无水砂卵石地层临近既有线初支快速施工技术

无水砂卵石地层临近既有线初支快速施工技术

北京建工土木工程有限公司北京100015

摘要:通过北京地铁16号线23标段丰台南路站~丰台站站后区间临近北京地铁9号线丰台南路站~丰台东大街站区间施工实例,总结出无水砂卵石地层临近既有线快速初支施工技术。在确保施工安全及施工质量的前提下,既不影响既有地铁线路的正常运行,同时确保隧道初支快速施工,为今后类似工程提供借鉴。

关键词:无水砂卵石;既有线;深孔注浆

1工程概况

1.1施工环境

16号线本区间邻近9号线的区间里程为YK17+600~YK18+181.101,对应9号线区间里程为YK3+582.820~YK4+161.511,邻近段区间长度560m,16号线联络通道左侧(中心里程为YK18+090.000,对应9号线里程YK3+671.897)距离9号线右线隧道最小水平净距约1.89m,新建区间隧道右线约75m范围内(里程为YK17+985.596~YK18+060.578,对应9号线里程YK3+702.650~YK3+781.179)距离既有区间隧道右线最小水平净距约2.75m。纵向上,16号线区间隧道YK17+600~YK17+900段基本与9号线区间隧道位于同一水平面,而YK17+900~YK18+181.101段,16号线区间隧道位于9号线区间隧道的斜下方,16号线区间隧道顶板距离9号线区间隧道底板最大净距为1.16m。

1.2工程地质

1.2.1隧道结构底板

本区间隧道底板穿过土层主要为第四纪沉积的卵石⑤层,属VI级围岩。

1.2.2隧道结构顶板

隧道顶板穿过的土层主要为第四纪沉积的卵石④层及细砂、中砂④1层。顶板覆土厚约18.00~23.00m,主要为人工堆积的杂填土①层,粉土质素填土①1层及粘土质素填土①2层,新近沉积的圆砾、卵石②层,细砂、粉砂②1层及粉土②2层和第四纪沉积的卵石③层,细砂、中砂③1层及粉土③2层。围岩除卵石③层和卵石④层属V级围岩外,其余均属VI级围岩。

1.2.3区间结构边墙

区间隧道边墙穿过的土层主要为第四纪沉积的卵石④层及卵石⑤层,局部为细砂、中砂④1层。侧墙围岩除卵石④层属V级围岩外,其余均属VI级围岩。

综上区间隧道结构底板地层岩性分布较均匀、土体整体稳定性较好,无软弱土及特殊土分布。顶板及侧墙土层均以粗颗粒的砂、卵石土为主,结构松散、自稳性差、无法形成自然应力拱,易发生坍塌现象。

2施工措施

2.1施工步序

区间右线邻近既有线段施工,其中标准段设置临时仰拱。右线邻近既有线标准段初期支护施工步序见下表2-1。

表2-1右线邻近既有线标准段初期支护施工步序

2.2具体施工措施

区间右线平行邻近既有地铁9号线,两者最小距离仅2.75m,除标准段初支施工措施外,邻近段还增加了如下措施:

2.2.1设置临时仰拱

区间在里程右K17+876~K18+181.101(共305.101m)增设临时仰拱,每步开挖均打设锁脚锚杆,以保证对隧道及既有线安全。

2.2.2深孔注浆加固

1)注浆范围

区间邻近既有地铁结构时,在里程为右K17+726~K18+181.101(共455.101m)处对新建隧道洞内上半断面及邻近9号线侧下半断面临时中隔板至9号线初支底周边地层深孔注浆加固土体,加固断面为隧道结构边缘外扩2m,浆液采用水泥浆(主要为无水砂卵石地层,在局部根据实际地层情况可调整注浆浆液),要求加固后单轴抗压强度达到0.8Mpa,止水作用处加固体渗透系数不大于1.0x10-7cm/s。配合比及注浆压力根据现场试验确定,相邻注浆孔搭接长度不小于2m。

2)注浆施工

根据我单位以往的施工经验及借鉴相似地层类似工程的成功经验,我单位拟采用ZLJ-350钻机成孔、后退式分段注浆的方式进行下穿地铁段深孔注浆(采取一次钻进成孔,后退式注浆的方式进行注浆加固)。

2.2.3格栅加密

为保证既有线安全,区间右线进行短进尺开挖,在里程为右K17+620.37~K18+181.101(共560.731m)处,格栅间距由750mm加密至500mm。

2.2.4其他措施

1)先开挖邻近线(右线)施工,后开挖非邻近线(左线)施工,防止多次对既有线造成扰动。

2)在深孔注浆效果不佳的地段,增加小导管注浆作为辅助措施。深孔注浆后土体的无侧限抗压强度不小于0.8MPa。

3)初支背后注浆紧跟开挖面进行,保证初支结构与土体密贴。

参考文献

[1]王梦恕,中国隧道及地下工程修建技术。人民交通出版社,2010。

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