弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土開挖在富水砂層中的應(yīng)用

1、<p>　　弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土開挖在富水砂層中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：本文以青島地鐵富水砂層隧道為例，針對弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土工法的特點(diǎn)，設(shè)計出合理的施工方案，并對施工技術(shù)進(jìn)行了設(shè)計和研究。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：隧道富水沙層施工 </p><p>　　中圖分類號：U459文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號： </p><p>

2、　　青島地鐵一期工程（3號線）河河區(qū)間為單洞單線暗挖隧道，馬蹄形構(gòu)造，區(qū)間隧道起始里程為：K16+149.875，終點(diǎn)里程為K17+24.969，右線線路總長876.09m，左線線路總長為884.295。本段隧道穿越地層為飽水砂層，埋深2.5～10.5m，區(qū)間線間距為13~36.35m。地層較為復(fù)雜，分層較多，主要為素填土、粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、中砂、粗砂、礫石層，層厚約為30-40cm。地下水位較高，水位埋深1.1m-4.8m。穩(wěn)定性較差，

3、采用弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土開挖法。 </p><p><b>　　1、施工工藝原理 </b></p><p>　　弧形導(dǎo)坑留核心土法是將隧道斷面分成左右兩個側(cè)壁坑和中洞核心三大部分開挖。短臺階分兩層開挖，這種工法有利于控制拱頂沉降、穩(wěn)定掌子面。 </p><p>　　2、施工工藝優(yōu)化研究 </p><p>　　施工工序說明：

4、弧形導(dǎo)坑留核心土法開挖支護(hù)程序如圖所示。 </p><p>　　弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法施工工序圖 </p><p>　　2.1利用洞口導(dǎo)向措施或洞身上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道洞身縱向超前支護(hù)，開挖頂、側(cè)①部，同時，每進(jìn)尺0.5m，掌子面噴8cm厚混凝土封閉；施作頂、側(cè)①部導(dǎo)坑周邊的初期支護(hù)，架立鋼架，并設(shè)置鎖腳錨桿；復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。 </p><p>　　2.2

5、開挖 ② 部，同時，每進(jìn)尺0.5m，掌子面噴8cm厚混凝土封閉。 </p><p>　　2.3開挖 ③部并施作下導(dǎo)初期支護(hù)和臨時支護(hù)，步驟及工序同①。 </p><p>　　2.4每掘進(jìn)7m施做帷幕注漿，注漿范圍為開挖輪廓外2m，注漿長度10m，搭接3m。 </p><p>　　2.5灌筑 底部仰拱。 </p><p>　　2.6根據(jù)監(jiān)控量測

6、結(jié)果分析，待變形收斂后或根據(jù)需要，利用襯砌模板臺車一次性灌筑二次襯砌（拱墻襯砌一次施作）。 </p><p><b>　　3.施工方案優(yōu)化 </b></p><p>　　在富水砂層中開挖情況千變?nèi)f化，應(yīng)針對不同情況對方案進(jìn)行優(yōu)化: </p><p>　　使用PC60挖掘機(jī)配合人工挖裝，使用小型運(yùn)輸車輛，增加會車段或增加聯(lián)絡(luò)通道解決了大型設(shè)備施展

7、不開，工效低的問題。減少側(cè)面核心土，增大作業(yè)面。核心土分成3個臺階，一方面減少開挖下導(dǎo)時核心土坍塌，另一方面上導(dǎo)施工時有行走通道。根據(jù)地層情況增減核心土長度，上導(dǎo)地層較差、掌子面滲水較多時拉長核心土，以利掌子面穩(wěn)定，上下導(dǎo)交界處滲水較多時應(yīng)減少核心土，及時封閉成環(huán)進(jìn)行初支背后注漿。 </p><p><b>　　4．施工關(guān)鍵技術(shù) </b></p><p>　　4.1超

8、前小導(dǎo)管施工 </p><p>　　超前小導(dǎo)管采用3m長、外徑42mm、壁厚3.5mm熱軋無縫鋼管，小導(dǎo)管環(huán)向間距30cm，縱向間距1m,拱部120度設(shè)置，前端200mm呈尖錐形，管壁周圍鉆10mm的注漿孔，孔距150mm梅花形布置。傾角：外插角15°為宜，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。 </p><p>　　注漿材料選用水泥、水玻璃雙液漿，水泥漿與水玻璃體積比為1:1，注漿壓力：0.

