论文部分内容阅读
摘要：本文以正在建设中的大连地铁I期工程暗挖隧道为例，结合红旗西路站～南松路站区间施工实例，介绍了三连拱隧道施工步序，然后针对三连拱隧道特殊的结构形式、地层围岩条件与施工特点提出施工过程控制技术关键点，供同类工程借鉴和参考。
关键词：大连地铁；红旗西路站；南松路站；三连拱；双联拱；施工技术
1、工程概况
本施工段位于大连市甘井子区红旗西路站～南松路站区间，本隧道区间开挖断面除标准断面外，还有11种断面形式，断面面积30m2～150m2，根据不同断面大小分别采用台阶法、CD法、中导洞+CD法、中洞法等施工方法，工法转换频繁，马头门较多，工作面多，施工风险大。给施工安全、沉降控制、施工进度带来较大困难。右线全长2157.649m，左线全长2164.076m，区间最大纵坡28‰，现仅以三连拱和双联拱为例进行叙述。
红南区间南松路工区，场地位于甘井子区，大体呈南北向布置，地貌为山麓坡积地貌，构造剥蚀丘陵地貌，朔源侵蚀干冲沟地貌等，由于线路需穿越石门山，地形起伏较大，地面高程35～200m。场区内地下水类型主要是土层孔隙水、裂隙水和基岩裂隙水，土层空隙水主要赋存于素填土及卵石中，卵石层主要含水层，透水性较好，水量丰富：基岩裂隙水主要赋存与强风化和中风板岩中，水量一般。
2、工程重点
2.1监控量测工作
监控量测是地铁施工关键工序之一，对于及时了解隧道及周围环境影响信息、及时分析反馈、及时调整设计和施工方案、指导现场施工，确保工期和安全有着不可替代的作用。主要应对措施：根据对各施工工况的模拟分析结果，制定合理的监控量测方案，明确必测项目和选测项目，做好洞内、地表布点工作；按照要求频率及时、准确获取数据信息；加大监控量测人员和设备的配备，加强技术管理力度。
2.2主体结构防水
地铁防水质量要求高，区间防水等级二级。大断面段衬砌是先进行中隔墙施工，再进行其它洞室衬砌，结构防水体系施做是确保工程质量的关键环节之一。主要应对措施：加强结构防水设计的施作，科学安排、合理组织、严格管理、精心施工，并做到不渗、不漏；以钢筋混凝土结构自防水为根本，施工缝、变形缝等接缝防水为重点，柔性全包防水层施工工艺为关键；加强防水材料的管理，严格进货渠道，确保材料质量满足设计要求；针对不同工序、不同部位制定相应的技术措施；加大特殊部位的防水措施；完善注浆防水措施，单液浆、双液浆配合使用；组织专业施工队伍，制定施工细节，按设计要求施工。加大施工管理力度，确保施工工艺质量。
2.3地表沉降控制
在暗挖隧道施工时，需要以理论计算为指导，超前考虑合理稳妥的施工方案及防坍塌、防沉降的施工技术措施。施工时以监控量测为手段，以信息化管理为基础，以防止坍塌和控制沉降为目标，确保对地表建筑物和地下构筑物的影响降低到最小程度。主要应对措施：严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤测量”的施工原则；组织专题研讨会，制定相应的开挖方法和支护措施；超前进行管棚注浆，加固前方土层；初期支护及时封闭，拱部格栅扩大拱脚，拱脚处打设锁脚锚杆；及时进行初支拱背注浆，确保拱顶密实；及时施作二次衬砌。及时进行二次注浆；区间相邻洞室向同一方向施工时，要相互错开一定的距离，减少沉降的叠加效应；加强监控量测，及时反馈、分析信息，指导施工。
3、施工工艺
3.1中洞+CD法（双联拱）施工
