1工程概况北京地铁16号线榆树庄站位于看丹路、规划榆树庄一号路与规划榆树庄东路相交路口南侧,康辛路与榆树庄东路相交路口北侧。车站范围内初勘资料显示均为建筑杂填土回填,回填最深处约24 m,回填时间较短,填充材料多以砖瓦块、混凝土块等建筑垃圾为主,局部混杂生活垃圾。现况潜水水位低于结构底板,施工期间无须采取降水措施。本段区间里程右线K21+660.000~右线K21+749.745(左线里程K21+668.253~左线K21+761.041),位于康辛路,且基底位于建筑垃圾填土内,结构基底设置承载桩,采用矿山法施工。左线区间二衬结构净宽度5.2 m,净高5.7 m,右线区间二衬结构净宽度5.4 m,净高5.8 m,二衬结构厚度0.5 m,初支结构厚度为0.35 m,设置一道临时仰拱,临时仰拱厚度为0.3 m,区间浮土厚度为7.2~7.7 m。2工程特点分析通过对地质情况的初勘揭露,区间结构整体位于杂填土①层,在该地层中针对有害气体、塌方进行控制,有效地层加固等,是确保矿山法施工安全的关键。3施工方法及流程施工方法为矿山法施工,含临时仰拱,分上、下两个导洞挖土、格栅架立、网喷成环。施工顺序:超前深孔注浆→上导洞施工→径向加固注浆、循环注浆、开挖施工→堵头墙施工→下导洞施工→径向加固注浆、循环注浆、开挖施工→堵头墙施工→承载桩施工。先进行左右线马头门注浆加固,注浆加固完成后进行左线马头门破除,马头门处进行三榀钢格栅连立施工,钢格栅架立完成后进行网喷,先施工上导洞,上导洞导通后,再进行下导洞土方开挖。左线开挖网喷成环长度大于25 m后,可进行右线开挖施工。4主要施工方案4.1马头门施工4.1.1马头门开挖马头门破除前应进行超前深孔注浆,加固联络通道马头门处上方土体。明挖结构施工完成后,分段凿除暗挖段一侧围护桩。开洞后,围护桩钢筋进行预留,预留钢筋与隧道正线格栅钢架焊接。洞门围护桩破除完成后,先不进行前三榀格栅连立架设,继续向前开挖单榀架设三榀格栅,网喷成环并封闭掌子面,再进行围护桩反向破除,架设三榀连立格栅。正线土方开挖采用矿山法施工。4.1.2马头门破除(1)施工流程。超前深孔注浆→人工分部分根破除隔离桩→开挖并架设第四~第七榀格栅网喷成环(每次架设一榀)→进行围护桩反向破除→清理残渣→马头门处架立三榀连立格栅,及时喷混。(2)施工方法。按要求沿拱顶环向双排布孔注浆管,注浆管长度及角度为3.5 m/42° 、5.5 m/27° 、7 m/12° 、10 m/10° 、10 m/5° 。浆液采用水泥+水玻璃双液浆,本区间段地质为杂填土,固注浆参数、注浆量依据现场实际情况确定。根据实际情况调整角度、方向,改良及加固土体,加固后的土体达到良好的均匀性和自立性。注浆完毕待土体达到稳固后,随即破除马头门处的隔离桩。采取风镐破除上台阶隔离桩并清理,开挖架立第四~第七榀格栅(单榀架立网喷)网喷完成并封闭掌子面,反向破除剩余围护桩,再进行上台阶三榀格栅架立,与桩体预留钢筋焊接并及时喷混封闭。待上台阶开挖大于6 m后,再进行下台阶隔离桩破除。4.2超前深孔注浆加固深孔注浆浆液采用水泥-水玻璃双液浆,可根据现场地层条件添加调节浆液凝结时间和可注性的外加剂,深孔止水注浆后的土体应具有良好的均匀性、自立性,无侧限抗压强度不小于0.8 MPa。深孔注浆压力控制在0.8~1.0 MPa,大范围深孔注浆前,应提前进行注浆试验,确定合理的浆液配比、注浆压力等指标。必要时可适当调整注浆孔的间距、注浆压力等相关参数,确保有效扩散半径大于0.5 m,并满足注浆加固的相关要求。单循环深孔注浆长度可取10 m,搭接2 m,洞内超前深孔注浆前应封闭掌子面并设置300 mm厚止浆墙,止浆墙双层布置Ф6@150×150钢筋网片,垂直于止浆墙应梅花形布设L=2 m的Ф22@500×500加强筋,加强筋应与钢筋网片点焊。