浅析合肥地铁浅埋暗挖隧道相关技术与风险控制要点.docx

          浅析合肥地铁浅埋暗挖隧道相关技术与风险控制要点                    摘要：为了保障合肥地铁出入口通道施工中上覆地层稳定、周围管线、周边建构筑物与环境的安全，也为确保城市主干道的道路与行车安全，对合肥地区复杂环境下地铁出入口隧道暗挖法施工技术和风险控制要点开展简要分析，对开挖方法、超前支护与加固、支护技术与措施等进行研究，为施工中的反馈分析与风险控制提供依据和指导关键词：合肥；浅埋暗挖；风险控制1工程概况合肥地铁长丰南路车站位于长丰南路与长江中路交叉口附近，2号出入口（见图1）结构形式为明挖和暗挖相结合明挖段断面形式为矩形结构；暗挖段结构为单层单跨圆拱直墙带仰拱断面初支厚300mm，标准段净宽5.0m，净高4.6m二衬拱顶、侧墙厚400mm，仰拱厚度450mm暗挖段人防段净宽6.6m，净高5.6m，二衬拱顶、侧墙厚500mm，仰拱厚度550mm；采用4导洞形式CRD法施工图1长丰南路2号出入口1.1地质条件本地区在区域地质构造上属于扬子准地台江淮台隆所属的合肥断陷盆地，区域上位于华北地台的南端，燕山期活动强烈，形成平缓开阔的合肥断陷盆地段内上覆第四系人工填土、黏土、残积粉质黏土，下伏基岩为侏罗系上统周公山组（J3Z）泥质砂岩，岩层总体呈单斜状，地质构造简单。

1.1.1隧道围岩与地层条件拟建场地所处位置地形起伏较大，站区处所地貌单元为台地地貌拱顶覆土4.4~4.8m，主要为2.8m厚的人工填筑土和2.4~2.8m厚的黏土；洞身范围土体主要由4.1m厚的黏土、2.4m厚的强风化砂岩组成；底板位于强风化砂岩中1.1.2水文条件站址内无河流发育，地下水主要为第四系孔隙水及基岩裂隙水第四系孔隙水主要赋存于人工填土中，以上层滞水为主，水量微弱黏土层分布广泛，埋深浅，成层性较好，含水量较小黏性土透水性和富水性均较弱车站范围内均为泥质砂岩，富水性及透水性均较弱，基岩裂隙水总体贫乏，地下水总体不发育1.2工程环境及其影响1.2.1埋深长丰南路站2号口暗挖段拱顶埋深5m左右，暗挖段结构为单层单跨圆拱直墙带仰拱断面，沿着垂直车站南北方向铺设，上部为合肥市长江中路主干道，车流量较大，距离较近建筑物为锦江大厦32层框架结构15米1.2.2道路与管线根据管线资料，2号出入口暗挖段范围内管线较多，主要有强电、雨水、给水、燃气、污水、人防干道等管线（已经回填）暗挖段与地下人防相交，顶部有110kv电力管线（砼900×900mm），埋深1.35m1.2.3地面交通荷载长江路属合肥市地面交通主干道，车流量较大，且由于市内有许多在建工程，有渣土车、混凝土灌车等重载车辆通过长江路暗挖通道的上方。

