立交隧道穿越民房施工技.doc

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1、立交隧道穿越民房施工技术刘江涛（中铁隧道集团二处有限公司南京地铁TA01标项目经理部 南京 210012）摘要：安德门站宁丹路站区间隧道与小行车辆基地出入段线入线隧道在民房下成立交隧道。本文结合现场施工介绍了这两隧道的施工方案，并详细分析穿越民房下的立交隧道施工的技术难点，探索控制民房沉降的施工技术措施。关键词：立交隧道、浅埋、软岩、穿越民房、超前注浆、径向注浆、掌子面注浆、换撑1 引言城市地铁暗挖隧道施工周边建构筑物复杂，采用矿山法施工对建筑物的保护成为施工中的重点和难点，而在国内立交隧道下穿民房施工质量管理和控制措施尚未有成熟的施工经验参数。为保障立交隧道上方民房的安全，主要从限制地表沉降

2、和控制房屋基础的不均匀沉降入手，找出控制房屋不均匀沉降的有效技术措施和施工质量控制要点具有重要意义。为确保南延线的总体工期，施工中先施工区间隧道，后施工下穿隧道，如何保证上穿区间隧道结构不受破坏及地面建筑物不均匀沉降，是施工中难重点。2 工程概况2.1工程位置及设计参数南京地铁一号线南延线隧道TA01标段，安德门站宁丹路站区间隧道位于南京市雨花台区，从设计起点安德门站起沿宁丹路西侧行走，下穿多栋1-5层商业、住宅、办公楼，沿线所属地貌为构造剥蚀丘陵岗地区，地势起伏较大，区间岩土体结构比较复杂，岩体埋藏很浅。安宁区间隧道在K1+184.7K1+221.9处与小行车辆基地出入段线入场线RK0+28

3、8.6RK0+327上下叠交，成26左右的夹角，立交段长38m左右，入场线下穿区间主线隧道。立交隧道上穿越回民殡葬服务所、殡仪馆等单位的建筑物。立交隧道平面图、隧道立面图见图1、图2，两隧道支护参数见表1。图1 立交隧道平面关系图 图2 立交隧道立面关系图 区间隧道和下穿隧道支护参数 表1衬砌编号施工工法高度(m)宽度(m)喷砼二衬超前小导管WTD25中空锚杆钢筋网格栅钢架mmmm长度纵距范围长度间距(mm)直径间距（mmmm）间距（m）范围区间ACRD工法8.3710.783004003m1.5m150双排3.511边墙6.5双层1501500.5拱墙下穿入段线台阶法6.9678300400

4、3m1.5m150双排3.511拱墙6.5单层1501500.5拱墙2.2水文地质情况区间隧道覆土从上到下依次为：杂填土（-1）、粘土（-3a1）、粉质粘土混卵砾石（-3e）、强风化泥质粉砂岩（K1g-1a）、中微风化泥质粉砂岩(K1g-2-3a) 等层。沿线岩石的性质、强度不均，风化程度、风化厚度不一，强度较低，属极软质岩，自稳定能力差。地质剖面图见下图3。 图3 立交隧道处地质剖面图根据南京地铁一号线南延线XK01标安德门站宁丹路站区间地质勘察补充说明（2008年1月21日），安宁区间掌子面处地层变化较大，地下水丰富，该段基岩裂隙较发育，区域填土厚度最深处达7.8m，填土物质成份杂，透水性

5、好，为一汇水区，填土中地下水沿裂隙下渗，而下部基岩为极软岩，遇水极易软化，岩石强度降低，岩面易失稳。区间隧道开挖施工，掌子面渗水严重；初期支护完成局部滴渗水较大。下穿隧道开挖施工中渗水严重。2.3 地面建筑情况隧道立交段地表建筑物情况见表2。 区间隧道安德门方向上方建筑物情况 表2 序号房屋类型所属单位基础类型房屋功能建筑层数覆土厚度（m）岩石层厚度（m）建筑物位置1砖混结构回民服务所天然地基浅基础办公楼212.22.9K1+206K1+220 RK0+290RK0+3022砖混结构殡仪馆10m长桩基础办公及食堂213.34.8K1+185K1+1953砖混结构殡仪馆天然地基浅基础办公楼313

