地铁区间隧道超小间距施工方法浅谈

2022-09-12

正文:

1 工程概况

麦岛站后设置停车线和单渡线, 停车线与左线的线间距为5.0m, 采用单洞双线矿山法断面;单渡线前设置单洞单线矿山法断面, 以满足道岔限界加宽和转撤机安装空间需要, 且兼做左线TBM接收洞。区间Z (Y) 34+343.558~Z (Y) 34+377.758为超小间距隧道, 左右线隧道间距1.3m, 长34.2m。

2 工程地质及水文地质概况

2.1 地形地貌

本区间沿线建筑多为多层民用建筑, 沿线地面标高为17.56~26.62米;地貌类型属剥蚀残丘, 表覆第四系全新统人工堆积素填土, 揭露第四系土层厚度0.5~5.0m。下伏燕山晚期粗粒花岗岩, 局部地段穿插有煌斑岩、细粒花岗岩等脉岩。

2.2 地层岩性

通过钻探揭示, 场区第四系厚度0.50~11.00米, 主要为第四系全新统人工填土 (Q4ml) 。场区内基岩以粗粒花岗岩为主, 煌斑岩、花岗斑岩呈脉状穿插其间, 现按地质年代由新到老、标准地层层序自上而下。

3 暗挖隧道超小间距隧道的开挖方法选择

小净距隧道是指并行双洞隧道间夹岩石厚度较小, 一般小于1.5倍隧道开挖断面宽度的一种特殊隧道结构型式。本施工方案中的岩柱厚度为1.3m, 属于超小间距的隧道施工。

3.1 总体施工顺序

测量放样→超前小导支护→钻孔爆破开挖→洞内通风→出渣→支护施工

3.2 隧道掘进开挖及支护分析

隧道开挖采用自制简易台车和风动钻机钻孔, 采用光面爆破技术。

Ⅳ级围岩和Ⅴ级围岩采用CD法开挖施工, CD法采用五步开挖支护成型施工, 短进尺、多循环、弱爆破的施工方法。Ⅳ、Ⅴ围岩采用CD法开挖及支护施工顺序如下:

1) 麦岛站~海游路站超小间距隧道段 (单洞双线隧道和步进洞隧道) 和一般小间距隧道段。两侧大断面隧道均采用CD法施工。为减少施工风险, 设计要求双线矿山法隧道二衬完成后才进行右线步进洞隧道施工和TBM掘进, 左线配线单洞双线矿山法Ⅳ、Ⅴ级围岩段 (ZSK34+343.558~ZSK34+459.77) , 现场根据围岩量测资料把中立柱调整为直段便于车辆通行。

2) 对于Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道, 施工中视具体情况, 采用5cm厚喷混凝土临时封闭掌子面。根据地质超前预报, 当发现围岩较破碎或地下水较多时, 应增设超前注浆小导管辅助施工, 以保证隧道施工及支护安全。

3) 开挖步骤如图1-CD法单洞双线段施工步骤图和图2-超小间距隧道段支护示意图, 每一步开挖后应立即初喷约40mm厚砼、然后挂网、架立钢架、打锚杆, 钢架与喷层间隙应楔紧, 架立钢架后, 复喷砼至设计厚度。

4) 原设计图中1、2、…表示开挖及支护顺序;Ⅴ、Ⅵ、…表示二次衬砌修筑顺序。根据现场施工工序及以往经验现场先开挖支护上半段面的左、右侧导洞 (开挖及支护吮吸调整为1、3、2、4) , 再开挖下半段的左、右导洞, 最后施工仰拱封闭成环。

5) 工字钢之间用φ22钢筋纵向连接, 环向间距1000mm, 内外均布置。工字钢与锚杆、外侧纵向连接筋需焊接牢固, 且在二衬施工前, 不得拆除临时中壁。

6) 每次开挖进尺长度为1榀初支, 且及时封闭初支。二衬施工时, 拆除临时支撑、浇筑二衬的纵向长度原则上按不大于10m考虑, 并根据监测情况进行调整。

4 超小间距隧道爆破施工设计

1) 施工以新奥法为依据, 采用人工或机械开挖, 必须爆破时应采用微震爆破, 严格控制爆破震动速率, 必要时应采用静态爆破措施, 以减少对围岩的破坏。

2) 根据专项方案评审专家意见, 防止结构施工完成后爆破对将来衬砌结构造成破坏, 建议对小间距隧道的初期支护进行加强支护后, 待超小间距隧道段左、右线隧道初期支护施作完成后再进行二衬结构的施工。

3) 两隧道根据地质情况, 先施工单洞双线隧道, 后施工步进洞隧道, 按同工序保持一定距离平行施工;先开挖的一侧隧道边墙开挖后即对两隧道间所夹岩柱体全部注浆加固初期支护体系、中夹岩墙与围岩共同组成承荷体系, 协同变形—承荷, 充分发挥围岩自身承载能力;步进洞隧道初期支护施工时, 拱部120°和靠岩柱侧边墙设φ42超前注浆小导管加强支护, 参数为L=3.5m@0.4×1.5m;在后施工的步进洞隧道中, 对先施工的配线隧道锚杆进行割断处理, 并与后施工隧道的钢架和钢筋网焊接, 形成对拉锚杆;后施工隧道锚杆不得进入先期施工隧道的初支外轮廓线。