导航：安全管理网>> 安全论文>> 建筑安全论文>>正文

地铁隧道区间风井后做施工技术

文档作者：雷霆文档来源：郑州市第一建筑工程集团有限公司		点击数：	更新时间： 2025年05月08日
下载地址：点击这里	文件大小： 2.11 MB 共5页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共5页]

本文件共5页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：2.11 MB 共5页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇：地铁施工安全风险与致险工程参数关联研究

上一篇：地铁隧道上方下沉式广场深基坑施工技术

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

施工技术
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY
2013年9月上
第42卷第17期
DOI：10．7672／sgjs2013170046
地铁隧道区间风井后做施工技术米
雷霆
(郑州市第一建筑工程集团有限公司，河南郑州450004)
[摘要】国内地铁工程建设中，区间风井一般均在隧道施工前完成。结合郑州地铁1号线一期工程，介绍了先采用
盾构法通过区间风井，然后再进行风井的基坑开挖和主体结构施工方法。总结了围护结构设计方法，深入分析了
施工重、难点和相应处理措施，以及基坑监测中主要监测项目及监测结果。工程实践表明，该工艺有效缩短了盾构
施工工期。
[关键词】隧道工程；地铁；风井；基坑；施工技术
[中图分类号]Tu753 [文献标识码】A [文章编号]1002-8498(2013)17J0046_05
Construction Technology of the InterVal Air Shaft for Subway Tunnel
Lei Ting
(z^e咿bⅡⅣ0．1 co删r眦如n E，lginee一增Group Co．，血d．，Z^e，蝴oⅡ，He’Mn 450004，C^iM)
Abstract：’I’he interval air shaft is finished before tunnel constmction in domestic subway constmction．
Based on phase I project of Zhengzhou Subway Line 1，the author introduces the method that shield
method is used to cross the intenral air sh础．then fbundation excavation of air shaft and constmction of
main structure is finished．The author summarizes the design method of enclosure structure，analyzes key
and dimcult points in constmction and treatment measures，the main monitoring items and results for
foundation excavation monitoring． Engineering practice shows that the constmction process can shonen
time limit of shield constmction．
Key wOrds：tunnels；subways；air shafts；foundation excavation；constlllction
在国内地下轨道交通工程建设中，区间隧道多
采用盾构法施工，中间风井则采用明挖法施工。常
规的施工顺序是：先建风井，待风井具备盾构过站
条件后，再进行相应的盾构隧道施工。该方法可降
低隧道施工风险，减少重复工程量、节约工程成本。
但是目前国内的城市轨道建设往往由于地面建
(构)筑物拆迁、管线改移等不及时，造成工程工期
滞后或延误，因此明挖施工的区间结构(风道、风井
等)成为制约盾构隧道施工的一个要因。目前国内
因盾构区间造成的工期延误95％以上由前期工作
或相关工序造成，盾构施工本身并未对工期造成
影响。
针对上述情况，为减少因地铁线路局部地面征
地拆迁问题而影响整个区间隧道施工，确保盾构机
按期始发或减少盾构机停机等待时间、节约工程成
本、杜绝盾构机停机等待的安全隐患，本文结合工