中洞+CD法施工适用于正线车辆段出入线合建段及岔口段中的双联拱段，里程为左DK24+218.35～左DK24+380，DK24+486.529～左DK24+511.529，长186.65米。其施工步骤为：拱部安设超前小导管或超前锚杆；预注浆，施作临时支撑等加固措施→开挖中洞，上下台阶错开3～5m施作中洞初支→待中导洞全部贯通后，铺设顶部及底部部分防水层，由洞口处向内浇注中隔墙，中部架设临时支撑，稳定中隔墙→待中隔墙浇筑完毕后，CD法对称开挖左右主洞岩体，导洞内采用台阶法开挖，各部开挖顺序为Ⅲ-Ⅳ-Ⅴ-Ⅵ，上下台阶错开3～5m.相邻导洞错开5～10m→铺设底板防水层，浇注二衬仰拱→分段拆除临时中隔墙，铺设剩余部分防水层，浇注剩余部分侧墙及拱顶二衬→回填仰拱处混凝土。
3.2中洞法（三联拱）施工
中洞法施工适用于正线车辆段出入线合建段及岔口段中的三联拱段，里程为左DK24+088.679～左DK24+200，左DK24+380～左DK24+486.529，长217.85米。其施工步骤为：左侧中导洞超前开挖，右侧中导洞跟进，两边中导洞采用台阶法施工，上下台阶做开3～-5m，左右中导洞间错开5～8m开挖，各洞室开挖完成后及时施做初期支护进行封闭，有超前支护处在断面开挖前施做超前支护→待两侧中导洞贯通后铺设中隔墙下部及顶部防水层，浇筑中隔墙二衬结构，并在中隔墙靠内一侧架设横向支撑→待中洞内中隔墙浇筑完毕后，台阶法开挖左右两侧洞岩体部分，开挖顺序按Ⅴ-Ⅵ-Ⅶ-Ⅷ进行，其中上下台阶错开3～5m，Ⅵ部与Ⅶ部错开5～8m，洞室开挖完成后及时施做初期支护封闭洞室。有超前支护处在断面开挖前施做超前支护→待右侧Ⅷ部进洞5～8m后，台阶法开挖中洞部分，上下台阶错开3～5m，洞室开挖完成后及时施做初期支护封闭洞室。有超前支护处在断面开挖前施做超前支护→铺设相应洞室防水层并浇注二衬→仰拱回填。
4、施工方法
4.1台阶法施工
先沿隧道拱部打设超前支护，加固地层，爆破开挖，先开挖上台阶，开挖进尺控制在1200mm，及时初支，挂网喷混凝土；下台阶紧跟，上下台阶长度控制在3～5m，下台阶开挖及时初喷，随即挂网喷锚，完成初支封闭。左右线隧道掌子面前后错开15m距离。施工前在隧道掌子面进行超前地质预报；开挖前及时进行超前支护措施；对于局部松软地段开挖时，采用环状开挖，保留核心土或采用C25喷射混凝土封闭掌子面，必要时采取临时仰拱支撑及掌子面注浆的措施，保持开挖面的稳定。
4.2二衬施工
隧道仰拱二次衬砌施工：侧洞仰拱施工前先进行C25混凝土回填。仰拱与中隔墙底部同时施工，在轨道标高向上424mm处留置施工缝。施工时必须加强对施工缝处钢筋预留的控制，保证预留钢筋的规格及间距。该处钢筋连接可采用焊接，焊接接头应相互错开35d，同一连接区段内接头面积百分率≤50%。施工缝要及时进行凿毛处理。其具体工序：基面处理→防水层施工→钢筋绑扎→立模混凝土浇筑及养护。
中隔墙施工：中隔墙采用模板脚手架施工，在与中洞二衬相接处采取预留钢筋接驳器与中洞二衬钢筋连接，接头等级为Ⅰ级。预留钢筋接驳器施工时，必须加强对施工缝处钢筋预留的控制，保证预留钢筋的规格及间距并加强对预留钢筋丝头及接驳器的保护。其具体工序：防水层施工→钢筋绑扎立模→混凝土浇筑及养护。
5、结语
