矿山法联络通道施工技术范文

《城市道桥与防洪杂志》2014年第六期

1总体施工工法

结合水文、地质、结构断面资料及现场实际工况，联络通道采用小导管超前注浆加固，矿山法施工。开挖方案确定为：从右线向左线方向进行，分上下断面进行开挖施工。开挖施工用人工开挖（针对下部中风化岩层采用强力气动风镐）、架立钢拱架、喷射混凝土，初支完成后进行背后回填注浆，铺设防水层。二次衬砌先施工底板混凝土，边墙与拱部一次浇筑成型，泵送混凝土入模。为保证联络通道施工期间两侧盾构隧道的稳定，防止隧道内混凝土管片的结构变形、失稳或破坏，在管片环缝处架设临时环形预应力钢支架，在管片主要受力部位设立多个支撑点，在联络通道左右线开口两侧各立3榀，在联络通道两端沿隧道方向对称布置，各环形支撑之间通过钢纵梁连接，使其形成一整体的型钢骨架结构，确保已成型隧道安全及稳定。由于无法采取地面降水及水泥系土体加固等技术措施，同时考虑开挖施工对周围土体的扰动，在联络通道施工前，利用现有管片注浆孔，对与联络通道砼管片相邻的前后10环管片进行背后二次注浆堵水、加固，浆液采用水泥-水玻璃形式的双液浆（C-S），压力控制在0.6～0.8MPa，采用双重管注浆工艺施工。

2施工中采用的特殊技术措施

2.1成形隧道内支撑加固为防止区间隧道在联络通道口的特殊管片切割后引起的围岩压力情况变化，以及联络通道开挖卸荷而导致的管片失稳、变形甚至破坏。因此，在施工联络通道前，需对临近联络通道的左右线盾构区间隧道成环管片进行加固。该工程对成形隧道内支撑加固的步骤和方法如下：（1）进一步紧固隧道联络通前后各10环范围管片连接螺栓，确保管片间连接紧密。（2）打开管片注浆孔，检查盾构隧道壁后补注浆加固情况，确保加固补强达到要求后才可进行下一步作业。（3）在环缝处架设临时预应力支架，在管片主要受力部位设立多个支撑点，在联络通道左、右线开口两侧各立3榀，在联络通道两端沿隧道方向对称布置，施加预应力时每个千斤顶要同时慢慢平稳加压，每个千斤顶以压实支撑点为宜，防止和减少区间隧道在通道位置处的管片发生变形。支撑安装完成后在支架两端醒目位置悬挂行车警示标志。隧道管片环形临时支撑加固如图3、图4所示。

2.2小导管超前支护因施工需要，联络通道处设置的特殊混凝土管片必须拆除，而由于该处土体施工时已被扰动且通道洞身上部处于软弱松散土层、稳定性差，因此在联络通道开挖前，必须对其拱顶部位进行小导管超前注浆支护，保证下一步开挖工作安全。小导管内注浆材料采用水泥-水玻璃双液浆，并掺加适量外加剂，该注浆材料具有渗透性良好，凝结时间可调，可有效控制浆液在地层中的扩散距离，在地下动水条件下也具有很强的固结性能，且浆液固结后不收缩、强度较高。超前小导管主要分为四个工序：制管、打孔、安设小导管，注浆。小导管于拱顶150°范围内采用外径φ42mm、壁厚3.5mm，长L=3.5m热轧无缝钢管，环向间距0.3m，纵向搭接长度1.5m，外插角10°，钢管前端呈尖锥状。施工前首先通过测量放样在区间管片上标示出超前小导管的孔位，孔位定位时需避开管片内钢筋，当孔位与钢筋有冲突时可适当调整小导管位置。小导管钻孔采用TY28凿岩机（见图5）进行，钻孔时孔位偏差需小于10cm，最后一排小导管施工需精确控制成孔长度，防止破坏左线管片。同时，待台阶开挖后，需在腰部打设锁脚锚杆作为钢拱架的稳定结构。超前小导管布设平面、纵断面如图6、图7所示。

