暗挖地铁隧道施工技术研究论文
时间：2021-08-31摘要:本文主要分析了西安地铁三号线青龙寺～延兴门暗挖区间复杂地质以及高深基坑情况下暗挖地铁隧道施工的方法和施工技术措施，并讨论了施工中如何提升施工的品质，提出了提升施工安全、质量、文明施工的一些具体措施，希望能够为今后的施工提供参考。
关键词:复杂地铁;高深基坑;暗挖地铁隧道;施工技术
复杂地质以及高深基坑暗挖地铁施工的过程中，降水、地层加固处理、控制沉降、预防掌子面坍塌是最为关键的一个环节，应用浅埋暗挖施工方法，一定要抓住施工的要点和方法，并构建施工的安全、质量管理体系，确保施工的有效性和合理性。
1工程概况
西安地铁三号线青龙寺～延兴门暗挖区间自陕西省微生物研究所起始，沿西影路东行至正大制药厂后，向北拐至陕西省西安监狱，最后穿过延兴门到达延兴门站，该暗挖段下穿西安正大制药厂及西安监狱。区间设置临时施工竖井及横通道一处，竖井深度达到42m，根据竖井所处的环境条件、地质条件、断面大小及深度、施工使用要求借鉴西安地区已建工程的成功经验，采用喷锚及格栅钢架联合支护。
2不良地质及特殊岩土
2．1不良地质
f7地裂缝及其分支裂缝f7－1在本工点东部西影路与经五路十字北约150m处通过，走向NEE向，倾向南，倾角约80度。本暗挖段内f7、f7－1地裂缝与左线分别在ZDK26+902.944、ZDK26+892.327相交，f7－1地裂缝与右线在YDK26+918.248相交。地裂缝与线路平面关系图
2．2特殊岩土
工点地表广泛分布有人工填土，主要为1－1杂填土，局部为1－2素填土。1－1杂填土:层厚0.10～6.70m，层底深度0.10～6.70m，层底高程422.50～440.10m;1－2素填土层厚0.30～3.90m，层底深度0.80～5.30m，层底高程421.47～439.37m。上述人工填土土质结构疏密不均，成份较复杂，工程性质差。本暗挖区间隧道顶部分布有层厚5.3～8.1m的饱和软黄土，且3－1－1新黄土(水上)e=1.061，具有大孔隙，压缩系数a1－2=0.67MPa－1，属高压缩性土，工程性质较差，浸水后工程性质易恶化，天然状态及浸水状态均会产生较大的不均匀沉降。3－1－2新黄土(水下)e=0.918，具有大孔隙，压缩系数a1－2=0.32MPa－1，中等压缩性，水位降低后将会引起较大的压缩沉降。
3施工控制关键技术
3．1洞内水位控制
无水作业是保证区间暗挖隧道施工安全的前提条件，根据工程地质及水文地质资料显示，青龙寺～延兴门区间暗挖段拱底埋深约37.5m，拱顶埋深约27.4m，此段地下水位位于地面下约12m，隧道洞身均已进入地下水位线以下，要达到无水作业的条件，降水深度需达到25m左右，隧道洞身地层范围内岩层主要为第四系中更新统老黄土及古土壤，均为含水层，无连续隔水层分布。在西安黄土地质条件下，基坑及隧道降水深度达25m，施工目前未有工程实例，由于降水深度比较大，暗挖施工降水难度大大提高，同时由于隧道顶部分布有层厚5.3～8.1m的饱和软黄土，饱和软黄土呈软塑～流塑状态，属高压缩性土，降水后的压缩沉降引起的地面沉降会造成地下管线、地面建筑物的破坏。青延暗挖区间采用以下措施控制水位:(1)由于暗挖段降水降深大，采用普通降水井无法达到降水效果，采用二级降水法分阶段进行降水施工，即采用双排降水井降水。第一阶段，采用外排降水井将地下水位降至地下25m以下，然后将地下水位维持在地面以下25m左右，待地面沉降稳定后再进行第二阶段降水;第二阶段，采用内排降水井降低地下水位，利用内排降水井保证洞内无承压水及大股明流水。在降水过程中加强对周边建筑物的监测，根据监测反馈信息的分析，当地面沉降过大达到报警值时应停止降水，采用洞内超前注浆方案。