文档介绍：地铁区间隧道特殊地层施工技术摘要结合北京地铁太阳宫~ 三元桥站区间隧道施工中对坍塌、流砂治理实践技术, 介绍了超前支护施工技术、隧道开挖方式适应性技术措施, 为今后类似地层施工提供借鉴与参考。关键词地铁暗挖坍塌流砂技术措施 1 工程概况北京地铁***太阳宫站~ 三元桥站区间隧道位于东三环三元桥东南角处的麦子店西路下, 呈东西走向; 区间暗挖隧道起讫里程 K13+~K14+, 全长 双线米。隧道断面有 3 种形式, 其中标准断面为马蹄形, 开挖尺寸为 ×, 全长 , 隧道左右线间距 12m, 覆土厚度 10~14m, 纵坡为 ‰。隧道穿越的区域有四层地下水, 从上至下依次为:①上层滞水, 水位高程 ~, 水位在隧道拱顶上 3~6m; ②潜水, 水位高程 ~, 水位在隧道拱顶上 1~; ③层间潜水, 水位高程 ~, 水位位于隧道开挖断面中间;④承压水, 水位高程 ~, 水位在隧道仰拱以下 4m。区间隧道地层自上而下依次是粉质黏土填土、杂填土、粉土、粉细砂、中粗砂、粉质黏土、黏土、粉土、圆砾等地层, 其中隧道施工所触及的土层有粉细砂、中粗砂及粉质黏土层。隧道上方沿左线拱顶存在Ф 800 污水管及Ф 800 雨水管道各一条, 两条管道埋深分别为 4m、 3m; 通过检查, 发现管道渗漏严重。区间地质、水文见图 1。2 特殊地层施工出现的问题及原因分析 支护设计情况区间标准断面设计采用台阶法施工。超前支护为Ф42 小导管, 注水泥- 水玻璃浆液; 小导管长度 , 搭接长度 1m, 在拱顶 120° 范围按 300mm 间距布置, 小导管施工角度 7°~10° 。初期支护为 250mm 厚, 钢格栅+Ф 22 连接钢筋+Ф6 钢筋网片+C25 喷射混凝土结构; 钢格栅间距 75cm, 在上下台阶位置 45° 各打设 1根 Ф 42 锁脚锚管。标准断面初期支护结构见图 2。 试验段施工方法试验段施工严格按照设计要求进行, 采用两台阶法,台阶高度 3m, 台阶距离控制在 ~3m; 核心土为梯形设置,高度 , 上下宽度分别为 、 3m; 超前支护采用风镐直接打入小导管, 封闭掌子面后采用水泥- 水玻璃浆液注浆。 出现的问题及原因分析隧道试验段施工中, 流砂及坍塌险情不断, 施工效果较差, 安全风险较大, 主要存在以下问题。(1) 风镐引入小导管过程中即出现粉细砂坍塌现象,导致小导管加固有效范围( 有效范围主要为两榀格栅之间拱顶砂层) 加固体缺失, 导管裸露; 在开挖前清除上循环封闭掌子面的喷射混凝土时产生的振动又造成粉细砂层受到扰动,进而出现坍塌。主要是因为隧道起拱线及拱顶以上为粉细砂层, 且砂层松散, 补给水易使砂层含水量大, 造成砂层自稳能力极差, 稍有扰动即会出现掉落。(2) 在小导管注浆加固效果检查中发现水泥- 水玻璃浆液无法通过小导管溢浆孔浸入粉细砂层, 浆液主要集中在导管内部, 导管外壁只有少量浆液附着管壁, 因此加固范围达不到设计要求, 坍塌连续不断。(3) 根据钢格栅高度及小导管打设位置计算,设计 小导管, 搭接长度 1m 情况下, 小导管实际打设角度为 8°~17°( 设计为 7°~10°) 。小导管打设 17° 为理想状态, 这种角度可以保证第二榀格栅上部有 300m m 注浆加固体, 且小导管加固范围底面恰好在格栅顶面; 但是在第三榀格栅位置小导管加固范围底面在开挖面以上 386mm 位置, 那么格栅顶面与加固体底面之间 386mm 松散砂层依然会出现坍塌。小导管打设最低限度为 8°, 否则不但不能确保第二榀开挖面有足够的注浆加固体, 而且会造成拱部开挖线出现欠挖, 使钢格栅架设困难。从图中可以看出, 小导管打设角度直接影响加固范围, 且导管越长, 加固效用越差。(4) 隧道分两台阶开挖, 台阶分界面正好处于粉细砂层与粉质黏土层界面位置, 虽然通过降水井进行降水, 且水位达到隧道仰拱下1m 位置, 但是界面水依然很大, 极易在界面位置形成流砂。隧道钢格栅采用对称设置, 钢格栅与台阶相对位置见图 3。上台阶开挖完成后架设钢格栅时, 存在两种安装方式: 第一种是先安装拱顶①号格栅, 后安装②号格栅, 此方式安装时①号格栅悬吊, 中心位置及水平难以调整, 临时固定难以达到精度要求, 费时费力,②号格栅因底部处于界面位置, 开挖时即出现流砂填埋格栅位置, 在狭小