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1、复杂地质条件下超浅埋暗挖隧道施工摘 要:结合广州地铁三号线北段矿山法隧道的施工,重点论述了隧道在通过广汕公路、元岗特大桥的情况下,采用摆喷墙、三管旋喷桩、钢花管桩等超前支护以及特大桥桩基托换的一系列施工技术措施,以保证隧道顺利安全地贯通。关键词:摆喷墙,三管旋喷桩,钢花管桩,土体加固1工程概况本矿山法工程为天河客运站—华师站区间北段矿山法土建工程(支YDK+645.80~支YDK0+728.118),长度82.318m;地面高程为23.75m~24.83m,隧道埋深7m~7.8m。隧道为双线单洞矿山法隧道,有两种断面,即A型
2、断面、B型断面,其中A型断面长约47.238m,B型断面长约33.776m。A型断面开挖尺寸宽×高=12.900m×9.308m,B型断面开挖尺寸宽×高=14.700m×10.007m,两种断面之间采用错台变换。本段隧道北端与天河客运站连接,南端与盾构始发井连接,地面上方有北环高速公路的元岗特大桥桥墩基础和广汕公路,其中北环高速元岗特大桥第51号桥基有六个桥墩位于隧道斜正上方,穿过桥基的隧道断面毛洞宽为12.9m的暗挖双线单洞隧道,隧道顶至条形基础底距离约为3.82m;广汕公路共12个车道,进出城各6车道,交通繁忙,人车流量
3、大;地下管线较多,埋置深浅不一。2地质情况天河客运站至华师站区间北段矿山法隧道穿过花岗岩残积土层,隧道顶部为淤泥质土和砂层。砂层为主要含水层,透水性强。根据地质钻孔资料及始发井开挖揭露的地层情况知,杂填土:厚度3m~3.2m;淤泥质土:厚度为2.1m~2.6m;冲积—洪积砂层:厚度为2m~3m;砂质粘性土:厚度为6.6m~12.8m;<5H-2>砾质粘性土:厚度为6.6m~9.5m;全风化花岗岩:厚度为4.5m~8.3m;强风化花岗岩:厚度为7.5m~13.7m;微风化花岗岩:厚度为1.7m~2.4m。属花岗岩风
4、化残积层区,其主要地层为花岗风化残积土和花岗岩风化带,遇水易软化崩解。地下水位较高,地面下1.5m为常水位,地震烈度为7度。3工程技术、难点分析1)地层中因道路施工,管线施工、迁改等原因,遗留许多松散、虚空土体,且长期受水浸泡,已完全呈流态存在,给施工造成极大难度。2)该线路段地下水丰富。隧道结构范围内管线渗漏水、居民排水沟内的积水等水源导致地下水补给不断,止水和降水施工难以隔断外来水系和排出上层滞水,且本场地存在深厚的花岗岩风化深槽,花岗岩残积土厚度大,且多为砂质粘性土及砾质粘性土,土质的均匀性较差,为隧道主要穿过地层。花
5、岗岩风化残积土因含砂较多,为相对含水层,且透水性较好,尤其是残积土层遇水易软化,水浸泡易发生崩解和流砂,造成地表下沉,甚至塌方。3)隧道为双线隧道,跨度较大,开挖断面大,围岩软弱。隧道拱部处在砂层或软弱土层,整个隧道位于遇水易软化、崩解的花岗岩残积土中,围岩类别为Ⅰ,Ⅱ类。隧道为双线隧道,跨度较大,开挖断面大,围岩软弱,整个隧道采用双侧壁导坑,CRD法工艺施工,分部多、跨度大,施工中应力转换频繁,对围岩造成多次扰动,对地表路面和特大桥基础影响较大。4)该隧道所处地理环境特殊,跨越元岗立交桥、广汕路和十余道给排水、通信及煤气等
6、管线;在施工时容易由于地表沉降而引起路面、桥基础、地下管线的破坏。4主要施工措施和施工工艺4.1总体思路1)施工前对地表、元岗特大桥以及地下管线进行加固处理,改良受影响的周围土层,以提高其抵抗不均匀沉降所造成的破坏能力。采取摆喷墙的止水帷幕、采用旋喷桩和钢花管桩对地表进行加固,以及对元岗特大桥做临时加固和基础托换处理。2)在隧道开挖工作中采取措施,尽可能控制隧道开挖引起的地表下沉。4.2主要施工工艺1)地面摆喷墙加固管线。本区间隧道探明的地下管线较多,走向错综复杂。为保证地表的管线安全,现对管线周边土体进行摆喷墙施工。加固管
7、线下方土体,以防隧道开挖后地表下沉所造成的管线破坏。摆喷孔布置间距1m,各喷射体之间形成120°夹角连接。摆喷墙采用三重管高压定喷,喷射角度120°,喷嘴作25°往复摆动,喷射墙体厚度约200mm,各喷射固结体之间竖向交叉搭接10cm~20cm,形成连续封闭的止水墙体。2)地表旋喷桩和钢花管桩加固土体。根据进洞前的开挖表明,该段的围岩自稳能力差,透水力强,施工期间又正值南方多雨季节,地表径流量大,渗透量大,地层软弱,对围岩土体起到较强的软化作用,极易形成坍塌涌流甚至冒顶的恶劣后果,针对此种情况采用地表旋喷桩和钢花管桩注浆加固
8、开挖土体。其施工工艺:在地表设置旋喷桩固结隧道轮廓线部位的砂层,在旋喷桩桩径1m,旋喷范围为自隧道轮廓线外4m到隧道拱顶下1.5m,避开管线加固区,沿隧道开挖轮廓线两侧各设两排间距700mm的旋喷桩,桩长到隧道仰反拱下1m;在隧道轮廓线内设间距纵900mm横900mm的旋喷桩,梅花形布置,
