亮马河车站大断面暗挖段技术总结

亮马河车站大断面暗挖断工程科技总结一、工程概况车站中间暗挖段长为86.9m，拱顶覆土约13m，采用洞柱法施工。

暗挖结构为单层双柱三连拱结构，为复合衬砌，由初期支护，二次衬砌和夹层防水构成，初期支护喷射混凝土为C20，二次衬砌采用C30防水混凝土，抗渗等级为S10。

二衬浇注采用组合钢模板加钢拱架。

设计车站主体暗挖隧跨度 22.13m,高度9.418m,采用大管棚φ159@333mm加小导管φ42超前支护，分为15个小洞室，采用“洞柱法”施工。

图1 暗挖车站主体结构横断面图暗挖结构上方的施工范围内地下管线密集，埋设有各种动力、通讯、燃气（φ500）、自来水（φ600）、污水（φ2150）、热力（4300×2800）沟距车站拱顶为1.5～2m）等管线。

特别是雨污水、上水、热力、煤气和电力等管线，自身存在着潜在的渗漏风险，极易产生破坏，管线本身的填埋土土质较为疏松、管线渗漏后极易形成水囊、空洞、地表沉陷，对地下地铁结构影响较大，施工存在较大风险。

另外，车站暗挖段下穿亮马河路，处在亮马桥路和东三环路的交叉口，交通比较繁忙，施工过程中地面的沉降对管线和交通存在较大影响，施工风险较大。

二、施工方法1、工艺流程图2 施工工艺步序图图3 暗挖车站施工顺序图2、施工过程描述暗挖段暗挖段中侧洞施工方向暗挖段 暗挖段中洞施工方向暗挖段 暗挖段侧洞施工方向北基坑开挖中导洞均从北向南组织施工，南基坑开挖小导洞由南向北施工，共六个小导洞，左右（竖向）各三个。

施工顺序为先施工左侧1号中导洞，拉开不小于一倍洞径距离后再施工2、3号中导洞。

左侧三个中导洞开挖初支完成后，再依相同的顺序施工右侧三个小导洞。

导洞采用台阶法施工，中部预留核心土。

中洞、侧洞与中导洞施工方法相同。

车站拱部设大管棚和小导管超前支护，注浆加固地层，小导洞初期支护为格栅钢架+双层网喷砼联合支护。

土方开挖采用人工开挖、无轨运输，电动葫芦提升。

（2）底纵梁、钢管柱及顶纵梁的施工按照设计图纸尺寸施工底板防水和底纵梁，施工时必须注意在底纵梁上预埋钢管柱预埋件，并且确保其水平度，为施工钢管柱和顶纵梁打下良好基础。

中导洞内钢管柱径为φ800、间距8m。

钢管柱采用委外卷制加工而成，用人工配合手拉葫芦吊装定位。

（3）中洞拱部施工中洞拱部拱顶采用大管棚和小导管注浆超前联合支护，其初支的钢格栅钢架与相邻小导洞初支格栅采用连接板螺栓连接，中洞初支完成后，施工中洞防水及顶拱和仰拱（二次衬砌）。

（4）侧洞施工侧洞拱部拱顶采用大管棚和小导管注浆超前联合支护，其初支的钢格栅与相邻小导洞初支格栅采用连接板螺栓连接，侧洞初支完成后，施工侧洞防水、仰拱及顶拱（二次衬砌）。

三、技术成果及控制要点（一）加强基坑施工监测确保地面和建筑物安全技术一、监控项目及方法1、地表沉降监测地下工程开挖后，地层中的应力扰动区延伸至地表，围岩力学形态的变化在很大程度上反映于地表沉降，地表沉降可以反映隧道开挖过程中围岩变形的全过程。

