地铁竖井开挖设计优化及施工

� 收稿日期: 2005- 11- 23 � 作者简介:黄荣继 ( 1973- ) ,男 (汉族 ) ,黑龙江萝北人,中铁十六局集团北京轨道交通 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 建设有限公司总工程师,矿井建设专业,从事城市 地铁工程 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 工作,广东省广州市越秀区环市西路 159号广州火车站中广场中铁十六局地铁工地 ( 510010) , 13688891565, huangrongji_73@ ya- hoo. com. cn;祁洪 ( 1975- ) ,男 (汉族 ) ,山西芮城人,中国地质大学 (北京 )硕士在读,地质工程专业,研究方向为隧道与地下工程,北京市海淀 区学院路 29号中国地质大学 (北京 )工程技术学院, ( 010) 82320634, floodq@i tom. com;张宏洲 ( 1981- ), 男 (汉族 ) ,河北遵化人,中国地质大 学 (北京 )硕士在读,地质工程专业,研究方向为隧道与地下工程, th irtycat@ 163. com。 地铁竖井开挖设计优化及施工 黄荣继1, 祁 � 洪 2, 张宏洲2 ( 1. 中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司, 北京 100031; 2.中国地质大学〈北京〉, 北京 100083) 摘 � 要: 地铁施工中一般采取先竖井继而横通道后开马头门进行正线施工的施工工序。广州轨道交通五号线广州 火车站站竖井的开挖 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 将原设计优化为在竖井下扩大直接开马头门, 在确保结构稳定的同时缩短了工期, 减少 了二衬背后回填混凝土。 关键词: 地下铁道;竖井; 开挖方案;马头门 中图分类号: U455. 8� � 文献标识码: B� � 文章编号: 1672- 7428( 2006) 04- 0056- 03 Construc tion and Optim iza tion Design for Subway Shaft Excavation /HUANG Rong-ji1, Q I H ong2, ZHANG H ong- zhou2 ( 1. B eijing T rack T raffic Eng inee ring Construction Co. L td under the 16th Eng ineer ing Bureau of Ch inaRa ilway, Be-i jing 100031, Ch ina; 2. Ch inaUn iversity o f Geo sc iences, Beijing 100083, Ch ina) Abstrac t: The genera l procedures for constructing subw ay are as fo llow s: first excavate the shaft, then hor izon tal pass, f-i nally inga te. The o rig ina l design for the shaft ex cava tion in Subw ay S tation at Guangzhou Ra ilw ay S tation o f T rack T ra ffic L ine 5 of Guang zhou w as optim ized to d irectly open the inga te by en larg ing the low er section o f shaft. The tim e lim it for the project w as shortened m eanwh ile the stab ility of the struc ture was ensured. The backfill concrete vo lume after second liner w as reduced. That can be used for reference by sim ila r project. K ey words: subw ay; shaft; excavation a lternative; ingate 1� 工程概况 广州轨道交通五号线首期工程 (滘口至文冲 段 )位于广州市老城区中最繁华且交通流量较大的 城市主干道环市西路北侧, 广州火车站中广场与东 广场之间。