由于地铁车站出入口通道本身的功能特性，决定其埋深较浅，埋深基本集中在3~6m范围内，而在浅埋条件下地面交通荷载难以通过应力传递将荷载传递到更广的范围内使应力消散，即通道上方土体受到交通荷载等的直接作用，对暗挖隧道的围岩稳定和施工极为不利2主要施工方案与技术重难点2.1总体施工方案通道暗挖段采用拱顶直墙断面形式、CRD法开挖，施工中严格执行“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”十八字浅埋暗挖施工原则初支每天施工进尺1米做好超前注浆预支护，确保开挖安全；开挖后紧接支护，早成环、早封闭；及时进行初期支护与围岩间空洞回填注浆；采用信息化施工，做好监控量测，通过量测信息反馈优化支护参数2号出入口暗挖通道先施工出入口明挖位置围护桩再施工暗挖通道，从明挖出入口方向向车站侧墙预留口施工最后施工暗挖二衬紧贴出入口围护桩浇筑即可2.2工程技术重难点结合本通道暗挖段施工内容和情况、工程地质水文等特点，参考类似工程施工经验，本通道暗挖段施工的主要重、难点有：1、通道暗挖段为拱形直墙断面，人防段初衬开挖尺寸（宽×高）为6.3m×8.2m，结构本身属二级风险工程；2、通道暗挖段垂直下穿雨水管、污水管、电力管、燃气管、给水管，保证管线的稳定和安全以及隧道正常施工是本工程施工的重点和难点；3、CRD法施工暗挖段通道，土层地质情况的超前探测与超前加固，控制通道拱顶和地表的沉降是施工的重点；3相关技术及安全风险控制要点3.1关键技术（1）在暗挖试验段施工中，对大管棚与超前小导管对围岩扰动及其加固效果进行监测与分析，对超前管棚、超前小导管加固技术进行优化，研究减小其对地层扰动的技术措施。

2）选择合适工点，打注浆孔，进行复合地层及弱膨胀土层中的现场注浆试验，研究其浆液渗透与扩散机理；试验不同注浆参数时的浆液渗透与扩散范围与规律；研究提高注浆效果的技术措施，确定合理的注浆参数和注浆工艺对现场注浆土层取样进行室内强度试验，研究注浆后地层的强度变化与特征3）根据暗挖通道的工程地质条件和地面交通动载，进行数值模拟分析，分析各种类型隧道支护结构型式的适用条件，优化得到适合合肥地区复合地层（特别是弱膨胀土地层）浅埋暗挖隧道最佳的支护结构型式在暗挖试验段施工中，初期支护分别采用型钢支架与格栅钢架，根据隧道收敛变形和地表变形监测结果，比较其抗变形能力与支护效果，选择优化的初期支护方式，并对其施工工艺与技术参数进行优化3.2安全风险控制（1）采用数值模拟方法，对合肥地区复合地层（特别是弱膨胀土地层）浅埋暗挖隧道与围岩的应力、应变进行分析，确定最大应力、应变位置，研究隧道与围岩的变形规律和稳定过程，分析隧道与围岩的稳定性；结合工程经验类比法，提出隧道与围岩的稳定性控制指标和安全风险控制对策2）采用数值模拟方法，地面交通荷载产生的地层附加应力的水平扩散范围和沿深度衰减规律进行分析，明确不同地面交通荷载对隧道施工的影响情况。

综合比较多种减弱地面交通荷载直接作用在通道上方的方案，通过数值模型的方法分析其对荷载传递范围和深度的影响，提出适应性最佳的方案3）采用数值模拟方法，研究暗挖隧道施工引起的地表沉降的规律，详细分析各施工步序对地表沉降的影响，在实际施工中进行监控量测与反馈分析，总结并提出地表沉降预测方法，进一步提出对暗挖通道施工的地表沉降控制技术4结束语城市轨道交通的快速发展，暗挖施工已普遍应用，从长丰南路站2号出入口通道暗挖施工情况分析总结合肥地区浅埋暗挖隧道的安全风险控制技术和信息化施工技术要求，前者为隧道安全提出相应措施和安全风险对策，后者实现施工中的预警和报警来保障施工安全针对不同的地层及周围环境因素，对其浅埋暗挖法隧道施工中的超前加固方式、支护结构型式等进行优化，并对今后同类工程的设计施工有指导意义，从而降低通道建造所需的工程造价，有利于浅埋暗挖法隧道在合肥地区的施工规范化和推广参考文献[1]《城市轨道交通技术规范》(GB50490-2009).[2]《地铁暗挖隧道注浆施工技术规程》（DBJ01-96-2004）.  -全文完-。