①监测实施方法监测采用精密水准仪，铟钢尺，在设计隧道中线地表沉降测点布设原则为沿隧道中线每5m布设一组中线测点 ,选取典型地段布设一沉降主断面。

地表量测测点埋设时应布设2～3个基准点，基准点应埋设在沉降影响范围外的稳定区域；具体基点埋设位置根据现场实际情况确定。

地表沉降量测各测点与基准点之间的相对高程差，本次所测高差与上次所测高差相比较，差值即为本次沉降值，本次所测高差与初始高差相较，差值即为累计沉降值。

②数据分析与处理根据量测数据绘制时间位移曲线散点或距离位移曲线散点图。

并结合施工情况对所测数据进行分析。

2、拱顶沉降拱顶下沉量测值是反映隧道安全和稳定的重要数据,是围岩和支护系统力学形态变化的最直接、最明显的的反映，易于实现量测信息的反馈。

①监测实施方法在拱顶埋设测点，应在掌子面开挖出渣完毕后，拱架架立时，将预埋件焊接至拱顶，待该环砼喷射完毕牢固后，将预埋件上砼清除干净后，即可进行量测。

拱顶测点布设原则为间距为3～5m布设一组测点。

特殊情况测点可适当加密。

拱顶下沉量测主要采用精密水准仪，量测各测点与基准点之间的相对高程差，本次所测高差与上次所测高差相比较，差值即为本次沉降值，本次所测高差与初始高差相较，差值即为累计沉降值。

②数据分析与处理监测数据的填写、处理与地表下沉相同。

如果拱顶下沉超限,可采取以下方法控制拱顶的下沉：改良拱顶岩体或土体的稳定性；改善开挖方法以减小开挖对拱顶围岩的扰动；加强支护等等，或采取以上几种方法进行综合处理。

3、周边收敛隧道开挖后，周边点的位移是围岩和支护力学形态变化的最直接、最明显的反映，净空的变化（收缩和扩张）是围岩变形最明显的体现。

①监测实施方法收敛测点埋设，应在掌子面开挖出渣完毕后，拱架架立时，将预埋件焊接拱腰位置，应尽量使两预埋件位于同一轴线上。

待该环砼喷射完毕牢固后，将预埋件上砼清除干净后，即可进行量测。

测线布设原则同拱顶测点，且同拱顶测点布设在同一断面。

②数据的分析与处理：首先作出时间-位移及距离-位移散点图，对各量测断面内的测线进行回归分析，并用收敛量测结果判断隧道的稳定性。

如果收敛值过大，应改善周围岩体或土体的稳定性，改变开挖方法，尽量减小开挖对周围岩（土）体的扰动；加强支护等等，以确保收敛值在规范允许的范围内。

二、监控量测反馈程序监控量测资料均用计算机配专业技术软件进行自动化初步分析、处理。

根据实测数据分析、绘制各种表格及曲线图，当曲线趋于平衡时推算出最终值，并提示结构物的安全性。

监测人员及时反馈指导信息，调整施工参数，保证安全施工。

三、监控量测数据的分析与预测取得各种监测资料后，需及时进行处理，排除仪器、读数等操作过程中的失误，剔除和识别各种较大、偶然和系统误差，避免漏测和错测，保证监测数据的可靠性和完整性，采用计算机进行监控量测资料的整理和初步定性分析工作。

预测结构物的安全性，并据此确定工程技术措施等。

（二）隧道暗挖大管棚施工技术为保证暗挖段施工时，路面交通畅通、既有线隧道及暗挖车站施工的安全，在暗挖车站横断面的拱部28m范围内、沿车站拱顶环向按3根／m布置管棚超前支护。

管棚采用φ159热轧无缝钢管，壁厚δ＝8mm，管长86.9m（单侧45m，搭接3m），沿车站拱顶环向布设，间距350mm，超出开挖轮廓线35cm，管节分段长度为6～9m（根据现场实际情况确定其管节长度，并使接口错开,间隔布置管棚配节见图5），分别从南北基坑对打，钢管内注入水泥砂浆，注浆压力在0.5～1mpa之间。

施工机械我方采用德国TT40型水平导向钻机成孔＋夯管锤夯进钢管的施工方法。

工艺流程如下：图5 大管棚施工工艺流程图大管棚栽大断面暗挖施工拱底稳定性起了巨大的棚架作用，在过车辆繁忙的亮马河路段，路面沉降在可控制范围内，保证路面的安全稳定和隧道内施工的安全。

（三）隧道暗挖小导管施工技术在隧道开挖之前为了保证土体的稳定，采用在管棚之下、初衬之上打入超前小导管并注水泥浆加固地层技术。

通过沿隧道开挖轮廓线外纵向向前倾斜钻孔安设注浆管，并注入水泥浆液，达到超前加固围岩的目的，同时小导管还可起到超前管棚预支护作用。

该技术是城市土质隧道施工中采取的辅助技术措施。

本工程小导管采用沿隧道开挖轮廓线，在管棚之下、初衬之上纵向单排向前布置，小导管环向间距按设计为300mm左右，外插角10°～20°，小导管纵向搭接长度1500mm。