·2012年度郑州市建设科技计划项目(2012-42-5)
[作者简介】雷霆，副总工程师，E—mail：kiting．66@163．com
[收稿日期】2013旬6一17；[修订日期】2013舶-26
程实际提出了“先隧后井”法并对其施工工艺进行
介绍。
1 工程概况
郑州轨道交通1号线一期工程某盾构区间长约
2．2km，设中间风井一处(兼联络通道及废水泵房)。
该区间风井在区间线路上方为3层结构，线路
北侧为单层结构，其中3层结构基坑深约22．935m，
单层结构基坑深约10．300m。原设计方案计划先修
建区问风井，盾构在此过站、检修，但因征地拆迁问
题，无法按原计划施工，为减少盾构停机等待时间
和带来的安全隐患，确保全线的贯通目标，将原设
计方案调整为盾构通过再修建区间风井。
本区间所处地貌单元为黄河冲积平原，场地范
围内地层主要为第四系(Q)沉积地层，基坑施工影
响范围内地层从上到下主要为杂填土、第四系全新
统(Q。)粉土、粉质黏土、粉砂、细砂及第四系上更新
统(Q，)粉质黏土夹粉土、细砂、粉质黏土。地下水
类型分为上层的潜水和下层的承压水。潜水主要
赋存于10．0一14．0m以上的粉土、粉质黏土中，属
万方数据
雷霆：地铁隧道区间风井后做施工技术47
弱透水层，承压水主要赋存于8．0～12．0m以下的
砂层中，具有微承压性，与上部潜水有一定水力联
系，承压水补给来源主要是潜水越流补给，排泄主
要为人工开采。施工期间地下水位位于场平标高
下4．5—5．0m。
2围护结构设计
2．1围护结构形式
因盾构隧道在风井处埋深较大，为保证风井端
头加固区高压旋喷桩的施工质量并考虑风道处单
层结构的存在，基坑上部(单层结构)采用放坡开
挖、坡面挂设钢筋网片并喷射速凝混凝土，下部采
用钻孔灌注桩+内支撑的支护形式。放坡段开挖
至底后作为下部围护桩段止水帷幕、钻孔灌注桩、
高压旋喷桩端头加固区的作业平台。采用先隧后
井的施工工艺如能在盾构穿越前完成拆迁则宜在
盾构通过之前完成止水帷幕施工，具备盾构通过条
件后盾构机再通过、穿越。如图l所示。
雀是挂局畸穗囊土护蕞惩辫、苎，嚷糊}土护垃
’＼㈠ 一《霪孽雾萋鼍《豢《三i|
b剖面
图1 区间风井平面和剖面示意
Fig．1 Plan and sectiOn of the interval air shaft
2．2盾构穿越处围护结构形式
在盾构穿越段，考虑到盾构机刀具和风井基坑
较深，且周边地下水位较高、地层较差，故盾构穿越
范围内采用悬挂式围护桩(见图2)。为确保盾构机
能安全穿越，围护桩桩底距盾构顶安全距离可取
0．5m左右，并在隧道管片下部进行可靠加固。
但悬挂式钻孔灌注桩下部无法考虑深入土体
的嵌固深度，因此完全靠腰梁和支撑抵抗悬挂桩的
图2悬挂式围护桩剖面
Fig．2 Section of hanging type suppOrtiⅡg p姐e
水平土压力，竖向设置3道支撑，其中第1道为混凝
土支撑与桩顶冠梁连接，第2，3道采用西609mm钢
管支撑，钢腰梁采用双拼145b，对灌注桩的内力利
用SAP2000进行分析，采用和长桩相同的配筋形
式。隧道下部无围护桩段采用注浆加固土体并挂
网喷护。
2．3支撑布设
本区间风井3层结构平面尺寸为22．1 m×
22．6m，放坡段开挖深度7．035m(10．300m)，两级放
坡。围护桩段基坑深15．900m，根据施工步序要求
和计算，采用4道横向支撑。
第1道支撑采用钢筋混凝土支撑，支撑高于倒
数第2层中板1．3m，以满足竖向钢筋预留要求。下
部受悬挂式半截桩和倒数第3层中板位置的影响，
采取在盾构隧道上部布设2道斜向钢支撑。考虑倒
数第3层结构层高较高，两侧墙处含有d=6m的隧
道洞门，故采用钢筋混凝土支撑以提供刚度较大的
支撑体系防止围护结构及管片拆除期间的隧道变
形(因自重和跨度较大，设中立柱2根)，同时结构
施工至此处，拆除第4道支撑并施加1道换撑。各
道支撑平面布置如图3所示。
2．4降、截水和端头加固设计
由地勘资料可知，在原地面下40—45m深度范
围存在一连续的透水性较差的粉质黏土隔水层，为
保证基坑工程在无水条件下施工，结合围护结构设
计方案，采用管井降水和止水帷幕相结合的方案。
上部放坡段采用管井进行敞开式降水，降水深度应
保证基坑能够正常开挖，下部围护桩段采用止水帷
幕隔断地下水，止水帷幕采用33m长西850mm@
600mm三轴搅拌桩，底部进入隔水层，沿基坑四周
围护桩外侧300mm(净距)布置。
万方数据
施工技术第42卷一鬣阔
q茸、沁≮jj、、慧”嚣”擎恤血”盘晶4嚣怒蓄蠹i～≯一tt■。。莎夕’7用列 腻盛一孽
图3内支撑平面布置
Fig．3 PIan layOut Of inner suppOrt
