地鐵淺埋暗挖法施工中初期支護的工藝做法及要求

摘要: 沈陽地鐵2#線文體路-五里河區間，地質情況復雜，施工難度較大，本文介紹了淺埋暗挖法地鐵隧道中初期支護的工藝做法和要求，確保了施工安全和工程進度。

關鍵詞: 初期支護工藝做法及注意事項

前言

隧道施工淺埋暗挖法的施工原則是:早進洞、晚出洞、管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測。在施工工序上堅持“開挖一段，支護一段，封閉一段”的基本工藝。

城市隧道在開挖掘進過程中，地質情況千變萬化，由于圍巖松散、覆蓋層薄等不利條件，極易造成塌方、冒頂等事故，隧道上方各種管線星羅棋布，隧道開挖過程中造成的地表沉降極易引起管線的變形而發生透水事故，對工程及人員安全造成威脅，所以施工安全就顯得尤為重要。對于上述情況，我們經常采用超前支護的手段加以解決，例如使用超前管棚、砂漿錨桿、注漿小導管等加固措施，現在有了地質雷達探測等先進手段和儀器，可以做地質預報，更為超前支護的方案選則提供正確的技術支持。

沈陽地鐵二號線文—五區間隧道全長1587米，分別采用臺階法、中隔壁法(CD)、雙側壁導洞法開挖支護形式。隧道頂部覆土約9～11m左右(覆跨比為1.5，近似淺埋隧道)，開挖中采用超前小導管及大管棚注漿加固、格柵鋼架、網噴砼、二次襯砌聯合支護體系。

施工工藝

一、區間正洞的破除

第一步:沿隧道拱部破除一條寬約30cm，深約20cm的環向導坑(以能放下一榀格柵為原則)。然后，安裝拱頂格柵，及拱頂格柵兩側的格柵，待兩側格柵安裝完成后立即打設好鎖腳錨管，需要注意的是:正洞格柵應與被截斷的橫通道格柵加筋焊接。

第二步:破除上臺階剩余部分混凝土，按上下臺階法進行正線上臺階施工，進尺3m左右。

第三步:沿隧道邊墻及仰拱破除一條寬約30cm，深約20cm的環向導坑(以能放下一榀為原則)。然后，安裝仰拱部分格柵。

第四步:全面破除正洞剩余部分的鋼筋混凝土，然后，分上下臺階平行向前推進。

二、臺階法施工工藝

隧道開挖施工時，先在隧道拱部打入超前小導管并注漿，對拱部進行加固和超前支護，采用風鎬、風鏟配合人工開挖。上臺階預留核心土，人工用手推車將渣土棄至下臺階，每循環進尺0.5米。開挖后及時噴射混凝土，對開挖面及開挖掌子面進行封閉，及時支立上臺階格柵鋼架，噴射混凝土封閉，然后進行下一循環施工。下臺階人工開挖，采用機械翻斗車運土至豎井口。

本區間隧道左、右線間距較近，洞體間距較小，左右并行開挖對安全不利，因此在施工工期及進度安排上，左、右線隧道開挖面距離均保證錯開15m以上，以確保開挖施工的安全。

隧道通過處地下水豐富。施工中降水必須先行，通過降水將地下水位降至結構底板以下1m，保證隧道開挖處于“無水”作業。

1.超前支護

拱部120°范圍內采用小導管超前支護并預注漿加固地層，根據不同的地層選用不同的注漿參數，具體參數由試驗室通過試驗提供。

2.開挖初支

在超前小導管注漿的支護下，采用上下臺階法開挖，人工開挖上部預留核心土，人工用手推車將碴土棄至下臺階。每循環進尺0.5m，每開挖一循環立即進行拱部初噴混凝土封閉，厚4-6cm，掛網架立格柵鋼架復噴混凝土至設計厚度。下半斷面緊跟，形成3m～4m短臺階。當土體自穩能力極差時，為避免掉拱，下半斷面分兩次開挖，先挖左(或右)半部分，立即掛網架立格柵噴混凝土后再開挖另一半，下半斷面循環進尺仍為0.5m。

3.作業程序說明:

(1)布管:超前小導管選用Φ32mm，壁厚3.25mm，長1.8m的鋼管加工而成，導管設于拱部范圍內，環向間距0.3m，外插角7～10°，每格柵鋼架打設一次，每環小導管間縱向搭接長度1.3m，小導管尾端與鋼架焊接為一體，注漿加固。

(2)上臺階導坑開挖:人工沿拱部輪廓線開挖，人工扒碴，預留核心土，循環進尺0.5m。

(3)初噴混凝土:在拱部開挖后立即進行初噴4~6cm厚混凝土，封閉找平開挖面，防止圍巖表面剝離坍落。

(4)支立格柵鋼架:格柵鋼架由主筋Φ22鋼筋按設計焊接而成，格柵鋼架安設緊貼初噴混凝土面，每排格柵鋼架采用4根Φ22徑向定位筋固定，鋼架間距0.5m，鋼架之間的縱向連接用Φ22鋼筋，每隔0.5m設一根，與主筋焊接。兩側拱腳處各設兩根Φ32，長2.5m鎖腳錨管，并與鋼架焊接，注漿加固土體。

