北京地铁10号线北土城站——安贞门站区间明挖段提前进暗挖隧道施工技术

· 施 工 技 术 · 北京地铁 10号线北土城站～安贞门站区问 明挖段提前进暗挖隧道施工技术 杜华林，石家志，祝明洪 (中铁隧道集团有限公司，洛阳 471009) 摘 要：在城市地铁暗挖隧道的施工中，经常要借助明挖车站 或 明挖 区间作 为 暗挖 隧道 的 施 工通 道和 提 升 口。为 了加 快进 度，需要在明挖车站或明挖区间未施工二衬结构的情况下提前 进洞。以北京地铁 1O号线北土城站一安 贞门站区间从区间明 挖段提前进 暗挖 隧道施 工为工程背景 ，介绍进 洞施工 的施 工组 织、施 工和技 术措施 ，确保提前进 洞的施 工安全 和质量 ，加 快 了施工进度 。保证 了节点工期。 关键词 ：北京地铁 1O号线 ；暗挖隧道 ；施 工措施 中图分类号：U231 文献标识码：B 文章编号：1004—2954(2008)12—0239—03 1 工程概况 (1)区间明挖段位置 北京地铁 1O号线 北土城 站一安 贞 门站 区问 (含 奥支联络线)正线全长 863．711 m，联络左线全长 889．805 m，除61 m区间明挖段外全部为暗挖隧道，共 收稿 日期 ：2008—08一lO 作者简介：杜华林(1977～)，男，工程师，2001年毕业于石家庄铁道学 院土木工程专业，工学学士。 设 3个施工场地 ，总平面布置见图 1。 北 至 ! 鱼 j 一 安贞门站 北土城站— — 站 图 1 北 土城 站一 安贞f】站 区间总平 面(单位 ：m) 区间明挖段位于安定路站西侧 ，明挖段西侧和南 侧分别为区间三联拱暗挖隧道和联络左线隧道，与区 间三联拱暗挖及联络左线暗挖隧道平面关系见图 2。 (2)区间明挖段概况 区间明挖段为矩形双层框架结构 ，采用 明挖顺做 法 施 工 。基 坑 长 60．78 m，深 16．68 m，宽 16．7～ 13．149 m。基坑南侧、西侧和北侧部分采用桩锚支护 体系，围护结构采用 4,800 mm 的钻孔灌注桩，间距 1400 mm，拉锚体系由三层锚杆及钢腰梁组成，一桩一 9 安装精度 钢管柱安装严格按照表 1要求进行控制。 表 1 钢管柱安装允许误 差 10 结语 通过劲松站在狭窄的导洞空间内进行钢管柱吊 装，证明使用的方法是成功的。在柱内混凝土浇筑完 铁道设计 RAILWAY STANDARD DESIGN 2008(12) 成后，对钢管柱顶高程、柱距及垂直度进行复核，均满 足设计要求。该站钢管柱安装方法简单可行，成本低， 为类似工程提供了借鉴和参考。主要体会如下。 (1)上下层导洞内必须采用闭合的同一导线网， 由于支撑系统存在一定 的压缩变形 ，钢管柱就位 固定 后及柱 内混凝土浇筑前均应对钢管柱垂直度进行多次 复核。 (2)由于导洞空间有限，钢筋笼与钢管柱一起吊 装操作难度大，节与节间连接质量可控性差，可在钢 管柱吊装前，将钢筋笼绑扎成型，最后采用套笼法安装 钢管柱。孑L内人工绑扎钢筋 (套笼法)是本站的做法 ， 建议有条件时钢筋笼应尽量采用“套笼法”施工。 (3)根据钢管柱 吊装操作 空间的需 要 ，上下层导 洞人工挖孔直径比钢管柱至少大 0．4 ITI，便于吊装与 固定 。 参考文献： [1] 彭泽瑞．北京地铁复一八线土建工程施工技术[M]．北京：中国科 学技术出版社，1990． 239 · 施工技术 · 杜华林，石家志，祝明洪一北京地铁l0号线北土城站一安贞门站区间明挖段提前进暗挖隧道施工技术 图2 区间明挖段与暗挖隧道的平面关系(单位：mm) 锚 ；基坑与安贞门站及安贞门站西北风道相接处均采 用放坡开挖、土钉支护，基坑采用周边管井降水。明挖 段开洞处沿开洞拱顶 范围内设 置 4,~o8 mm@300 mm 大管棚。基坑 的土层分布从 上往 下依次 为：杂 填土 (厚 1．1 m)、粉土(厚 1．5 m)、粉细砂 (厚 2．75 m)、粉 黏土(厚 7．06 m)、粉土(厚 6．