该方法合理划分施工步骤，先施工两侧洞，结合超前加固地层、初支加强结构克服了无管棚支护、拱部不良地层等困难，实现了双联供、三连拱多断面安全施工，由此可得出选择双侧洞法施工安全可行。
关键词：大连地铁；红旗西路站；南松路站；三连拱；双联拱；施工技术
1、工程概况
本施工段位于大连市甘井子区红旗西路站～南松路站区间，本隧道区间开挖断面除标准断面外，还有11种断面形式，断面面积30m2～150m2，根据不同断面大小分别采用台阶法、CD法、中导洞+CD法、中洞法等施工方法，工法转换频繁，马头门较多，工作面多，施工风险大。给施工安全、沉降控制、施工进度带来较大困难。右线全长2157.649m，左线全长2164.076m，区间最大纵坡28‰，现仅以三连拱和双联拱为例进行叙述。
红南区间南松路工区，场地位于甘井子区，大体呈南北向布置，地貌为山麓坡积地貌，构造剥蚀丘陵地貌，朔源侵蚀干冲沟地貌等，由于线路需穿越石门山，地形起伏较大，地面高程35～200m。场区内地下水类型主要是土层孔隙水、裂隙水和基岩裂隙水，土层空隙水主要赋存于素填土及卵石中，卵石层主要含水层，透水性较好，水量丰富：基岩裂隙水主要赋存与强风化和中风板岩中，水量一般。
2、工程重点
2.1监控量测工作
监控量测是地铁施工关键工序之一，对于及时了解隧道及周围环境影响信息、及时分析反馈、及时调整设计和施工方案、指导现场施工，确保工期和安全有着不可替代的作用。主要应对措施：根据对各施工工况的模拟分析结果，制定合理的监控量测方案，明确必测项目和选测项目，做好洞内、地表布点工作；按照要求频率及时、准确获取数据信息；加大监控量测人员和设备的配备，加强技术管理力度。
2.2主体结构防水
地铁防水质量要求高，区间防水等级二级。大断面段衬砌是先进行中隔墙施工，再进行其它洞室衬砌，结构防水体系施做是确保工程质量的关键环节之一。主要应对措施：加强结构防水设计的施作，科学安排、合理组织、严格管理、精心施工，并做到不渗、不漏；以钢筋混凝土结构自防水为根本，施工缝、变形缝等接缝防水为重点，柔性全包防水层施工工艺为关键；加强防水材料的管理，严格进货渠道，确保材料质量满足设计要求；针对不同工序、不同部位制定相应的技术措施；加大特殊部位的防水措施；完善注浆防水措施，单液浆、双液浆配合使用；组织专业施工队伍，制定施工细节，按设计要求施工。加大施工管理力度，确保施工工艺质量。
2.3地表沉降控制
在暗挖隧道施工时，需要以理论计算为指导，超前考虑合理稳妥的施工方案及防坍塌、防沉降的施工技术措施。施工时以监控量测为手段，以信息化管理为基础，以防止坍塌和控制沉降为目标，确保对地表建筑物和地下构筑物的影响降低到最小程度。主要应对措施：严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤测量”的施工原则；组织专题研讨会，制定相应的开挖方法和支护措施；超前进行管棚注浆，加固前方土层；初期支护及时封闭，拱部格栅扩大拱脚，拱脚处打设锁脚锚杆；及时进行初支拱背注浆，确保拱顶密实；及时施作二次衬砌。及时进行二次注浆；区间相邻洞室向同一方向施工时，要相互错开一定的距离，减少沉降的叠加效应；加强监控量测，及时反馈、分析信息，指导施工。
3、施工工艺
3.1中洞+CD法（双联拱）施工