上、下导洞注浆加固布孔如图1所示,初支结构深孔注浆断面如图2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.009.F001图1上、下导洞注浆加固布孔(单位:mm)10.3969/j.issn.2096-1936.2021.08.009.F002图2初支结构深孔注浆断面(单位:mm)4.3径向注浆径向注浆浆液采用水泥-水玻璃双液浆,可根据现场注浆效果适当调整,扩散半径大于0.5 m。对区间拱部180° 范围进行径向补偿注浆,加固范围为目前既有的超前注浆范围外扩3 m。4.4超前小导管注浆本区间段超前小导管注浆,只针对土方开挖过程中超前深孔注浆效果较差的地方,作为补充注浆。超前小导管采用Ф25×2.75 mm焊接钢管,搭设角度控制在10° ~15° 以内。4.5隧道土方开挖区间段隧道土方开挖方法为矿山法施工,正线先开挖上导洞,待上导洞导通后,再开挖下导洞,按设计要求预留核心土,并留设减压槽,左右线导洞相互错开25 m以上施工。隧道开挖前制定防坍塌方案,备好抢险物资,在现场堆放码齐。隧道开挖严格按照设计要求控制开挖断面,拱部采用人工弧形开挖,留核心土,控制每循环开挖进尺,开挖后及时封闭临时仰拱。隧道掘进时,应设专人监视围岩稳定情况,发现局部坍塌,应及时采取支护措施。严重塌方时,须立即停止作业,人员和机具必须撤离安全地段,待塌方处理完毕,经检查确认安全后,方可恢复施工。5技术措施(1)隧道施工应严格按照浅埋暗挖法十八字方针“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”进行作业,做到“地质超前探、格栅节点强连接”等措施。(2)施工前对设计图纸的坐标、高程进行复核测量。(3)提前做好管线详查和空洞普查,若有空洞,及时进行填充注浆。暗挖隧道上方存在雨污水管线,因此,施工前采取超前探水措施,如发现漏水及时采取补充浆液加固。(4)格栅钢架安装严格按照规范图纸进行施工,拼装误差满足有关规范、规程的要求。(5)格栅连接点应等强连接,保证螺栓连接质量,并保证绑焊钢筋的焊接质量。(6)严格执行初支的施工工艺,初支背后注浆分两次进行:第一次距离开挖面3~5 m,为低压注浆,注浆压力以控制浆液从开挖面溢出结束;第二次距离开挖面8~10 m,为饱压注浆,注浆压力0.5 MPa。(7)垃圾回填地层受力情况比较复杂,开挖过程中的徐变、受力情况复杂,须加强洞内外、地表及邻近管线及建(构)物的监测工作。(8)隧道按设计尺寸严格控制开挖断面,严禁超挖、欠挖,允许超挖值100 mm,超挖部分采用C20混凝土回填。(9)停止开挖时,挂双层Φ6钢筋网喷射100 mm厚C20混凝土,对掌子面进行封闭,根据现场实际情况,必要时设置型钢支撑,并对掌子面进行插管注浆。(10)隧道开挖过程中,拱部或掌子面遇到地层界面残留水明显时,应加强监控量测工作,防止掌子面坍塌或发生较大沉降。(11)每次拱部超前注浆时,应对上台阶核心土以外的掌子面,喷射100 mm厚C20混凝土进行封闭。(12)本区间段在建筑垃圾填土内进行暗挖施工,由于该土层土质较差,施工前应严格按照设计要求进行注浆加固,周边土体加固达到设计要求后方可进行开挖。开挖期间,严格做好洞内的通风排气措施,保证施工期间隧道内通风顺畅,施工期间应严格检测洞内的有害气体,施工人员在进行土方开挖时须做好防护,必要时佩戴防毒面具进行施工,保证施工人员的人身安全。6结语通过对地铁16号线榆树庄站站前区间垃圾回填区域矿山法施工,在技术方案里考虑了各种风险预防措施,施工过程中合理制定应急预案,严格根据浅埋暗挖法十八字方针进行作业,按照“地质超前探、格栅节点强连接”等原则,通过对软弱围岩进行超前预支护、注浆加固和及时支护,确保施工安全,解决各项施工难题。在现代化城市的进展中,会遇到各种复杂的地层情况,可为地质情况相近的类似工程提供矿山法施工提供参考依据。

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