33 m)。 (3)暗挖隧道设计概况 区间暗挖三联拱隧道中洞开挖轮廓线 8．O1 m (宽)×7．13 m(高)，采用“CRD法”施工。洞 口段支 护参数为：拱部 632 film小导管超前注浆、长8 m~bl08 mm大管棚，环距均为300 mm；4,6．5 mm，150 mm×150 mm钢筋网；格栅间距 0．5 m；30 am厚 C25喷射混凝 土。联络左线隧道开挖轮廓线 6．O0 m(宽)×6．33 m (高)。 (4)区问明挖段施工进展及存在问 按照地铁 lO号线工程总体筹划的要求 ，区间明挖 段施工区需要承担 100 m 区间三联拱暗挖隧道及 318 ITI联络左线暗挖隧道的施 工任务 ，区间明挖段的施工 进展直接制约着从 明挖进 暗挖进洞施工 的时间，关 系 着暗挖隧道的施工任务能否按期完成。 因施工前期区间明挖段一直受架空高压电缆及电 信电缆的影响，围护桩施工期间也先后提出了各种方 案以减小架空线对施工的影响。当架空线基本改移完 毕、第一层土方已经开挖时 ，比较节点工期的要求 已经 滞后46 d。为能严格落实节点计划要求，弥补施工前 期拆改延误的时问，必须采取可靠措施从明挖段尽早 进暗挖施工。 2 总体施工 明挖段基坑采用桩锚支护体系，施工一层锚杆开 挖一层，整个基坑基本同时开挖到底。本着“安全、合 理 、可行”的原则 ，为尽可能减小基坑 的暴露时间 、合 理加快进度 ，可以采取“基坑土方开挖到底后，进 暗挖 隧道施工与明挖结构施作同步进行”的方案，即区间 明挖段基坑土方开挖到底后 ，由基坑西端头提前进入 三联拱暗挖隧道(仅开挖中洞)和联络左线暗挖隧道 (通过增设 8．55 m临时横通道)施工，由基坑东端头 往西施工明挖结构。三联拱中洞开挖完成后 ，同步施 工三联拱中洞二衬和区间明挖段最西侧的最后一段结 构。明暗挖同步施工示意见图3。 = 一 ========= = 区间明挖段 明挖结构 长61 m) 施工方向 藉巍 ⋯— 图3 区间明挖段进暗挖隧道施工示意(单位：mm) 3 方案具体内容 按照暗挖隧道提前进洞 、区间明挖段结构和区间 暗挖隧道同步施工的总体方案实施，需要解决区间明 挖段基坑侧壁挂马头门的加固、基坑与联络左线临时 横通道的设置和区问明挖段结构施工顺序的合理组织 等主要问题，以确保提前进暗挖隧道的基坑安全和暗 挖隧道洞 口段的安全 ，并能够有效的加快进度。 (1)马头门加 固 从基坑侧壁开马头门需要破除基坑 围护桩，为保 证基坑的稳定和隧道洞口段的稳定，需要对开马头门 部位进行加固。马头 门的加 固从三方面进行 ：通过在 进暗挖破除桩的洞口范围增设角撑等钢支撑、增设环 梁沿洞 口轮廓把破除的围护桩连接成一整体 、把马头 门钢拱架与破除桩的桩身钢筋焊接在一起等措施来保 证基坑的稳定；通过对洞口段设置大管棚、管棚间设置 超前小导管超前加固拱部土体、马头门密排钢拱架等 措施来保证隧道洞 口段的稳定。 ①在马头门洞顶增设临时角撑 第二层锚杆往下1 800 mm为隧道开洞顶高程，洞 口围护桩破除后 ，洞 口上部与第二层锚杆之间的围护 桩成为悬臂结构 ，不利于基坑稳定。马头门破桩前，先 在原设计 中第二道锚杆下侧 1 500 mm、马头 门洞顶往 上300 mm位置增设一道斜角支撑，改善破桩后的围 护桩的承受土压力的性能，加强破桩后的围护桩横向 整体性，确保基坑安全。增设临时角撑的平面位置详 见图 4。 图4 区间明挖段破洞范围增设角撑及腰梁示意(单位：mm) 240 铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESIGN 2008(12) ④大 施工 y s删 脚 GⅣ 2008(12) RAILWA 铁道标准设计 y s 一。 · 施工技 术 · 北京地铁10号线北安区问综合施工技术 韩占波，祝明洪，石家志 (中铁隧道集团有限公司，洛阳 471009) 摘 要 ：结合北京地铁 lO号线北土城站一安 贞门站 区 间工程 ， 着重介绍隧道下穿密集商用建筑群、隧道立体交叉开挖、上层 滞水严重、地表上方建筑物严重损坏及新建电力隧道对建筑物 的影响下采取的施工措施 。 