中洞+CD法施工适用于正线车辆段出入线合建段及岔口段中的双联拱段，里程为左DK24+218.35～左DK24+380，DK24+486.529～左DK24+511.529，长186.65米。其施工步骤为：拱部安设超前小导管或超前锚杆；预注浆，施作临时支撑等加固措施→开挖中洞，上下台阶错开3～5m施作中洞初支→待中导洞全部贯通后，铺设顶部及底部部分防水层，由洞口处向内浇注中隔墙，中部架设临时支撑，稳定中隔墙→待中隔墙浇筑完毕后，CD法对称开挖左右主洞岩体，导洞内采用台阶法开挖，各部开挖顺序为Ⅲ-Ⅳ-Ⅴ-Ⅵ，上下台阶错开3～5m.相邻导洞错开5～10m→铺设底板防水层，浇注二衬仰拱→分段拆除临时中隔墙，铺设剩余部分防水层，浇注剩余部分侧墙及拱顶二衬→回填仰拱处混凝土。
3.2中洞法（三联拱）施工
中洞法施工适用于正线车辆段出入线合建段及岔口段中的三联拱段，里程为左DK24+088.679～左DK24+200，左DK24+380～左DK24+486.529，长217.85米。其施工步骤为：左侧中导洞超前开挖，右侧中导洞跟进，两边中导洞采用台阶法施工，上下台阶做开3～-5m，左右中导洞间错开5～8m开挖，各洞室开挖完成后及时施做初期支护进行封闭，有超前支护处在断面开挖前施做超前支护→待两侧中导洞贯通后铺设中隔墙下部及顶部防水层，浇筑中隔墙二衬结构，并在中隔墙靠内一侧架设横向支撑→待中洞内中隔墙浇筑完毕后，台阶法开挖左右两侧洞岩体部分，开挖顺序按Ⅴ-Ⅵ-Ⅶ-Ⅷ进行，其中上下台阶错开3～5m，Ⅵ部与Ⅶ部错开5～8m，洞室开挖完成后及时施做初期支护封闭洞室。有超前支护处在断面开挖前施做超前支护→待右侧Ⅷ部进洞5～8m后，台阶法开挖中洞部分，上下台阶错开3～5m，洞室开挖完成后及时施做初期支护封闭洞室。有超前支护处在断面开挖前施做超前支护→铺设相应洞室防水层并浇注二衬→仰拱回填。
4、施工方法
4.1台阶法施工
先沿隧道拱部打设超前支护，加固地层，爆破开挖，先开挖上台阶，开挖进尺控制在1200mm，及时初支，挂网喷混凝土；下台阶紧跟，上下台阶长度控制在3～5m，下台阶开挖及时初喷，随即挂网喷锚，完成初支封闭。左右线隧道掌子面前后错开15m距离。施工前在隧道掌子面进行超前地质预报；开挖前及时进行超前支护措施；对于局部松软地段开挖时，采用环状开挖，保留核心土或采用C25喷射混凝土封闭掌子面，必要时采取临时仰拱支撑及掌子面注浆的措施，保持开挖面的稳定。
4.2二衬施工
隧道仰拱二次衬砌施工：侧洞仰拱施工前先进行C25混凝土回填。仰拱与中隔墙底部同时施工，在轨道标高向上424mm处留置施工缝。施工时必须加强对施工缝处钢筋预留的控制，保证预留钢筋的规格及间距。该处钢筋连接可采用焊接，焊接接头应相互错开35d，同一连接区段内接头面积百分率≤50%。施工缝要及时进行凿毛处理。其具体工序：基面处理→防水层施工→钢筋绑扎→立模混凝土浇筑及养护。
中隔墙施工：中隔墙采用模板脚手架施工，在与中洞二衬相接处采取预留钢筋接驳器与中洞二衬钢筋连接，接头等级为Ⅰ级。预留钢筋接驳器施工时，必须加强对施工缝处钢筋预留的控制，保证预留钢筋的规格及间距并加强对预留钢筋丝头及接驳器的保护。其具体工序：防水层施工→钢筋绑扎立模→混凝土浇筑及养护。
5、结语
该方法合理划分施工步骤，先施工两侧洞，结合超前加固地层、初支加强结构克服了无管棚支护、拱部不良地层等困难，实现了双联供、三连拱多断面安全施工，由此可得出选择双侧洞法施工安全可行。