護(hù)結(jié)構(gòu)。嚴(yán)格控制開(kāi)挖量，禁止超挖、欠挖。

格柵安裝前檢查開(kāi)挖基面，基面應(yīng)堅(jiān)實(shí)無(wú)松散。拱部格柵架設(shè)時(shí)，在掌子面將各節(jié)格柵用螺栓拼裝并將螺栓擰緊，每?jī)善摷芄?jié)點(diǎn)處如不密貼，相對(duì)主筋之間均加焊1根與主筋等直徑的鋼筋，采用單面焊接，搭接長(zhǎng)度10 d（鋼筋直徑）?？拷谱用嫔蠈勇菟ㄓ捎谖恢藐P(guān)系不易擰緊，可用手工上緊，待下一循環(huán)土方開(kāi)挖時(shí)再擰緊。拱部格柵架設(shè)首先復(fù)核標(biāo)高，調(diào)整格柵兩拱腳水平后調(diào)整同步，最后吊垂球復(fù)核垂直度及凈空位置。吊垂球復(fù)核邊墻及仰拱格柵的垂直度及凈空位置，格柵需要與壁面楔緊?？v向連接相鄰格柵，連接件的布設(shè)間距為1 m，內(nèi)外錯(cuò)開(kāi)布置，且靠近連接板1 m范圍內(nèi)至少安置3根連接筋。鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)應(yīng)搭接且搭接長(zhǎng)度≥150 mm，并與格柵綁扎牢固。最后打設(shè)超前小導(dǎo)管及鎖腳錨管，噴射混凝土，待噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的相應(yīng)強(qiáng)度及初期支護(hù)封閉成環(huán)后進(jìn)行初期支護(hù)背后填充注漿[2]。

3.4 小導(dǎo)洞預(yù)埋大弧扣拱格柵

在大弧扣拱時(shí)，為確保施工時(shí)不破除小導(dǎo)洞，減少對(duì)地層的擾動(dòng)，在小導(dǎo)洞施工時(shí)，預(yù)埋大弧扣拱格柵及連接板，預(yù)埋格柵與邊小導(dǎo)洞格柵焊接，中導(dǎo)洞預(yù)埋連接板。邊導(dǎo)洞冠梁施工時(shí)，預(yù)埋于冠梁上的格柵與預(yù)埋在小導(dǎo)洞的大弧扣拱格柵采用搭接電弧焊連接。車(chē)站主體大弧扣拱時(shí)，大弧扣拱格柵與預(yù)埋連接板采用周邊圍焊連接。

3.5 小導(dǎo)洞施工要點(diǎn)

1） 按要求控制上下臺(tái)階的拉開(kāi)距離，減弱小導(dǎo)洞開(kāi)挖對(duì)周邊環(huán)境的不良影響。根據(jù)“快封閉”的原則施工小導(dǎo)洞，在施工上臺(tái)階時(shí)，焊接鎖腳錨管與格柵，于格柵下方墊500 mm×250 mm木板，減小結(jié)構(gòu)的變形量。順利閉合上下臺(tái)階后，進(jìn)行初襯背后注漿，此施工活動(dòng)滯后下臺(tái)階5m進(jìn)行，經(jīng)過(guò)嚴(yán)密注漿后確保初襯背后具有密實(shí)性。在拱頂處設(shè)置注漿管，可在噴射混凝土后用風(fēng)槍打眼安裝注漿管，或提前預(yù)埋，縱向間距為3 m。

2） 每結(jié)束一個(gè)循環(huán)的土方開(kāi)挖后，噴射5 cm厚的混凝土，封閉掌子面。施工中打超前探管排水，防止掌子面前方有透鏡體水囊引發(fā)的突泥塌方，保證掌子面土體的穩(wěn)定。

施工 3） 完圍護(hù)樁及樁定冠梁混凝土澆筑完成后，將冠梁頂部鑿毛，在格柵背后支立擋板，進(jìn)行預(yù)埋格柵噴射C20混凝土的施工[3]。

4） 噴射機(jī)械安裝好后，先開(kāi)風(fēng)，后進(jìn)料，減小噴射混凝土的回彈量，使噴射后的混凝土有效凝結(jié)。嚴(yán)格按施工配合比配料，保證料流運(yùn)送順暢。噴嘴垂直于受?chē)娒妫粲袖摻羁蛇m當(dāng)調(diào)整噴嘴的位置，兩者的距離控制在1.0 m～1.5 m。按照自上而下的順序噴射混凝土，料束呈螺旋軌跡運(yùn)動(dòng)，做到全面噴射，不留死角。

