地铁车站通道浅埋暗挖矿山法施工及监理

地铁车站通道浅埋暗挖矿山法施工及监理摘要：以地铁车站附属工程暗挖通道为例，介绍浅埋暗挖法的施工工艺流程，超前注浆、开挖初支、防水层铺设、二衬施工等关键工序的技术措施和施工方法，以及监理工作要点。关键词：浅埋暗挖法；超前注浆；交叉中隔壁法；防水层铺贴；二次衬砌1前言浅埋暗挖法是一项边开挖边浇注的施工技术，其原理是利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采取适当的支护措施，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法，主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。采用浅埋暗挖法可省去许多报批、拆迁、掘路等繁琐程序，故近年较多被施工单位采纳。本文就浅埋暗挖工程的施工工序及监理要点进行介绍。2工程概况广州市三号线北延段白云大道北站Ⅲ号通道位于车站主体南侧，与主体结构相接，呈东西走向，贯穿白云大道北路，广从立交，暗挖段长度109m，截面6m×7m，最小埋深3m。本段地质条件有砂层、冲积土层、灰岩残积土层、红岩强化风化层；地下水位受地形变化影响不明显，稳定水位埋深1.8m～3.9m。本通道地处软弱土层中，上软下硬，地下水位很高，地面交通道路、桥梁遍布，在这种情况下采用常规的施工做法将面临很大的交通组织、管线搬迁等难题，对社会影响极大，而采用浅埋暗挖法就能有效地解决这些问题，无污染，无噪声，不影响城市交通。3暗挖通道施工及监理3.1地层超前支护及加固⑴管棚超前支护本段通道上部局部存在砂层，地面上车辆密集，因此采用大管棚超前支护施工来加固土体。将φ108×8钢管在通道的上半断面外轮廓线30cm沿通道方向打入开挖面前方的地层内，环向间距35cm，外插角0.3°～0.5°。注浆采用水泥浆，水灰比1∶1，注浆压力0.4～0.8MPa。主要施工工序如下：封闭开挖面→设置钻机平台→测定孔位→钻机就位、钻孔→安装管棚→注浆→封孔开挖。主要监理要点包括：①工作面封闭严密、牢固，清理干净，测放出钻设位置后方可施工；②钻孔的外插角允许偏差为5‰；③钻孔应由高孔位向低孔位进行；④遇有卡钻、塌孔时必须注浆后重钻；⑤注浆必须充满钢管及周围空隙并密实。⑵超前小导管注浆管棚施工完成后，采用φ42×3.5焊接钢管沿开挖方向拱部布置，间距20cm，仰角控制在10°。小导管的管头为25°的锥体，长3.5m，其中端头花管2m，花管钻有孔眼，每排4个，交叉排列，间距1～2cm，用风镐打入。注浆浆液要根据工程地质条件的实际情况选用单液水泥浆、水泥水玻璃双液浆等，浆液配比、压力必须经过现场试验确定。主要监理要点包括：①严格控制材料质量，包括钢管的规格、材质和注浆材料等，合格后方可使用；②严格检查导管的长度、数量、间距、安置角度等是否符合设计要求；③控制浆液的配比及参数，要求施工单位在注浆过程中认真做好注浆记录，确保达到设计要求的加固范围和加固效果；④会同业主、施工单位检查注浆效果，采用钻芯法；⑤杜绝只设管不注浆的现象。3.2开挖及初期支护⑴隧道开挖根据围岩的地址条件、环境要求及施工单位的技术状况等，本段暗挖通道的开挖方法主要采用交叉中隔壁法（四步CRD法）。自上而下分为4个步骤开挖，设临时仰拱和中隔墙，先开挖上台阶左洞，开挖一榀支护一榀；在开挖上台阶右洞，开挖一榀支护一榀；相邻两台阶长度3～5m；再进行下台阶及仰拱的开挖，下台阶一次开挖长度不超过1.5m，并及时支护，形成左右两侧开挖支护相互交叉的情形。土方开挖采用人工手持洋镐、风镐开挖。主要监理要点包括：①要求开挖前必须降水，确保无水后方可进行施工；②要求施工单位在开挖前制定防坍塌、流砂、涌水、下沉过量等方案，备好抢险物资，并在现场堆码整齐；③要求施工单位开挖前确定实际开挖断面尺寸，在设计已考虑的施工误差及变形因素的基础上，根据通道的功能、自身施工技术能力，适当外放尺寸；④严格控制开挖断面尺寸，不能欠挖，超挖值控制在15cm以内；⑤必须坚持先加固后开挖的原则，坚决杜绝不注浆加固地层就开挖的蛮干现象；施工过程中必须坚持挖、支、喷三环紧扣的原则，即开挖一步，格栅架支一步，喷射混凝土一步，严禁开挖多步后再支护的现象；⑥要求施工单位在开挖全过程中进行地质和水文地质的观测，做好记录，利用地质推断法预测掌子面前方一段距离内的地质和水文情况，为下步开挖做好预案，遇有不良地质和水文情况时要及时做好反馈并采取有效的处理措施；⑦加强地质超前勘探，开挖过程中一旦发生坍塌、流砂、涌水、地下管线损坏、洞体裂纹、异常的超允许值下沉和变形等，应立即停止开挖，封闭掌子面，查明原因采取有效措施，减少损失，保证安全。