联络通道在赣江承压裂隙水下的开挖技术,本文是关于技术研究毕业论文模板范文与赣江承压裂隙和开挖技术研究和联络类论文范文数据库.
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【摘 要】南昌地铁1 号线秋中区间是千里赣江第一个水下遂道.该区间共设置联络通道3 座、其中1 座兼作泵房.鉴于泵房施工难度更复杂风险更大,本文将着重介绍施工难度和复杂度最高的2 号联络通道兼泵房的进行讨论.联络通道及泵房均采用矿山法开挖、喷锚支护、模筑衬砌的方法进行施工.联络通道施工是地铁工程中的重大风险源之一, 而位于江河底部的联络通道, 更因其所处的特殊水文地质条件而风险陡增.由于地层的复杂性及地质勘察的局限性, 在开挖过程中有时会遇到大范围的承压水, 造成开挖掌子面的突水事故.通过对工程难点的综合控制,在实际工程中取得了良好的施工效果,可供后续工程参考借鉴.
【关键词】过江联络通道；泵房；高压水；开挖施工；裂隙水；承压水；地下水
1、工程总体概况
1.1 工程概况
秋中区间起于秋水广场站,止于中山西路站,设置三座联络通道,其中2#联络通道兼做泵站使用.2# 联络通道上（ 下） 线位置里程为SK11+815.293（XK11+817.018）, 通道中心线间距12.500m,联络通道所在位置的隧道中心高程左（右）线-7.091m（-7.082m）,联络通道处江底标高约为+14.92m.
联络通道均位于赣江下方,施工深度范围内的土层主要为中风化泥质粉砂岩,设计采用隧道内全断面注浆改良固地层,矿山法施工以确保施工安全.2# 联络通道兼做泵房,开挖尺寸为3.5m（宽）×5.08m（高）（喇叭口处为4.1m×5.38m）,泵房开挖尺寸为5m（ 长）×3.5m（ 宽）×2.45m（高）.
1.2 设计概况
联络通道初支及二衬支护参数如下表所示.
1.3 地质情况
1.3.1 工程地质情况
本区间的联络通道、泵房位于赣江江底,无管线及其他建筑,所穿越的地层为⑤ 1-2 中风化泥质粉砂岩、⑤ 1-3 微风化泥质粉砂岩、石坚硬程度为软岩,完整程度为较完整.
1.3.2 水文地质情况
工程区浅部孔隙性潜水,主要主要赋存于第四系全新统冲积层的砂砾石层中,地下水位埋深较浅,穿越两端陆上钻孔内实测的水位埋深6.50 ～ 11.60m,标高14.29 ～ 15.45m.碎屑岩类脉状裂隙水主要赋存于第三系新余群含钙粉砂岩与钙质泥岩层段,厚度20 ～ 50 米左右.该含水层富水性不均一,影响因素主要有风化网状裂隙与构造节理裂隙的发育程度,总体上勘探深度内场地基岩裂隙水贫乏,MA3-qb-39 孔钻探中揭露断层破碎带,为裂隙溶蚀水的相对富集地段.赣江（八一桥上游）水位标高为14.59m.
总平面布置图如下图：
2、工程施工
联络通道兼泵房施工工艺流程是：
施工准备→联络通道处搭设管片加固支撑→前后5 环双液浆注浆止水→全断面注浆加固施工→小导管超前支护施工→探孔→安装防护门→防护门密闭试验→前后5 环二次补注双液浆注浆止水→盾构钢管片拆除→通道开口→通道开挖→初期支护→打设锁脚锚管→割除通道底部钢拱→下挖泵房→初期支护、支撑→封底→防水→泵房二衬→通道二衬.
2.1 联络通道处管片支撑加固
为避免联络通道施工时对已处于稳定（受力平衡）状态的成型盾构区间造成较大的影响,在施工联络通道前,需对盾构区间隧道钢管片进行支撑加固.
①进一步紧固隧道管片连接螺栓,②在盾构隧道内部采用型钢支架对管片进行支撑,
③ 每榀支撑架在顶部及腰部共设5 个QLD50 千斤顶,用于控制隧道收敛变形.
2.2 全断面注浆加固施工
在联络通道洞身开挖支护施工过程中,开挖土体存在易发生涌水、拱顶坍塌的隐患.
根据本联络通道所处的工程地质和水文地质条件现场实际情况,采用全断面深孔注浆加固地层,封堵地下水,在隧道开挖轮廓线外形成止水帷幕,加固范围为联络通道两2m 的范围,通道中部布置3m 加强加固区.