(5)掛網:鋼筋網采用Φ8鋼筋焊制，網格間距150mm×150mm，鋼筋網在初噴和架立格柵鋼架間鋪設。鋼筋網搭接長度不小于200mm。

(6)噴射混凝土:采用潮噴方式，復噴分層達到設計厚度，摻和一定量的速凝劑提高早期強度。

(7)上臺階進尺3～5m后，開始下臺階開挖，下臺階采用人工開挖，每循環進尺0.5m，翻斗車運輸。

(8)下臺階初噴

(9)掛網、立設下部邊墻和仰拱格柵鋼架復噴至設計厚度。

(10)主要施工測量控制:區間正線每洞室以三個激光導向儀進行控制，拱腰位置及拱頂位置安放，在掌子面附近用帶孔的鋼板進行高程及中線控制，定期對該導向儀進行復核，拱腰處應有技術人員現場進行設計高程測量控制，該正線左右線共有六個不同曲線，所以要每五米進行拱腳同步差的校正，保證格柵線路法線方向位置的正確性。施工前做好詳細施工交底。保證開挖及支立格柵鋼架的正確性。

三、雙側壁導洞法施工工藝

雙側壁導洞法施工時，隧道分成兩側洞和中洞三部分開挖，開挖順序為見下圖，側洞開挖完后隨即進行側洞襯砌，側洞襯砌完成后進行中洞初支。各部每次開挖進尺為一個格柵間距，嚴禁多榀一次開挖。在各開挖分部時，按正臺階法分兩臺階開挖支護，臺階長度2～3m。超前支護及施工注意事項見臺階法。如(雙側壁導洞法初期支護施工工序示意圖)

四、施工注意事項:

(1)施工過程中，應嚴格按照設計預埋注漿管及時進行初支背后回填注漿。

(2)按照施工測量和監測方案預埋好各種點位，并在施工時加強對這些點位的保護。

(3)施工時，由于采用小型機動翻斗車運輸，注意加強仰拱部位的保護。

(4) 開挖循環進尺宜為每榀格柵間距0.5m。

(5) 嚴格控制隧道開挖的中線和水平，開挖輪廓要圓順，防止超挖，杜絕欠挖，局部欠挖處人工修鑿，但要充分考慮施工誤差及預留變形。

(6) 隧道開挖時保留核心土，待拱部初支完成后再開挖核心部分土體。下半部采用機械開挖時注意避免超挖，底部土方留30cm人工清理。

(7) 當隧道圍巖自穩能力較差時，應盡可能縮短開挖臺階長度，盡快使初期支護閉合成環。

(8) 鋼格柵接頭采用連接板和螺栓連接以方便安裝。格柵安裝位置要準確，各節點要對齊，連接要牢固，確保格柵可靠受力。

(9) 為防止格柵承載下沉。鋼格柵下端設在穩固地層上，或設在木板、擴大鋼板、混凝土墊塊上。

(10) 為防止開挖下部引起格柵懸空出現下沉，可在上半斷面格柵拱腳施作鎖腳錨桿管，或在拱腳下設縱向托梁把幾排格柵連成整體，下部開挖后及時拼接。

(11)初支結束后及時回填注漿，漿液為1:1單液水泥漿。

(12) 作好開挖的施工記錄和地質斷面描述，加強對洞內外的觀察。

(13)開挖過程中必須加強監控量測，當發現拱頂、拱腳和邊墻位移速率值超過設計允許值或出現突變時，應及時施工臨時支撐或仰拱，形成封閉環，控制位移和變形。

(14)超前注漿每榀一次，鎖腳錨管注漿每榀一次，只有注漿完成并凝固以后，再進行下一榀的開挖支護。

(15) 每榀鋼架安裝完成后，現場質檢工程師必須檢查其中線、標高及凈空尺寸、焊接質量等符合設計和規范要求后，上報現場監理工程師，經驗收合格后再噴射混凝土。

結束語:

在歷經近15個月的施工后，區間已經順利貫通，現在正在進行二襯施工，由于施工中嚴格遵守開挖步序，配合監控量測數據，科學的指導施工，保證了開挖進度和安全。

施工過程中總結經驗如下:

(1)一般情況下根據圍巖情況、開挖方式、進度要求、機械配套等情況，將超前錨桿、小導管、管棚、臨時仰拱、地表錨桿注漿等超前支護手段結合使用;

(2)加強監控測量

對于隧道施工必測項目，如淺埋隧道地表下沉、拱頂下沉與凈空變化、圍巖壓力等進行適當監測，并將檢測結果分析，及時采取措施，修正施工方案。

(3)選擇正確的開挖支護方法

根據實際地質情況，選擇適當的開挖方案，充分利用圍巖的自穩性，可以在保證安全的前提下，降低成本，加快施工進度。

(4)隧道施工由于地質情況復雜多變，而且安全壓力極大，行之有效的辦法就是結合實際進行動態設計，加強地質預報和變形量測，盡可能采用新技術、新工藝、新設備，從而在保證安全、質量、進度的前提下，取得較好的經濟效益。

參考文獻:

《鐵路隧道施工規范》TB10204-2002

《鐵路隧道工程施工質量驗收標準》TB10417-2003

《鐵路隧道噴錨構筑法技術規范》TB10108-2002