⑵初期支护格栅钢架主筋4φ28@500，规格270×220；钢筋网为双层φ8@150×150，纵向连接钢筋为φ22@1m；拱架锁脚锚管采用φ42×3.5、L=2m钢管；喷射混凝土为C25、S6，厚350mm；临时中隔墙及临时仰拱采用22b工字钢，喷射20cm厚C25混凝土。主要监理要点包括：①检验格栅、纵向联结筋、钢筋网所用材料及连接配件的种类、型号、规格是否符合设计要求，严禁使用不符合要求的材料；②要求施工单位在格栅加工前充分考虑合理的测量误差、施工误差、变形等因素，根据通道的功能和自身的施工技术能力，给予适当外放，确定加工尺寸；③格栅第1榀制作好后进行试拼，经施工单位自检，监理验收后方可进行批量生产；④对加工的格栅，监理人员应分批进行检查验收，格栅架立后监理人员要严格进行安装和连接质量的隐蔽检查，必须符合设计及规范要求。喷射混凝土施工的主要监理要点包括：①严格控制混凝土的材料和配比。材料检验合格后方可施用，混凝土配合比要通过试验确定；②受喷面不得有滴水、淋水现象，否则必须先进行止水；③钢筋网的网格尺寸、布置位置要符合设计和规范要求，并搭接绑扎牢固；④喷射作业要分层、分段、分片自下而上进行，喷头与受喷面垂直，一次喷射厚度以不滑移、坠落为准，待前一层混凝土终凝后进行后一层喷射，若终凝超过1h则受喷面应用水、风清洗；⑤对喷射混凝土的回弹料及时清除，严禁将其堆积于喷射混凝土内；⑥重视养护，混凝土终凝后2h进行洒水养护；⑦喷射厚度符合设计和规范要求，喷射前设置厚度标志，混凝土面要基本平整、圆顺；⑧做好喷射混凝土强度检查。3.3防水层铺贴及二次衬砌施工⑴防水层铺贴防水层为无纺布缓冲层和PVC防水板，采用无钉孔铺贴。待初期支护趋于稳定后进行结构防水层的铺贴。首先要做好准备工作，包括测量开挖断面，对欠挖部位进行凿除，喷射混凝土表面凹凸部位应修凿、喷补，检查防水板的质量，保证符合设计的质量要求，检查施工机械设备、工具是否完好，检查施工组织计划是否科学合理等。主要监理要点包括：①基面应坚实、平整、圆顺、无漏水现象，平整度允许误差为3mm，且每1m范围不多于1处；基层面阴、阳角处应做成10cm圆弧或50×50钝角；②保护墙找平层，永久与临时保护墙分别采用水泥或白灰砂浆抹面；③防水层塑料卷材应沿隧道环向由拱顶向两侧依次铺贴平顺，与基面固定牢固，其长短边搭接长度均不小于10cm；④相邻两幅卷材接缝应错开，错开位置距结构转角处不应小于60cm；搭接处应采用双焊缝焊接，焊缝宽度不小于1cm，应均匀连续，不得有漏焊、焊穿等现象；⑤卷材应附于衬层上，并固定牢固，不得有渗漏现象；⑥防水施工应严格按设计要求进行，结构钢筋施工过程中应监督施工单位采取防水保护措施；二次结构完成后，若发现渗漏点则要求施工单位查明原因，并采取可行措施。⑵二次衬砌施工浅埋暗挖法通常采用模筑混凝土作为二次衬砌材料，模板采用金属定型模板，钢管支、支模架。衬砌所用的模板、墙架、拱架均应式样简单、拆装方便、表面光滑、接缝严密。二次衬砌混凝土为C30、S8，浇筑必须确保混凝土密实，钢筋绑扎时不应破坏防水层。二衬背后注浆时应注意合理的注浆压力，防止注浆压力过大导致二衬结构开裂。主要监理要点包括：①二次衬砌必须满足的条件是：初期支护周边收敛速度有明显减缓趋势，收敛速度小于0.15mmd，拱顶下沉速度小于0.1mmd，初支表面如有裂纹则应不再发展；②浇筑衬砌混凝土前，检查开挖断面是否符合设计要求；③模板台车就位后，要求进行位置、尺寸的检查；④预留误差量和预留沉降量应保证二次衬砌不侵入隧道建筑限界；⑤混凝土宜采用泵送，坍落度为墙体10～15cm，拱部16～21cm，振捣不得触及防水层、钢筋、预埋件和模板；⑥混凝土达到设计强度后，向拱顶部进行压浆处理，以使衬砌与围岩全面紧密接触，以限制围岩后期变形，改善衬砌受力状态。4结束语在浅埋暗挖法施工过程中，监理人员应牢固把握该法的核心技术，即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。要求施工单位严格按照审核通过的方案进行施工，做好通道内和地面的监测工作，按照应急救援预案准备好物资，就能顺利安全地按期竣工，给社会交出一个优良的工程。