2.3台阶法开挖矿山法是一项边开挖边支护的施工技术，其原理：利用土层在开挖暴露过程中短时间的自稳能力，采取适当的支护措施，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的方法。该区间联络通道洞身上部处于松散、软弱地层，在不具备地面加固处理的条件下，通过小导管超前注浆支护，使上部软弱地层具备了一定的自稳能力。因此，开挖施工采用了中短台阶法开挖，下台阶落后于上台阶1m，上下台阶均采用人工开挖、人工修整，而由于下部中风化安山岩强度较高，借助于强力气动风镐施工，以保证上下台阶开挖进度的一致性。在开挖支护过程中严格控制开挖进尺，每循环开挖进尺为一榀拱架间距，即1.0m，如图8所示。在开挖过程中，用激光指向仪控制开挖中线及水平，确保开挖断面圆顺，无欠挖，开挖轮廓线充分考虑施工误差、预留变形和超挖等因素的影响，对意外出现的超挖或局部塌方应采用喷混凝土回填密实，并及时进行背后回填注浆。由于洞身上部为软弱地层，在开挖过程中需加强监控量测，当发现地面沉降或拱顶、拱脚和边墙位变形值超过警戒值或出现突变时，则立即停止掘进，施打锚杆挂网，喷射混凝土封闭掌子面，及时加设临时支撑或仰拱，形成封闭环，控制位移和变形，并加强对洞外的观察，在确保风险可控的情况下，再继续向前挖掘。在开挖轮廓经尺寸检查满足设计要求后，需立即架立格栅拱架，依据断面中线及标高，准确就位。对于存在超挖的部位，则采用混凝土垫块或木板垫塞牢固。钢架定位后，挂设钢筋网片，钢筋网紧贴初喷混凝土，挂钢架外侧，铺设平顺，用细铁丝与钢架绑扎牢固。钢架间采用纵向钢筋连接，连接筋纵向搭接长度满足规范要求，同时保证焊接质量。上述各项经检查符合要求后，即进行喷射C25混凝土到设计厚度，喷射时由拱脚自下而上分层进行，保证混凝土喷射密实。

2.4施作防水体系矿山法联络通道的防水施工原则是“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”。该区间联络通道防水体系由初期支护、PVC防水板，以及防水钢筋混凝土二衬三道防水防线组成。为保证防水的质量，在初期支护与PVC防水板两种刚柔性材料之间设置一层土工布缓冲板。其中初期作为矿山法防水第一道防水线，必须达到无渗漏，在喷射混凝土清洗干净后，需采用堵漏材料和注浆工艺治理到无明水；PVC防水板属于高分子材料，具有抗腐蚀、抗振动变形功能，该防水层铺设在主体结构的迎水面，形成封闭的全包防水层；该工程二衬混凝土强度等级为C35，抗渗等级为P10。通过上述三道防水防线，满足了联络通道主体结构的防水要求。对于一些特殊部位，如联络通道洞口与管片接口处，为达到防水效果，通过在联络通道施工时期预埋注浆管注浆，且在各个联络通道与管片接触的各个转角处还使用了1.5mm厚丁基橡胶防水密封胶粘带、止水胶等多种材料（见图9），较好地解决了管片混凝土自防水与联络通道柔性防水接头处理问题。

3结语

该项联络通道施工，通过在已成形隧道内设置环形临时钢支撑体系，确保了施工联络通道时已建隧道的安全和稳定；在通道拱顶进行小导管超前注浆加固，较好地解决了洞身上部软弱地层在开挖过程中的稳定性问题；采用台阶法开挖则保证了顺利安全地进行开挖施工；采用多道防水防线及联络通道与管片接口处的有效处理，保证了整个通道的防水效果。南京地铁机场线盾构区间联络通道工程属于在复合地层中的矿山法施工。通过对多种工艺的结合应用，合理安排各施工工序，最终保证了工程质量和进度，为整条线路按计划通车争取了时间，相关经验可供同类工程参考。

作者：顾春华单位：上海隧道工程股份有限公司