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1、地铁车站暗挖施工技术研究2006-09-1920:56:57来源:中国路桥网【大中小】评论:条地铁车站暗挖施工技术研究 摘 要:以磁器口车站为例,从车站主体施工方法、砂层开挖支护方法介绍了地铁车站暗挖施工技术,对大管棚施工、粉细砂地层加固提出了施工建议。关键词:暗挖车站,超前支护,管棚,粉细砂层 地铁暗挖车站施工技术是一项新发展的技术,地下铁道车站常用方法多为明挖法、盖挖法,受特殊环境限制方采用暗挖法施作,暗挖车站施工技术更为复杂。北京地铁5号线磁器口车站采用浅埋暗挖法施工,站体大部分位于细砂、粉细砂层上,地面是
2、交通十字路口,交通繁忙。地下有雨水管、污水管、自来水管、电力方沟、热力管沟等地下管线设施。站体大部分位于砂层地区,砂层自稳能力差,开挖极易坍塌而引起地面沉陷过大,甚至造成灾难性后果。因此,该车站的施工难度、风险非常大。1工程概况1.1 结构简介 磁器口车站是北京地铁5号线与规划北京地铁7号线的换乘站,车站全长180ｍ,宽21.87ｍ,高14.933ｍ。车站建筑面积为12244.2ｍ2,车站主体覆土深度为9.8ｍ～10.3ｍ。车站为双层岛式三拱两柱结构,车站地下一层为站厅层,预留通道实现与7号线换乘,地下二层为站台层
3、。 车站支护采用复合式衬砌,初期支护为Ｃ20喷射混凝土,厚度30ｃｍ,二次衬砌为Ｃ30、抗渗等级Ｓ10的防水混凝土,最薄处厚度50ｃｍ。立柱为Ｃ40钢管混凝土柱,站厅板、站台板为Ｃ30普通钢筋混凝土。1.2 地层土质 磁器口车站地层为第四系地层,表层为人工填土,人工填土层下为粉土层、粉质粘土层、粉细砂层,车站站厅层主要位于粉细砂层。站厅层下土层为粉质粘土层、粉土层,车站站台层底层主要为以粉质粘土层、粉土层为主,结构底板主要为卵石圆砾层。2施工方法2.1 车站主体施工方法 受规划和周边环境限制,磁器口
4、车站只能采用暗挖法施作。根据地层和结构的特点,车站主体最终选定采用中洞法进行施作。将主体划分成16部洞室,采用ＣＲＤ法先开挖中部8个洞室,开挖期间各部洞室步距控制在8ｍ～10ｍ,以控制地表沉降和减少相互的影响,施工中及时封闭成环。中洞开挖完成后,施作中洞结构,完成中洞部位的仰拱、底纵梁、钢管柱、中纵梁、中板、顶纵梁、顶拱,形成稳定的中洞支撑体系,然后对称开挖边洞,施作边跨初期支护和二次衬砌,最后完成站台板及其他建筑设施。具体施工步骤见图1。2.2砂层开挖支护方法2.2.1 超前支护 为保证开挖中的安全,控制砂层坍塌
5、,保护地下管线设施,采用大、小管棚进行超前支护。 大管棚做法:管棚采用直径108ｍｍ、壁厚5ｍｍ的无缝钢管,管棚长18ｍ,搭接3ｍ,管身上钻6ｍｍ～8ｍｍ的孔,梅花形布置,孔距30ｃｍ。注浆选用水泥砂浆,浆液配比1∶1∶1,注浆压力0.2ＭＰａ～0.3ＭＰａ。 小导管施作方法:由于拱部土体大部分为粉细砂层,小导管采用特殊制作。先按常规做好注浆管,导管采用32ｍｍ水煤气管制成,先将钢管截成长2.0ｍ,一端做成尖锥形,另一端焊上6ｍｍ钢筋制成的箍。在距头部1.0ｍ～1.5ｍ以下每隔8ｃｍ,交叉钻5ｍｍ～
6、8ｍｍ的孔。导管做成后,每个孔眼进行特殊处理,在孔眼位置扩孔5ｍｍ,深2ｍｍ,安设封孔片,防止在导管打入的过程中粉细砂堵塞孔口。 注浆时,在注浆的压力下,浆液冲开封片,使浆液能注入粉细砂层中。小导管注浆采用“注浆一段,开挖一段,段段推进”方式,导管间距33.3ｃｍ,小导管长2.0ｍ,搭接1.5ｍ,外插角10°～15°。注浆材料选用改性水玻璃浆,水玻璃浓度一般为35Ｂｅ′,模数2.75～3.05,ｐＨ=2～4。2.2.2洞室开挖1)1,3,9部洞室开挖支护。 粉细砂虽较密实,但稳定性差,掌子面易失稳坍落,开挖
7、不合理则会造成大面积塌方。施工中采用上下两步台阶开挖,上台阶高度1.8ｍ。根据早成环的原则,同时保证掌子面稳定和施工安全,施工中台阶长度控制在2ｍ～3ｍ,格栅支立好后及时加设水平工字钢。上台阶预留核心土,核心土长度0.8ｍ～1.0ｍ,坡度1/3左右。下台阶土体保证1∶6左右坡度。轮廓拱腰处开挖时基面轮廓为倒坡形式,下台阶施工时先掏槽开挖,支护该处侧墙,避免塌方,保证施工安全。最后再开挖剩余土体、支护成环。2)2,4,10部洞室开挖支护。 车站2,4,10部洞室大部分位于细砂、中粗砂层上,砂层在降水后变得非常松散,稳
8、定性更差,施工中先对该地层进行侧向注浆加固然后再掏槽开挖。导管采用Φ32ｍｍ水煤气管制成,钢管长1.8ｍ,在距头部1.0ｍ以下每隔15ｃｍ交叉钻Φ8ｍｍ的孔,导管间距50ｃｍ,外插角20°～30°,与锁脚锚杆交错设置。注浆材料选用水泥浆或水泥水玻璃浆,水泥浆液配比采用1∶1。双浆液水玻璃浓度一般为35Ｂ