3.6 背后回填

格柵噴射混凝土完成后，拆除格柵背后擋板，支立I22a工字鋼支撐，橫向兩根，縱向間距500 mm。每20 m左右做封端模板，背后回填C20混凝土。

背后回填混凝土分澆筑時(shí)，應(yīng)緩慢分層澆筑，盡量減小預(yù)留格柵混凝土面壓力變形，及時(shí)巡視工字鋼支撐情況，指導(dǎo)施工。澆筑過(guò)程中，注意振搗，以保證回填混凝土密實(shí)。

回填混凝土澆筑完成后，對(duì)回填面以上未填滿部分可采用噴射混凝土封實(shí)。

3.7主體初支扣拱

導(dǎo)洞背后回填后，在橫通道墻壁處超前預(yù)注漿，通過(guò)漿液固結(jié)地層，以防失穩(wěn)，而后進(jìn)行初支扣拱的開(kāi)挖支護(hù)。

基本工藝流程：打設(shè)超前小導(dǎo)管→馬頭門(mén)開(kāi)口→開(kāi)挖→設(shè)拱部格柵→預(yù)埋背后注漿管→噴射砼→拱頂初支回填注漿。

施工中應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：①扣拱施工前檢查小導(dǎo)管打設(shè)質(zhì)量及注漿情況，以保證開(kāi)口破除時(shí)拱部土體穩(wěn)定；②首榀扣拱格柵及連接筋與橫通道側(cè)壁格柵悍接牢固；③扣拱格柵與預(yù)埋于小導(dǎo)洞位置格柵采用連接板連接，采用扣拱格柵與預(yù)埋格柵連接鋼板圍焊牢固；④相鄰扣拱洞室錯(cuò)開(kāi)步距，待上個(gè)洞室開(kāi)挖支護(hù)10 m后，開(kāi)挖下個(gè)洞室；⑤各洞室上臺(tái)階預(yù)留核心土防止掌子面土體滑塌；⑥噴射混凝土前，在小導(dǎo)洞拱頂預(yù)埋背后回填注漿管，注漿管必須埋設(shè)至小導(dǎo)洞拱頂最高處，并在管頭加密注漿孔，防止因噴射混凝土堵住注漿孔而無(wú)法注漿；⑦格柵架設(shè)后，噴射混凝土封閉扣拱部位的同時(shí)將小導(dǎo)洞與之連接處噴實(shí)；⑧扣拱背后注漿回填在距全斷面開(kāi)挖支護(hù)閉合面5 m處進(jìn)行，注漿壓力控制0.2 MPa～0.5 MPa，注漿管間隔3 m[4]。

4 拱頂沉降監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)點(diǎn)包含拱頂沉降點(diǎn)和水平收斂點(diǎn)，監(jiān)測(cè)斷面共14個(gè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖6所示。根據(jù)圖6可知，導(dǎo)洞拱頂沉降最大值未超過(guò)10 mm，在許可范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)為期1年的監(jiān)測(cè)可知，拱頂沉降均滿足要求，拱頂穩(wěn)定可靠。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地鐵車(chē)站是大規(guī)模公共交通設(shè)施，其施工質(zhì)量和安全性直接關(guān)系到乘客的出行安全和乘車(chē)體驗(yàn)。地鐵暗挖車(chē)站導(dǎo)洞開(kāi)挖施工技術(shù)的研究可以提高施工過(guò)程的可控性和穩(wěn)定性，減少施工中的風(fēng)險(xiǎn)和事故，確保地鐵車(chē)站的安全運(yùn)營(yíng)。本文結(jié)合具體工程實(shí)例，根據(jù)導(dǎo)洞開(kāi)挖對(duì)地表的影響位移云圖，確定了導(dǎo)洞施工方案，詳細(xì)探討了地鐵暗挖車(chē)站導(dǎo)洞開(kāi)挖施工技術(shù)要點(diǎn)，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，導(dǎo)洞拱頂沉降最大值未超過(guò)10 mm，符合設(shè)計(jì)要求，通過(guò)合理的施工方案和關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，提高了施工質(zhì)量，確保地鐵車(chē)站的安全可靠。

參 考 文 獻(xiàn)

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編輯：楊洋