6、.34.8K1+185K1+195项目部在施工前委托南京市房屋安全鉴定处对3座建筑物进行鉴定，对房屋作沉降、倾斜观测、裂缝测观测。3 施工总体安排为保证南延线总体工期的实现，采用先施工上行区间隧道，后施工下穿单线隧道。两隧道上台阶开挖均采用人工开挖，下台阶采用爆破开挖。根据监测数据分析，在上行隧道变形稳定的情况下，换撑施工上行区间隧道的仰拱及隧底填充混凝土，后根据监测数据情况进行拆除临时支撑，进行隧道拱墙混凝土浇筑，最后施工单线隧道的二次衬砌施工。4 施工技术4.1 施工方案区间隧道，采用CRD工法施工，上下左右掌子面错开35.0m。上台阶开挖采用留核心土，人工开挖，人工出渣，下台阶采用控制爆

7、破，机械出渣。下穿隧道，采用台阶法施工，台阶控制在46m之间。上台阶留核心土，人工开挖拱部，控制爆破开挖拱脚及核心土部分，机械出渣。4.2 施工技术根据隧道内施工的特点，该立交隧道地段采取的主要施工技术：1、减少隧道爆破开挖对区间隧道及建筑物结构造成的破坏技术；2、加强地质预探，加密超前小导管，注浆加固地层技术；3、隧道掌子面注浆加固技术；4、隧道结构周围进行径向注浆加固技术；5、临时支撑换、拆技术。4.2.1 减少隧道爆破开挖对区间隧道及建筑物结构造成的破坏技术1、区间隧道人工开挖上部，下部控制爆破。区间隧道采用CRD工法施工，上下左右掌子面错开35.0m。区间隧道开挖、部采用人工风镐开挖拱

8、部及周边，掌子面预留核心土以发挥掌子面三维支撑作用，人工出渣；下台阶、部采用弱爆破的方法开挖，配合机械出渣。图4 安德门方向CRD施工顺序图2、下穿隧道上台阶人工开挖，下台阶控制爆破开挖。3、施工不断的优化爆破技术。内部监测爆破震动速度小于1.0cm/s，并请地震局专家对施工中的爆破进行测量，数据显示爆破震动速度远远小于1.5cm/s。下台阶隧道爆破采用导爆管起爆法。采用孔内微差控制爆破，非电豪秒雷管起爆。并科研所及地震局的专家进行爆破震动速度的测试，测试结果数据显示爆破震动速度远远小于1.5cm/s。图5 区间隧道“CRD”工法施工现场图6 区间隧道人工开挖上台阶，留核心土施工图7 区间隧道

9、掌子面预留核心土施工4.2.2 加强地质预探，加密超前小导管，注浆加固地层技术1、加强超前地质预探。针对地质情况的不确定的因素，对工区钻爆班及工区值班人员进行培训，提高思想认识，加强超前地质探孔的预报工作。每次开钻前先施作探孔，确认前方围岩情况，确定钻爆的进尺。图8 超前地质预报部位、角度示意图2、加密超前小导管。超前小导管长度3.0m，环向间距30cm，纵向间距1.5m，拱部150范围内布置。由30mm的设计小导管间距加密到250mm，长度3.0m。在加密超前小导管注射水泥-水玻璃双液浆止水。浆液采用水泥-水玻璃双液浆，水泥水灰比为0.5：1，水泥浆水玻璃浆液比为1：1，双液浆凝结时间控制在