区间隧道施工前须做降水试验，将水位降至洞顶以下1m处，观察实际地面沉降量。如实际地面沉降量在允许范围内，则逐步降到洞底以下1m;如实际地面沉降量超过允许范围，则应停止降水，并及时采用井内回灌或采取洞内注浆止水，确保地面建(构)筑物安全和基坑无水作业。(2)WSS注浆。洞内引进WSS洞内深孔注浆技术，通过浆液扩散，将浆液充填地层土体空隙内，固结地层，隔离外来水体，达到止水帷幕的止水效果，将洞外井点降水与洞内WSS注浆相结合的.方法，阻止了地下水侵入掌子面，保证干燥作业条件，确保了施工安全及工程质量。
3．2下穿地裂缝段施工
本标段青龙寺至延兴门区间暗挖段ZDK22+944.186(YDK26+943.076)有1条f7地裂缝与f7－1相交，走向NEE向，倾向南倾角约80度，由于地裂缝的存在，不适宜使用盾构法施工，采用浅埋暗挖法施工，由于盾构需通过地裂缝区间暗挖段，致使暗挖隧道施工断面加宽、加高，最大断面宽度10.1m，高度10.32m。如果降水达不到效果，易引起地下水通过地裂缝而涌入隧道，同时地裂缝段土体较破碎，开挖过程中易出现局部坍塌情况，施工安全风险较大。地裂缝施工时，由于掌子面积水及明流水较大，隧道开挖过程中采用洞内盲沟进行排水。掌子面三米处铺设φ609mm×16mm钢管，作为安全逃生通道。在开挖洞内两侧底部各设置一道300mm×300mm盲沟进行排水，盲沟采用碎石铺底。保证了掌子面积水及时通过盲沟排往竖井集水坑，避免掌子土体由于长时间受积水侵泡发生垮塌。开挖前采用WSS注浆控制掌子面土体稳固，遵循“先注浆，再开挖”的原则进行地裂缝段施工，确保了施工安全。
3．3复杂地质及带水作业沉降控制
由于青延暗挖段地质复杂，降水过程及开挖过程均极易造成地表及建筑物等出现沉降，因此施工过程中沉降控制也是一项重点及难点。青延区间暗挖隧道监测项目包含:地面下沉、建筑物倾斜、沉降、隧道拱顶下沉、净空收敛等。其中，地面沉降点共布设120个，累计沉降量最大点位位于前处理车间南侧草坪，沉降量－323.5mm;建筑物沉降点共布设65个，累计沉降量最大点位位于前处理车间西南角，沉降量－224.1mm;拱顶沉降点共布设102个，累计沉降量最大点位位于左线青龙寺方向洞口处，沉降量－55.1mm;净空收敛监测点共布设163个，累计变形量最大点位位于左线延兴门方向，变形量－51.7mm。隧道初支施工设计采用CＲD法进行施工，CＲD工法为每个导洞一次开挖成环，每个导洞高度达4.98－5.37m，由于开挖过程中地层有渗水情况且导洞开挖高度较大，不利于施工安全，施工过程中沉降难以保证，在实际施工时，在CＲD工法增加连接板两处，增加锁脚锚管4处，将CＲD上导洞分为上下两个导洞，单独进行开挖，单独支护，按照“快支护，早封闭”的原则，严格按照设计方案及步序进行施工，在施工完初期支护结构之后，必须及时施作内衬，严格控制初期支护与二次衬砌之间的安全距离控制了洞内及地面的沉降。
4结束语
总之，西安地铁三号线青龙寺～延兴门暗挖段在克服了埋深较大、地质复杂、降水难度大等困难后在保安全、保质量、保进度的情况下已于2014年10月顺利完工，施工中的一些施工亮点和做法也得到了业主、监理等上级单位及一些兄弟单位的认可，同时，西安地铁三号线在2016年10月顺利通车。
参考文献
［1］柏明虎．南京地铁二号线汉－上区间浅埋暗挖隧道施工技术［J］．西部探矿工程，2015(05):195－197．
［2］赵旭．富水地段浅埋暗挖地铁隧道施工技术研究［J］．建筑工程技术与设计，2016(96).
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