关键词 ：北 京地 铁 lO号线 ；复杂环 境 ；立体 交叉 ；建筑 物； 施 工 中图分类号 ：U231 文献标识码 ：B 文章编号：1004—2954(2008)l2—0242—05 1 工程概况 1．1 设计概况 北京地铁 10号线北一安 区间，起 点位于北 土城 收稿日期：2008—08—28；修回日期：2008一lO一06 作者简介：韩占波(1972一)，男，工程师。 站，终点位于安贞门站，标段含 10号线的双线区间及 10号线与奥运支线的双线联络线，10号线区间全长 860 Ill，奥运支线双线联络线：右线长 811．798 m，左线 长898．137 m。断面类型有单线隧道、双联拱隧道和 三联拱隧道 ，采用浅埋暗挖法施工 ，隧道平面见图 1。 隧道穿越区地质分布自上而下依次为： ①人工填土层 粉土填层、杂填土层，最大厚度为 0．3～6．4 m； ②第四纪全新世冲洪积层 粉土、粉质黏土、粉细 砂、局部夹中粗砂透镜体。最大厚度为 l0．2 m； ③第四纪晚更新世冲洪积层 卵石圆砾、中粗砂、 粉细砂、分布不连续，常以透镜体状分布，最大厚度为 13．3 m。 1．2 周边环境概况 隧道所经地段为重要的商业区，沿线客流集中，交 涧 髋雌； 量 ～‘’’ =======晏]： l 区间明挖段(长61 m) ； i 5000 L l i罱 ：：：：：：：：： 兰 ‘ 醒塔⋯一 一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“ 图 7 增设临时横通道平面位置(单位 ：mm) 明挖段结构施工从东往西施工，分段分层施作。 结构纵向共分 4段，先施工与安定路站相接处的结构， 最后施工与暗挖隧道接口段的10 m结构，结构分层采 用墙板分开施作。 (5)超前预注浆控制好注浆压力和注浆量，确保 达到设计的加固效果。为保证注浆质量，对超前注浆 效果进行定时抽查。 (6)开洞处必须在各项加固措施发挥作用后方可 破桩进洞，挂马头门时剔槽破除拱架处围护桩混凝土， 保留桩主筋与马头门拱架有效焊接。 (7)设专人对地表和支护结构的变形、位移进行 观测、监控，监测数据及时反馈至相关人员。发现有异 常应立即停止挖土，经分析原因，采取有效措施后，方 可继续施工。 4 质量安全措施 5 结语 (1)基坑开挖严格按编制的基坑开挖方案组织施 工，分层开挖，每一层锚杆张拉以后，才能开挖下一层 的土方。锚杆的施工质量至关重要 ，必须严格锚杆 的 钻孑L、灌浆、张拉等工序的控制，张拉锁定力必须控制 准确。 (2)每层锚杆 的钢腰梁必须 与基 坑 围护表 面密 贴，如有不密贴处 ，采用细石混凝土填实。 (3)开挖过程中按设计要求进行基坑降排水；开 挖如发现桩间渗、漏水，采用注浆及时封堵，防止基坑 失水而造成基坑变形。 (4)桩间支护必须按照技术交底施工 ，严格控制 挂钢筋网的牢固性和喷混凝土厚度。 242 在地铁工程的工程筹划中，暗挖隧道的施工工期 通常是工程的关键工期，一旦在某个环节出现延误 (尤其是工程前期的拆 、改 、移环节经常出现延误 的情 形)，要保证工程按原定的工期完工的加快进度的措 施中，明挖结构和暗挖结构的协调同步施工往往是最 有效的措施之一。 参考文献： [1] 屈智炯．土的塑性力学[M]．成都：成都科技大学出版社，1985：25 — 65． [2] 刘维宁，张 弥，邝 明．城市地下工程环境影响的控制理论及其 应用[J]．土木工程学报，1997，30(5)． [3] 施仲衡，张 弥，王新杰，等．地下铁道设计与施工[M]．西安：陕 西科学技术 出版社 ．1997． 铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESIGN 2008(12)