2.3 注浆施工工艺流程
施工准备→隧道加固→测量定孔位→管片开注浆孔→钻孔→打设注浆管→注浆→钻下一孔→打设注浆管→重复以上步骤
①严格控制注浆压力,同时密切关注注浆量,当压力突然上升或从孔壁溢浆时应立即停止注浆,查明原因后及时采取调整参数或移位等措施.
②采用后退式分段注浆,严格控制拔管幅度,每步不大于20cm,匀速拔管.
③单根注浆结束标准：注浆过程中,压力逐渐上升,流量逐渐减少,当压力达到注浆终压,注浆量达到设计注浆量的80% 以上,可结束该孔注浆；注浆压力未能达到设计终压,注浆量已达到设计注浆量,并无漏浆现象,亦可结束该孔注浆.
2.4 探孔及加固效果检测
加固全部完成24 小时后,进行探孔检测加固效果,探孔数量不少于9 个,探孔孔位分布为水平三排,竖向三排,以布满加固体断面为宜.探孔深度3m,要求每个孔内流水量不大于0.2L/min·m,或某一处的漏水量不大于10L/min,或进行压水试验,在1.0Mpa 压力下检查孔进水量应小于10L/min,否则需要对该处进行加密注浆.
2.5 防护门施工
在联络通道洞门打开之前,需在每侧预留洞口上安装一扇应急防护门,在使用时需配备风量不小于6m3/min 的空压机为防护门供气.
2.6 防护门密闭试验
使用前需进行耐压试验,设计值为0.2Mpa、打压试验值不得超过0.2Mpa,安装好防护门后应进行水密性试验,先用水泵在防护门内注满水,再用空压机加压,要求在停止空压机时,压力能保持0.15Mpa 为合格.
2.7 管片加固措施及钢管片拆除
联络通道处洞门钢管片拆除前,需打开管片注浆孔,检查盾构隧道背衬回填情况,必要时进行补注浆回填.补注浆范围为联络通道轴线前后各5环；注浆浆液为水泥－水玻璃双液浆（C-S）,水泥浆配比( 重量比) 为C:W ＝ 1:0.8,双液浆配比为C:S ＝ 1:1；注浆压力为0.3 ～ 0.5Mpa, 逐步增加；注浆结束标准采用双指标控制, 当注浆压力达到0.5Mpa（施工现场可根据情况确定）或者注浆量达到设定值（根据背衬回填情况确定）,停止注浆.联络通道洞门满足拆除条件后,采用人工与手拉葫芦配合拆除洞门范围内钢管片.
2.8 开挖阶段施工方法与工艺流程
2.8.1 施工方法
开挖采用人工手持风镐,上阶法开挖,台阶长度2 ～ 3m,上部台阶采用环形开挖预留核心土开挖,下部台阶在保证上部台阶长度不小于2m 的前提下紧跟开挖.安装格栅拱架、钢筋网及锚杆,并喷射砼采湿喷工艺,分块分层进行喷射成形,开挖时采取衬期支护紧跟的方法,开挖一榀,支护一榀,支护完成后进行下循环的开挖.
2.8.2 工艺流程
钢管片拆除后→超前小导管施工→隧道开挖轮廓放样→上阶开挖→出碴→初喷砼→格栅钢架安装→锚杆施工→钢筋网安装→喷射砼施工→下一循环的施工→打设锁脚锚管→割除通道底部钢拱→下挖泵房→初期支护、支撑→封底→防水→泵房二衬→通道二衬.
2.8.3 小导管超前支护施工
施工区域地下水主要为孔隙性潜水.每座联络通道拱顶上方180°范围内通过超前小导管注入双液浆,小导管环向间距0.4m,纵向间距1m,导管长度2m,外插角10°～ 15°.
2.8.4 施工技术参数
采用φ42mm 热轧钢花管.小导管环向间距40cm,纵向间距1m, 长度2m.外插脚10°～ 15°,可根据实际情况作调整.浆液为水泥- 水玻璃双液浆,水灰比1:1.超前小导管和钢拱架支撑配合使用,并从钢拱架腹部穿过,尾部焊接在钢拱架上.按照先护后挖的原则,超前小导管应在隧道拱部开挖之前施作,以实现小导管的作用,并确保安全.
2.8.5 开挖施工步骤
（1）联络通道开挖
为避免联络通道施工时对已处于稳定（受力平衡）状态的成型盾构区间隧道造成较大的影响,在施工联络通道前,需对盾构区间隧道进行型钢支撑加固.
开挖前在洞门上方打设超前小导管对洞口进行超前注浆加固,在确保管片衬砌安全稳定后,拆除洞门范围内八块钢管片,然后进行开挖.区间隧道钢管片拆除及通道与区间结合处的开挖要保证快速准确,并及时进行初期支护,以保证安全.