车站为东西走向,周边高楼密集,道路纵 横。 广州火车站位于荔湾单斜的东侧,地层呈北东 向展布,倾向北西,倾角约 45�。五号线广州火车站 站所处地面为广州火车站广场,地形较平坦,地面标 高 8�36~ 9�0m,站址所处地段为微丘台地, 东临越 秀山。五号线广州火车站站位于广三断裂以北,广 从断裂以西的构造区。 根据勘察揭露,本场地主要土层有人工填土层、 冲洪积砂层、冲洪积土层、湖泊相淤泥质土层、残积 土层, 下伏基岩为泥质粉砂岩、砾岩、含砾泥质粉砂 岩、含砾砂岩等各风化带。 地下水水位埋藏较浅,稳定水位埋深为 1�09~ 2�50m,平均埋深 1�83m,标高为 6�00~ 7�49m,平 均为 6�74 m。 2� 原设计开挖方案 先施工矿山法车站隧道 2个施工竖井:施工竖 井锁口圈下有软弱透水层,承载力不足,竖井开挖前 先进行加固处理,采用 3排600 mm搅拌桩加固止 水, 进入不透水层 1m以上。然后施工锁口圈,架设 格栅及喷射混凝土等, 到底后,施工侧向通道, 接着 开口施工主隧道, 其中主隧道到达相应的位置后即 破口施工横通道、风道及吊装横通道等。竖井与主 隧道位置如图 1所示。 图 1� 竖井与主隧道位置示意图 主隧道开挖的前奏为竖井施工及竖井横通道施 56 探矿工程 (岩土钻掘工程 ) � � � � � � � � � � 2006年第 4期 � 工,尤其是横通道开挖过程中对固有的围岩已产生 扰动, 原有岩体结构已被不同程度的破坏,主隧道开 挖又一次引起岩体应力重分布,也即主隧道马头门 开挖时的岩体经受了两次应力转换。主隧道施工难 点在于:由横通道向主隧道转换施工需要破除横通 道工字钢对口撑,此时不采取相应 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 将造成横通 道收敛值过大, 从而影响结构安全及稳定。横通道 工字钢对口撑如图 2所示。 图 2� 横通道工字钢对口撑示意图 3� 变更后的开挖方案 3. 1� 整体 施工方案 围墙砌筑施工方案免费下载道路清表施工方案下载双排脚手架施工方案脚手架专项施工方案专项施工方案脚手架 根据横洞爆破开挖所揭露的围岩看, 此处围岩 为中风化泥质粉砂岩, 岩体完整性好, 水量少, 仅在 竖井格栅背后有线状流水。由于横洞所处围岩完整 性好, 渗水量小, 并且如按照原横洞施工图设计,此 处需开挖横洞长 4�2m、宽 4�6 m、高 11�75m, 以便 为站台隧道施工提供部分工作面,但此方案实施后, C20混凝土回填量达 125 m3,站台隧道在竖井范围 内的结构需要特殊处理, 也达不到主隧道尽早破口 进洞施工的条件。为此,经与业主、监理、设计协商, 并对现场实际勘察的前提下, 改进了施工方案。施 工方案如图 3所示。 ( 1)已开挖的竖井横通道部分, 拱部格栅按照 原施工图纸设计正常架设, 距离竖井开挖面底部最 近的一榀格栅 (井深 20�9m处 )南、北方向加长,至 竖井横通道掌子面闭合成为封闭结构 (以后架设的 竖井格栅依次加长闭合 ) , 横通道拱部格栅拱脚接 长伸入此封闭格栅中。 ( 2)将目前已开挖的竖井横通道掌子面开挖平 整 (至底部第一榀 ), 按照 1 m � 1 m间距梅花形布 设 3� 5m长全长锚固锚杆 , 挂双层16mm钢筋网 图 3� 竖井扩大段施工方案示意图 (网格大小为 20 cm,保护层厚 50mm),施工中钢筋 网应与已打锚杆牢固焊接, 锚杆尾部设置弯钩钩住 钢筋网,喷射 C25 P6混凝土,厚 300 mm。 ( 3)不采用施工竖井横通道的开挖型式, 采用 沿站台隧道开挖轮廓线外放 10 cm作为开挖初支内 轮廓线,进行开挖支护, 确保竖井格栅闭合, 支护参 数仍采用原竖井施工支护参数: 22 mm 连接筋@ 1000 mm,8 mm钢筋网网眼大小为 200 mm。 ( 4)在竖井正常断面南侧壁以南的井壁内每 750 mm竖向设置 2道暗柱作为横撑工字钢的支撑 柱, 暗柱内设置竖向 4根22mm主筋 (随着竖井开 挖而焊接接长 ), 暗柱箍筋采用 8@ 300 mm; 横撑 工字钢采用工 20, 支撑竖向间距 2250 mm, 横向间 距 750 mm。 ( 5)竖井开挖初支时, 沿着主隧道马头门轮廓 线外侧 100 mm每榀竖井格栅水平布置一根 3500 mm长锚杆,保证主隧道马头门破口施工时竖井支 护的稳定。 3. 2� 主隧道马头门施工方案 ( 1)待竖井施工至主隧道临时仰拱位置时, 暂 缓施工竖井,分段破口施工主隧道 1步马头门加强 环, 破口时将竖井内主隧道加强环位置凿出环形槽 体, 然后将主隧道加强环格栅放入槽体内 (竖井原 有格栅与之焊连 ), 喷射 C25 P6混凝土,加强环施工 完毕后开挖主隧道,待 1步开挖支护 5m后进行竖 井的正常施工, 即: 1步开挖与竖井施工同时作业; 57� 2006年第 4期 � � � � � � � � � � 探矿工程 (岩土钻掘工程 ) 竖井东、西方向相对的主隧道 1步 ( 3步 )马头门需 同时破口施工。 ( 2)竖井施工到站台隧道仰拱处后破口施工主 隧道 2步加强环,加强环施工完毕进行 2步开挖支 护,待 2步开挖 15m后进行 3步开挖, 3步开挖 5m 后破口施工 4步加强环, 加强环施工完毕进行 4步 开挖支护;竖井施工到底后根据实际施工需要设置 2个集水坑 (兼做吊桶下放坑 )。主隧道马头门施工 方案如图 4所示。 图 4� 主隧道马头门施工方案示意图 4� 经济技术指标比较 ( 1)通过方案改进, 提前进行主隧道的开挖, 不 用再搭架子施工,节省了施工成本; ( 2)二衬背后回填混凝土减少, 既节省了混凝 土, 又减少了二次衬砌的背后压力; ( 3)通过改进方案, 减少了开挖方量, 加快了开 挖进度,提前工期 10天; ( 4)不足之处在于变拱形开挖断面为垂直方向 曲线,不利于开挖面的稳定性。 5� 结语 在实际施工中采用改进后的开挖方案,开挖面 稳定,施工进度快, 大大的缩短了工期。确保了竖井 施工的安全,为后续工序开展创造了有利条件,也为 今后类似工程积累了成功的经验。 实践证明, 在地铁竖井开挖过程中根据实际情 况, 合理大胆的采用新的施工方法是可行的。 参考文献: [ 1] � 刘建航,侯学渊.基坑工程手册 [M ] .北京:中国建筑工业出版 社, 1997. [ 2] � GB 50299- 1999,地下铁道工程施工及验收规范 [ S ] . [ 3] � GB 50157- 2003,地铁设计规范 [ S] . [ 4] � 戴显强,张洪忠.地铁浅埋暗挖群洞施工中受力转换技术的探 讨 [ J] .铁道标准设计, 2003, ( 7 ). (上接第 55页 ) 由于碰上较薄段的硬层时,只需提内管总成,避 免了花费大量的时间来提大钻、换钻头、下钻杆等, 大大缩短了钻探的辅助时间,从而大大提高了纯钻 进时间,相应地提高了劳动效率。 4. 3� 降低生产成本 由于只需提内管总成,辅助时间短,工人劳动强 度也低。遇到硬岩层后,直接采用投砂的方法,不必 更换软胎体钻头,避免了如果更换软胎体钻头在通 过硬岩层进入软岩层后, 工人们还不及时提钻更换 钻头, 直至钻头磨耗报废时才提钻的现象,这样就能 节约钻头成本消耗,从而降低生产成本。 4. 4� 保护孔壁 减少了提钻、下钻的次数, 相应地也减少了因提 钻时对孔内的抽吸作用,能更好的维持孔内的平衡, 同时也减少了钻具对孔壁的撞击作用。因此, 投砂 钻进法能更好的保护孔壁。 5� 结语 投砂钻进法有不少的优点,我们通过在 10多个 钻孔中的应用是非常有效和实用的, 尤其是在软硬 岩层交替频繁,绳索取心深孔钻进中更能发挥出它 的优越性。 参考文献: [ 1 ] � 鄢泰宁. 岩土钻掘工程学 [M ]. 武汉: 中国地质大学出版社, 2001. 58 探矿工程 (岩土钻掘工程 ) � � � � � � � � � � 2006年第 4期 