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城市地铁浅埋大断面隧道施工技术

重庆市一号线地铁石油路站至歇台子站的区间隧道位于重庆市渝中区渝州大道之下。埋深5米左右,最大填土厚度8.0米;开挖断面16×11.2米,开挖面上部为湿陷性黄土;地表建筑密集,距隧道边线距2.8米,且为危旧房屋;顶部管网纵横,最小距离2.8米。
  施工技术难点:隧道顶部2.8米以上是纵横交错的管网,对管网的保护是隧道开挖中的一大难题;建筑物距离隧道边仅2.8米,如何预防隧道坍塌、建筑开裂和倾斜、管道爆裂等安全事故, 是隧道施工中又一难题;半土质围岩超浅埋隧道,断面上部为湿陷性土层,存在两个方面的课题:一是如何保证土质围岩的隧道开挖中的稳定性,二是在硬质围岩条件下的减震爆破技术问题。
  隧道技术方案
  开挖方案。采用CRD法(即双侧壁导坑法)分部开挖
  爆破方案。钻爆法开挖方案
  ①按照分部开挖步序作业,每次开挖面积20-40平方米;
  ②半断面爆破开挖,采用水平分层,分层高度h=80厘米,从上到下依次起爆。
  爆破减振措施。设置三层减振孔:①第一层置于开挖轮廓线以外10厘米,孔径50毫米,间距20厘米,深度比周边孔深50厘米,起导向减振作用;②第二层置于开挖轮廓线内5厘米,间距20厘米,隔孔装药,直径和深度与光爆孔相同,用凿岩机钻孔,起减振作用; ③第三层置于掏槽范围中央,竖向布置3个孔,孔径150毫米,深度20-30米,用潜孔钻机钻孔,起极大部分的减振作用,降低振速30-40%;④跳段使用雷管,使段间隔时间在75毫米以上,减少冲击波和地震波的叠加机率;⑤分次爆破,减少一次起爆装药量。
  核心墙部分开挖方法
  核心土开挖及钢拱架拆除是大断面浅埋土质隧道施工的关键工序,需根据初期支护和临时支撑的受力及变形情况,确定拆除的方法和进度;并严格做到先顶后拆和二衬紧跟。(1)先加固后开挖,先用勾型锚杆加固边墙,长5.0米,一端锚进侧墙基岩,另一端与型钢拱架焊牢,四排边墙长锚杆加固之后,加强支护结构的刚度,改善了钢拱架的受力状态,地表沉降和拱顶下沉速度很快得到抑制。(2)先支撑后拆除,采用比原支撑大1.5倍型号的钢支撑加强后再拆除原有钢支撑;本工程采用I32型钢替换I18型钢支撑,长度6.8米左右,上顶紧I20型钢拱架并焊牢,下支在较硬基岩上,避免了初期支护过大变形和拱顶坍塌。(3)小高度开挖核心土,尽快使拱部初期支护闭合。核心土开挖时采取小高度分层开挖。
  监控量测
  每次量测后,及时对量测数据进行分析处理,若发现异常情况(如振动速度过大,位移及应力发生突变、位移及应力超限等),应提出处理措施。据量测数据反映:地表沉降120毫米,隧道拱腰初支变形40毫米,局部变形100毫米,出现了严重的安全隐患,经在侧墙增设加长锚杆,在上导坑设置临时仰拱,采取加厚加强初支之后,地表沉降及隧道初支变形很快得到了抑制。(

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