小导管注浆材料及配合比根据地质不同情况和要求采用1：1纯水泥浆：原材料为掺入10%微膨胀剂的普通水泥，水灰比0.45～0.6。

若遇水或不良地质影响施工，拟改用水泥-水玻璃双液浆：水泥采用32.5R普通硅酸盐水泥，水玻璃为35Be'。

水泥浆液水灰比为1∶1；水泥浆液与水玻璃体积比为1∶1。

小导管工艺施工流程如下图所示：图6 小导管注浆工艺流程图（四）隧道开挖施工技术（1）明暗交接处洞门破除及开挖初支洞门位于明暗交接处，结构受力改变，容易引起应力集中，施工过程中需采取适当施工措施，确保施工安全。

明暗交接处挂洞门时相应明挖段围护桩与主体结构已完工，存在破除围护桩和拱顶标高突然抬高问题，采取如下措施：①在主体明挖基坑挖至洞门拱顶标高时施作超前临时支护，即大管棚和小导管提前施工。

②首榀格栅采用无振动水钻切割工艺分节破除围护桩，分节架设格栅，并不得随意割除围护桩竖向主筋，待洞门挂上，掘进5m左右钢架封闭后方可割除，要求首榀钢架提前与围护桩竖向钢筋焊接牢固，并用喷砼喷塞密实。

③针对拱顶突然抬高采取反挖施工，即首先通过一定距离将拱顶逐渐抬高至设计标高，往前掘进一定安全距离后，再由内向外进行反挖，破除洞门段拱部初支，扩大至设计标高，由于存在更换支护，要求加强反向拱部超前支护，保证刚架连接处连接质量。

（2）中侧洞开挖支护两侧中侧洞采取CRD法施工，分三层六部开挖初支，每部之间用临时中隔壁及仰拱分割。

①永久性初期支护采用钢格栅+连接筋+300厚C20网喷混凝土支护体系。

②临时中隔壁与临时仰拱采用钢格栅+纵向连接筋+250厚网喷混凝土支护体系，各层台阶长度一倍洞径，两侧同层掌子面保持8～10m距离，如图1 所示。

图7车站暗挖段两侧中侧洞开挖初支台阶示意图③循环进尺0.5m，拱部采用环行开挖留核心土人工开挖。

④开挖时严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”十八字方针。

⑤为确保施工安全，要求开挖掌子面进行刷坡，不得陡于2：1，并用喷砼封闭掌子面，严禁挖神仙土。

⑥由于开挖步骤多，土体多次扰动，要求在每小洞室拱脚布设锁脚锚管Φ42（t=3.5水煤气管或钢花管，长度为3m，每榀每脚设置两根），在管腔内注1：1水泥浆，并插入与锁脚管深度相同的φ25钢筋，以利锁脚加强，注浆加固，减少沉降，必要时在拱脚设暗梁，纵向连接筋加密，用喷砼喷实。

严禁拱脚置于虚土上，拱脚用木板或砼块垫塞牢固。

⑦在拱部预埋回填注浆管，每5m一组，初支封闭后及时注水泥浆液回填，填充初支背后孔隙，抑制地表下沉。

⑧由于分多部开挖，要求格栅刚架连接板布置合理，加工精密，临时支撑为螺栓连接，要确保其连接质量。

⑨坚持信息化施工，监控量测、反馈信息、指导施工，保证对施工过程的动态控制。

侧洞开挖后，加大量测频率，如果变形量或变速出现异常情况，应采取紧急措施，包括加强初期支护，增设临时支撑，改变开挖步骤，提前二衬等。

侧洞二衬施工时，分段每8～10m跳槽拆除临时隔壁衬砌，不得随意加长拆除临时支撑的长度。

⑩中侧洞开挖并衬砌后、在中洞开挖之前, 为保证侧洞开挖时产生的位移，在两侧上部台阶，沿8～21轴的轴线（在两侧钢管柱之间）开挖的横导洞，并施工联系钢梁。

（3）中洞、侧洞开挖支护中侧洞二衬施工完成后，即可进行中洞初支和二衬施工。

最后对侧洞进行开挖，施工技术要点参见侧洞施工技术要点。