9、3～0.5MPa。 </p><p>　　每每打完一排鋼管注漿后，開挖拱部及第一次噴射混凝土、架設(shè)鋼架。初期支護(hù)完成后，隔1m再打另一排鋼管，超前小導(dǎo)管保持1．Om以上的搭接長度。小導(dǎo)管要求逐根施工。即一根鉆孔、安裝鋼管、壓漿，封孔后再進(jìn)行下一根施工。 </p><p>　　4．2初期支護(hù)施工 </p><p>　　4.2.1初噴。在開挖完后，為有效減少圍巖變形，要

10、立即進(jìn)行混凝土初噴施工，噴射厚度一般為3-5cm。 </p><p>　　4.2.2鋼拱架的制作與安裝。鋼拱架集中制作，現(xiàn)場安裝。制作時要注意格柵鋼架彎制弧度和連接板角度準(zhǔn)確。焊接質(zhì)量要求達(dá)到設(shè)計及規(guī)范相關(guān)要求；安裝要按照測量尺寸架立并根據(jù)地質(zhì)情況及圍巖監(jiān)控測量的結(jié)果留夠預(yù)留變形層，防止出現(xiàn)侵限現(xiàn)象。 </p><p>　　4.2.3鋼筋網(wǎng)片的制作與安裝。鋼筋網(wǎng)片集中制作，現(xiàn)場安裝。制作時

11、要確保鋼筋質(zhì)量及加工尺寸，安裝時應(yīng)注意鋼筋網(wǎng)的搭接長度及其與鋼拱架之間要焊接牢固。 </p><p>　　4.2.4噴射砼施工。噴射混凝土采用濕噴工藝，嚴(yán)格按設(shè)計配合比配料、拌和?；旌狭显谶\(yùn)輸、存放過程中，嚴(yán)防雨淋、滴水及大塊石等雜物混入，裝入噴射機(jī)時過篩；噴射作業(yè)應(yīng)分段、分片，按自下而上、先墻后拱順序?qū)嵤慷伍L度不宜超過6m；噴射作業(yè)時，噴嘴垂直受噴面做反復(fù)緩慢螺旋形運(yùn)動。螺旋直徑約20-30cm，同時與受噴

12、面保持一定的距離，一般可取0.8-1m，若受噴面被鋼筋網(wǎng)或格柵鋼架覆蓋時?？蓪婎^稍加傾斜，但不小于70°，以保證混凝土噴射密實(shí)，保證鋼支撐背面填滿混凝土粘結(jié)良好。 </p><p>　　4.2.5初支背后回填注漿。處置背后回填注漿能有效地減少圍巖變形。下導(dǎo)封閉成環(huán)后要及時進(jìn)行初支背后回填注漿，回填注漿管不宜過長，以穿透噴射砼層，進(jìn)入地層20cm為宜。注漿壓力控制在0.5Mpa以內(nèi)。 </p>

13、;<p><b>　　4.結(jié)束語 </b></p><p>　　弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土工法能夠有效控制沉降，減少掌子面失穩(wěn)危險但施工空間較小，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置核心土大小。這種工法機(jī)械化程度不高，個人勞動強(qiáng)度大，進(jìn)度也是不快。在洞口段。施作超前大管棚來加固軟弱地層，遇到特殊地段，需設(shè)計采用超前雙層小導(dǎo)管。初期支護(hù)和二次襯砌施工，需嚴(yán)格按照施工方案設(shè)計的要求進(jìn)行，及早封閉。 <