通道的开挖采用正台阶法,采用风镐人工开挖,在风镐开挖困难时使用静态破碎剂辅助开挖.开挖步距为0.3 ～ 0.5m,台阶长度2 ～ 3m.在开挖中根据暴露土体的加固效果及施工监测信息,及时调整开挖步距确保安全施工.
初期支护采用格栅钢拱架,外侧挂钢筋网片,钢筋网片搭接不小于15cm,并用16 ＃铁丝扎紧.格栅钢架用于工程前应进行试拼,格栅钢拱架为全封闭支护结构,为增加拱架的稳定性,相邻两排拱架间用连接筋连接.立好钢拱架后施工喷射混凝土.
(2) 泵房开挖
待联络通道初支全部完成并封闭成环后,再进行泵房的下挖,开挖前需在每榀拱架底部两侧各打设四根φ48 锁脚锚管,以支撑上部拱架.在开挖前对钢拱架的锁脚进行检查核实完成后,方可割除通道底部初支拱架,采用风镐人工分层开挖、每层开挖深度不超过50cm,施工过程中,及时进行初期支护及中部型钢支撑,开挖至设计底板标高后,立即进行封底及二次混凝土衬砌.
3、施工风险监测及措施
3.1 监测项目及布点
施工期间,在通道纵向通长范围内按3m 布设一组洞内监控量测点,主要监测洞内收敛及拱顶沉降,在盾构隧道前后20 米范围内布设监控量测点,主要监测管片的收敛及沉降,根据实测隧道收敛变形调整各个千斤顶的顶力.
3.2 施工主要风险预防应对措施
本区间联络通道及泵房均位于中风化或微风化泥质粉砂岩内,洞顶岩柱厚度大于1 倍洞径,在施工过程中的主要风险是开挖面裂隙涌水及隧道塌方,针对以上风险拟采取以下措施
3.2.1 开挖面裂隙涌水的主要预防措施
①开挖前进行超前探孔,并根据超前探孔的渗水或涌水量的情况进行封堵或开挖.
②每环开挖前按设计要求对前方岩体进行超前注浆.
③开挖过程中加强对岩面的观察,发现有渗水现象时立即采用注浆封堵措施.
④开挖过程要做到快速喷砼封闭.
3.2.2 开挖面裂隙涌水的应对措施
①设置应急水泵,当发现有较大渗水或涌水时立即启动应急水泵,进行应急排水.
②设置防护门,当发现涌水较大无法封堵时,立即撤离施工人员,关闭防护门.
③立即采取打孔注入双液浆,对裂隙涌水部位进行封堵.
3.2.3 隧道塌方的主要预防措施
①开挖过程中要严格按管超前、勤量测、短进尺、快封闭、强支护的原则来进行.
②要做好锁脚锚杆及锚管的施工质量.
③要做好监控量测工作.
3.2.4 隧道塌方的应对措施
①发生隧道塌方时,首先对将施工人员撤离至安全地段.
②当出现大面积塌方时,首先应支护顶排架和护掌子面排架,并在排架上喷射不少于20cm的混凝土,封闭掌子面,打入超前小导管注双液浆稳定土体,并加密安设此段的格栅钢架,避免进一步塌方和地表沉降.
③开挖过程中,当出现局部小塌方时,为避免扩大塌方面积,要及时增设格栅钢架,加强支护,喷射混凝土封闭掌子面,增设超前小导管并注双液浆,及时处理,认真的控制小塌方的发生和扩大.
结论：
联络通道由于其工程量小、断面较小,往往容易引起勘察、设计和施工的忽视,实际上区间联络通道在轨道事故中占有相当的比重,因此在施工中应引起特别的重视.在开挖联络通道时建议采取以下措施：
（1）在施工中实际的地质与原勘查设计的地质存在少量的偏差,因此注浆加固止水完成后采用钻孔取芯法检测加固止水效果,检测结果显示效果良好后 ,方可进行隧道开挖,确保开管片安全.
（2）坚决实行“四不”制度,即：喷砼工序不完,掌子面不前进；喷砼厚度不够不前进；砼喷射后发现问题未解决不前进；监测结果表明不安全不前进.
（3）在取得监测数据后,要及时进行整理,绘制位移或应力的时态变化曲线图.确保监测结果的质量,加快信息反馈速度,对的施工情况进行评价并提出施工建议.
（4）地质不符发现异常时应停止施工,查明原因并采取措施后再行施工.
（5）注浆分布图的注浆形式的变更及数量问题即要考虑经济又要考虑质量安全问题.
作者简介：
罗东光,江西中昌工程咨询监理有限公司,江西南昌.
综上所述：这是一篇关于技术研究方面的大学硕士和本科毕业论文以及赣江承压裂隙和开挖技术研究和联络相关技术研究论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
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