10、12分钟，压力控制在0.20.8Mpa。图9 超前小导管加密图3、施工中注意各工序之间的衔接，减少围岩暴露时间,作到快速封闭掌子面。4.2.3 隧道掌子面注浆加固技术；根据掌子面围岩情况进行掌子面加固注浆。浆液采用水泥-水玻璃双液浆，水泥水灰比为0.5：1，水泥浆水玻璃浆液比为1：1，凝结时间控制在4560s以内。压力控制在0.20.5Mpa。掌子面注浆加固图见下图。掌子面加固注浆管，适用于围岩局部地段掌子面开挖不稳时，对掌子面加固注浆。注浆顺序为，施工中根据情况可采用跳孔注浆方式注浆。注浆管采用42钢管，单根长度10.0m，环向间距为1.0m，注浆压力为0.51.0Mpa。注浆前先封闭掌子面

11、，厚度200mm网喷混凝土。图10 掌子面注浆孔布置图图11 注浆效果图1图12 注浆效果图24.2.4 对隧道初支径向注浆加固技术在隧道初期支护布置大于60角的径向注浆管，加固隧道周围地层。环向、纵向间距15001500mm，单根长度3.0m。CRD施工中临时支撑背后同样需径向注浆加固。注浆参数同超前小导管注浆参数。小导管及径向注浆管布置见图13。图13 小导管及径向注浆管布置图4.2.5 换拆支撑技术1、换撑施工在区间隧道开挖完成后，在仰拱上布置监测沉降点，下穿隧道在开挖支护施工中，监测数据显示，仰拱结构变化很小，施工中 采用换撑的方法拆除下中立柱，施工隧道仰拱及隧底填充。换撑示意图见下图

12、14。图14 换撑示意图2、拆除支撑前提拆除支撑施工只有符合下述三个条件后，方可进行拆除临时支撑的施工： 进行全面系统堵漏、回填注浆，尤其是滴渗严重的部位； 拱顶沉降基本稳定，监测数据时沉曲线趋于平稳，拱顶沉降变化小于0.15mm/天，收敛点变形小于0.03mm/天; 在隧道拱顶布置观测沉降点，边墙部位布置收敛点，并记录拆除前的初始数据。3、除临时支撑施工流程拆除原则是稳定一段拆除一段，间隔3m拆除3m。先拆除破除中立柱混凝土，后割断中立柱，监测初期支护变形情况，根据监测数据决定是否拆除；临时仰拱同法进行。拆除前进行拆除方案验证实验。拆除临时支撑施工流程如下图15。（1）拆除时由k1+221处

13、向k1+185拆除。考虑安全因素等，由上往下拆除，先破除、割断后拆除。施工时破除先拆除支撑的喷射混凝土，连接钢筋不动，最后拆除。（2）采用先割断，根据监测数据决定是否拆除的方法。割断时，现场观测割断前后的沉降情况，并根据割断后3天的不间断监测数据来确定是否可进行拆除，拱顶沉降速率控制在0.15mm/天，收敛点变形控制在0.03mm/天，则可进行拆除，否则及时焊接割断的临时支撑；（3）割缝采用割斜线的方法（见示意图17），缝宽8mm，防止沉降过大，则可及时补焊，焊接采用在肋板处加钢板加强焊接质量；（4）稳定后，再进行临时仰拱的拆除（先拆除右侧的临时仰拱后拆除左侧），采用同样的方法，先割端后拆除。

14、（5）最后再进行剩余临时支撑的拆除。方法同上。如在拆除过程中变形过大或不正常沉降等，必须停止拆除或割断作业，并采取补救措施，注浆加固或加撑等工作。图15 拆除临时支撑流程图图16 临时支撑拆除步骤图图17 割断、补焊临时支撑的示意图5 结束语随着我国城市现代化水平的不断提高，地铁建设项目的数量和规模逐渐增大，地下空间的开发利用也向多元化、立体化方向发展，不可避免的出现立交隧道或穿越民房的问题。立交隧道的施工为我们单位在城市地下工程施工方面积累了宝贵的经验，为以后类似工程施工方案的确定提供了参考。参考资料1. 关宝树、郭兆林著，隧道及地下工程，西南交通大学出版社，2002，1，第一版。2. 南京地铁一号线南延线TA01标施工设计文件。3、南京地铁一号线南延线TA01标施工组织设计 中铁隧道集团有限公司。