地铁隧道埋暗挖法施工工艺对地层变形的影响

地铁隧道埋暗挖法施工工艺对地层变形的影响 来源：考试大2008年12月1日【有了考试大，考遍全天下】
1.本文针对浅埋暗挖工法在深圳特殊地层单洞双线隧道中的成功运用，分析超前励D固、开挖时空顺序、台阶长度等工艺在保证施工安全、质量和控制地层沉降中发挥的作用，确定同类地层中的工艺参数，完善浅埋暗挖的理论体系，更好地应用工程实践。
浅埋暗挖法最初应用北京地铁是在第四纪地层、无水、地表无建筑物的条件下，采用了管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测、速反馈的施工原则成功应用的。在超前小导管注浆加固等辅助措施的配合下，不断完善得到一系列辅助施工措施，目前运用的广州、深圳地铁都是非第四纪地层，且富含地下水，伴有砂层，地表密集民房、埋深最小达0.8m、暗挖车站跨度达26m等复杂条件，因此，对暗挖法的施工工艺和辅助工法提出了更高的要求，以此保证地铁施工对周边环境的环保和安全要求。
2.1工程概况6标为双线单洞隧道，马蹄形断面（6.2mx6.7m），正台阶法开挖，区间隧道范围内上覆第四系全新统人工堆积层，海积冲积层及第四系中统残积层，下伏燕山期花岗岩，地下水丰富；隧道埋深较浅，部分位置上覆砂层，开挖面土质强度较低，上覆砂层地段条件极差。
2.3开挖时空顺序地铁隧道开挖在土中进行，开挖扰动使原始地层应力重分布，而土的自稳能力较差，暗挖法开挖不象盾构法施工有足够的抗力支撑扰动地层，只能以超前预加固和“短开挖、早支护”保证地层的稳定。因此掌握开挖和支护的时空效应对稳定地层，保证施工安全，控制地层变形都有很大帮助，对于掌子面而言要把握开挖进尺、分步开挖顺序；对双线隧道则要确定左右线的间距。
隧道通过含水砂层地段时，施工进度慢则掌子面裸露时间长，而上台阶没有施作临时横撑或临时仰拱，且上台阶拱脚容易积水，土的强度又低，虽然用钢板或木板支撑，拱部结构仍产生整体下沉，隧道结构不及时封闭成环，对沉降的发展不易控制。因此施工过程中工程技术人员应当及时做好超前的地质预报，随时改变顶支护参数，保证安全、快速施工。六标一般情况上、下台阶2～3m／d（下台阶机械施工，相对进尺快，有时隔天开挖）砂层地段开挖进尺小，开挖困难进度慢，甚至不时停工，其沉降大。
2.3.2左右线错距分析6标段为左右并行双线单桐隧道，左右线间距13.2m，隧道净空宽度5.1m，隧道上覆土层厚度9.9-14.3m，属超浅埋暗挖隧道，左右线的开挖对相邻隧道有很大的影响，超前掘进的隧道对另一线隧道的前方地表沉降值有影响，而滞后开挖的隧道则影响超前掘进隧道的后方沉降值。超前开挖隧道对地表沉降的影响范围要大于滞后开挖的隧道，相应地其地层沉降收敛稳定所需时间亦较长。
根据6标现场调研及对施工方资料的统计（见表3）可以发现，施工单位在施工前期（4月中旬前）对台阶长度的把握不到位，台阶时小时大，最大值为14.5m，最小值为2.75m，而且变化比较频繁，波动幅度较大；施工后期台阶长度最大值为13.5m，最小值为5m，但长度控制得比较均匀，一般都在7-9m（1B～1.5B）。前期地表沉降明显比后期大。
由施工后期开挖进度知，封闭成环时间控制在6～8d，台阶长度7-9m，当施工中遇不良地层（如砂层、软土层等）或出现其它特殊情况时，施工速度减慢，拱顶下沉及地表（道路）沉降明显加大。
在深圳富水含砂特殊地层中采用|考试|大|暗挖法施工，工程的施工安全、工程质量及施工进度都与现场的施工工艺密不可分，在对隧道所处地层条件准确认识和理解暗挖法的实质基础上，施工技术人员合理安排工序，因地制宜调整施工工艺参数，确保工程顺利竣工。通过上文的分析，得到以下几点认识：（1）超前预支护在—般地层、过渡地层和富水含砂地层其支护形式和支护参数不同，小导管粗细，长度及是否采用小管棚施工都与掌子面及前方土体性质及对地层塑性变形的要求有关，做到经济和环境控制的统一。
（3）正台阶法施工中左右线间距不宜过小，严禁齐头并进，左右线间距宜控制在3D（D为隧道开挖跨度）左右。
（5）富水砂层的存在对开挖进度和开挖步骤有不同要求，进度由一般的1m/循环减为0.75或0.61m／循环，为防止隧道边墙片帮，下台阶改为两步开挖。 来源:考试大-结构工程师考试

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