亮马河车站大断面暗挖段技术总结

亮马河车站大断面暗挖断工程科技总结

一、工程概况

车站中间暗挖段长为86.9m，拱顶覆土约13m，采用洞柱法施工。

暗挖结构为单层双柱三连拱结构，为复合衬砌，由初期支护，二次衬砌和夹层防水构成，初期支护喷射混凝土为C20，二次衬砌采用C30防水混凝土，抗渗等级为S10。二衬浇注采用组合钢模板加钢拱架。

设计车站主体暗挖隧跨度 22.13m,高度9.418m,采用大管棚φ159@333mm加小导管φ42超前支护，分为15个小洞室，采用“洞柱法”施工。

图1 暗挖车站主体结构横断面图

暗挖结构上方的施工范围内地下管线密集，埋设有各种动力、通讯、燃气（φ500）、自来水（φ600）、污水（φ2150）、热力（4300×2800）沟距车站拱顶为1.5～2m）等管线。特别是雨污水、上水、热力、煤气和电力等管线，自身存在着潜在的渗漏风险，极易产生破坏，管线本身的填埋土土质较为疏松、管线渗漏后极易形成水囊、空洞、地表沉陷，对地下地铁结构影响较大，施工存在较大风险。另外，车站暗挖段下穿亮马河路，处在亮马桥路和东三环路的交叉口，交通比较繁忙，施工过程中地面的沉降对管线和交通存在较大影响，施工风险较大。

二、施工方法

1、工艺流程

图2 施工工艺步序图

图3 暗挖车站施工顺序图

2、施工过程描述

暗挖段

暗挖段中侧洞施工方向

暗挖段 暗挖段中洞施工方向

暗挖段 暗挖段侧洞施工方向

北基坑开挖中导洞均从北向南组织施工，南基坑开挖小导洞由南向北施工，共六个小导洞，左右（竖向）各三个。

施工顺序为先施工左侧1号中导洞，拉开不小于一倍洞径距离后再施工2、3号中导洞。左侧三个中导洞开挖初支完成后，再依相同的顺序施工右侧三个小导洞。

导洞采用台阶法施工，中部预留核心土。中洞、侧洞与中导洞施工方法相同。车站拱部设大管棚和小导管超前支护，注浆加固地层，小导洞初期支护为格栅钢架+双层网喷砼联合支护。

土方开挖采用人工开挖、无轨运输，电动葫芦提升。

（2）底纵梁、钢管柱及顶纵梁的施工

按照设计图纸尺寸施工底板防水和底纵梁，施工时必须注意在底纵梁上预埋钢管柱预埋件，并且确保其水平度，为施工钢管柱和顶纵梁打下良好基础。中导洞内钢管柱径为φ800、间距8m。钢管柱采用委外卷制加工而成，用人工配合手拉葫芦吊装定位。

（3）中洞拱部施工

中洞拱部拱顶采用大管棚和小导管注浆超前联合支护，其初支的钢格栅钢架与相邻小导洞初支格栅采用连接板螺栓连接，中洞初支完成后，施工中洞防水及顶拱和仰拱（二次衬砌）。

（4）侧洞施工

侧洞拱部拱顶采用大管棚和小导管注浆超前联合支护，其初支的钢格栅与相邻小导洞初支格栅采用连接板螺栓连接，侧洞初支完成后，施工侧洞防水、仰拱及顶拱（二次衬砌）。

三、技术成果及控制要点

（一）加强基坑施工监测确保地面和建筑物安全技术

一、监控项目及方法

1、地表沉降监测

地下工程开挖后，地层中的应力扰动区延伸至地表，围岩力学形态的变化在很大程度上反映于地表沉降，地表沉降可以反映隧道开挖过程中围岩变形的全过程。

①监测实施方法

监测采用精密水准仪，铟钢尺，在设计隧道中线地表沉降测点布设原则为沿隧道中线每5m布设一组中线测点 ,选取典型地段布设一沉降主断面。

地表量测测点埋设时应布设2～3个基准点，基准点应埋设在沉降影响范围外的稳定区域；具体基点埋设位置根据现场实际情况确定。地表沉降量测各测点与基准点之间的相对高程差，本次所测高差与上次所测高差相比较，差值即为本次沉降值，本次所测高差与初始高差相较，差值即为累计沉降值。

②数据分析与处理

根据量测数据绘制时间位移曲线散点或距离位移曲线散点图。并结合施工情况对所测数据进行分析。

2、拱顶沉降

拱顶下沉量测值是反映隧道安全和稳定的重要数据,是围岩和支护系统力学形态变化的最直接、最明显的的反映，易于实现量测信息的反馈。

①监测实施方法

在拱顶埋设测点，应在掌子面开挖出渣完毕后，拱架架立时，将预埋件焊接至拱顶，待该环砼喷射完毕牢固后，将预埋件上砼清除干净后，即可进行量测。拱顶测点布设原则为间距为3～5m布设一组测点。特殊情况测点可适当加密。拱顶下沉量测主要采用精密水准仪，量测各测点与基准点之间的相对高程差，本次所测高差与上次所测高差相比较，差值即为本次沉降值，本次所测高差与初始高差相较，差值即为累计沉降值。

②数据分析与处理

监测数据的填写、处理与地表下沉相同。如果拱顶下沉超限,可采取以下方法控制拱顶的下沉：改良拱顶岩体或土体的稳定性；改善开挖方法以减小开挖对拱

顶围岩的扰动；加强支护等等，或采取以上几种方法进行综合处理。

3、周边收敛

隧道开挖后，周边点的位移是围岩和支护力学形态变化的最直接、最明显的反映，净空的变化（收缩和扩张）是围岩变形最明显的体现。

①监测实施方法

收敛测点埋设，应在掌子面开挖出渣完毕后，拱架架立时，将预埋件焊接拱腰位置，应尽量使两预埋件位于同一轴线上。待该环砼喷射完毕牢固后，将预埋件上砼清除干净后，即可进行量测。测线布设原则同拱顶测点，且同拱顶测点布设在同一断面。

②数据的分析与处理：

首先作出时间-位移及距离-位移散点图，对各量测断面内的测线进行回归分析，并用收敛量测结果判断隧道的稳定性。如果收敛值过大，应改善周围岩体或土体的稳定性，改变开挖方法，尽量减小开挖对周围岩（土）体的扰动；加强支护等等，以确保收敛值在规范允许的范围内。

二、监控量测反馈程序

监控量测资料均用计算机配专业技术软件进行自动化初步分析、处理。根据实测数据分析、绘制各种表格及曲线图，当曲线趋于平衡时推算出最终值，并提示结构物的安全性。

监测人员及时反馈指导信息，调整施工参数，保证安全施工。

三、监控量测数据的分析与预测

取得各种监测资料后，需及时进行处理，排除仪器、读数等操作过程中的失误，剔除和识别各种较大、偶然和系统误差，避免漏测和错测，保证监测数据的可靠性和完整性，采用计算机进行监控量测资料的整理和初步定性分析工作。预测结构物的安全性，并据此确定工程技术措施等。

（二）隧道暗挖大管棚施工技术

为保证暗挖段施工时，路面交通畅通、既有线隧道及暗挖车站施工的安全，在暗挖车站横断面的拱部28m范围内、沿车站拱顶环向按3根／m布置管棚超前支护。管棚采用φ159热轧无缝钢管，壁厚δ＝8mm，管长86.9m（单侧45m，搭接3m），沿车站拱顶环向布设，间距350mm，超出开挖轮廓线35cm，管节分段长度为6～9m（根据现场实际情况确定其管节长度，并使接口错开,间隔布置管棚配节见