3施工重、难点及相应处理措施
3．1止水措施
因本区间风井处地下水位较高，土层渗透系数
较大，如何保证基坑开挖、主体结构施工期间基坑
侧壁不渗漏水，特别是盾构隧道与风井结构接口处
形成有效的止水环，同时减小降水对盾构管片的影
响，是本工程施工的重、难点之一。为此，在施工中
采取了如下措施。
1)在盾构到达前，区间风井的征地拆迁已完
成，因此根据专家意见先止水帷幕施工以保证后期
洞门处的止水效果。止水帷幕施工采用三轴搅拌
桩，施工机械采用zKD85—3型三轴搅拌桩机套打法
成桩(见图4)。止水帷幕应设置在围护桩的外侧，
平面位置应根据围护桩位置外放300mm，防止围护
桩施工时对搅拌桩造成扰动。搅拌桩深度应超过
基础埋深，桩底处于隔水效果好的土层内。施工中
应严格控制止水帷幕的施工质量。
图4 三轴搅拌桩施工顺序示意
Fig．4 Construction sequence for triaxial mixing pile
2)复紧隧道管片连接螺栓，确保管片间连接紧
密，以增强管片的整体性和稳定性，复紧范围为区
间风井两端头各20环管片。
3)通过钢筋混凝土管片上的吊装孔进行二次
注浆，每环管片选取6个注浆孔(本工程每环管片
共6块)。为确保注浆效果，在管片设计中，增加2
个(K块除外)备用注浆孔，注浆时可根据实际注浆
量、压力情况选择注浆孔位置和注浆量等。
根据工程水文地质情况注浆浆液采用水泥单
液浆，水灰比为0．6～1．O。注浆压力控制在0．2一
一l障肾
一
0．4MPa，注浆量初步控制在1．5—2．5m3，以注浆压
力为主控。注浆分2次进行，若浆液由管片中渗出，
应立即停止注浆。同时，补浆期间严密监视地面隆
沉值的变化，防止压力过大地面隆起值超标或浆液
溢出地面，如果注浆压力变化异常、注浆量变化异
常、设备异常以及注浆时隧道出现偏移、上浮或浆
液从管片泄漏，应立即停止作业，待分析原因采取
措施后方可继续作业。
4)盾构通过后，在盾构隧道与止水帷幕交接的
管片环处利用聚氨酯注浆材料进行二次注浆，封闭
混凝土管片与止水帷幕之间的空隙，确保基坑开挖
期间洞门处不漏水。
3．2 管片加固
为防止风井施工期间特别是管片拆除时应力
释放使结构外侧管片和隧道变形，在下部土方开挖
前对风井结构两端头外侧各10环管片进行纵向和
环向加固。在风井处管片未拆除之前完成加固，加
固方法如下。
3．2．1 管片环向加固
1)在隧道内部环向加固采用碗扣式钢管支架
和普通(扣件式)钢管支架作为支撑，支撑端部采
用可调式顶托卡紧方木，方木贴紧管片固定。
2)纵、横向支撑体系基本搭设完成后，先不急
于进行顶托紧固，先根据洞内空间及支架体系搭设
情况，沿支架纵向、横向、水平方向架设剪刀撑，剪
刀撑连续支搭，并与所有接触的杆件均用扣件进行
连接紧固。
3)剪刀撑全部架设、支撑完成后，再进行纵、横向
顶托紧固，方木与管片相接触部位不是一个平面，故
可在顶托内加垫木楔，以保证管片、方木、顶托等都全
部落在实处，保证加固效果的可靠性和安全性。
3．2．2 管片纵向加固
1)管片纵向采用[5进行纵向拉接，即将钢制垫
片与管片螺栓进行连接，然后再将垫片焊接在纵向
万方数据
雷霆：地铁隧道区间风井后做施工技术49
布置的[5上，从而起到连接、紧固的作用。
2)[5在隧道内共布置4道，环向均匀布置，并
与管片纵向螺栓的位置相匹配。
3)施作时先将管片螺栓的螺母和垫片去除，然
后换上自制钢制垫片，并紧固，随后布设[5，并将槽
钢与紧固后的垫片采用焊接的方法进行连接，使与
洞门相邻的10环管片形成有效整体，从而避免由于
应力释放产生位移而导致管缝漏水的现象产生。
如图5所示。
c钢板剖面
图5管片纵向加固横剖面示意
Fig．5 Cro龉sec廿on for l蚰gitumnaI
他infbrcement 0f tllnnel segment
3．3管片下部基坑开挖
基坑基底标高低于盾构隧道管片底标高约2m，
因此管片拆除后下部土体及盾构管片外土体的稳定
性也是施工的难点。本工程采取了如下应对措施。
1)为保证基坑开挖期间隧道的安全，在盾构到达
前对基坑两端头进行加固；同时，为保证区间隧道底
部基坑开挖的安全，加固范围为管片四周3．0m。
2)隧道洞口下部至基底2．0m深度范围内因无
围护桩，且本处地层主要为粉细砂，故在开挖至该
部位前采用磷酸一水玻璃双液浆从隧道内部打孔进
行竖向注浆加固，开挖过程中采用双层西8@
150mm×150mm钢筋网片+c25喷射混凝土进行支
护。同时，开挖过程中对暴露的管片可采用带复紧
装置的钢丝绳进行辅助悬吊保护。
3．4管片拆除
管片拆除是本工程施工过程中的重、难点，基
坑开挖至下部时盾构隧道已经成型，上部土层开
挖卸载和管片的拆除会改变盾构隧道的受力状
态，风井两侧管片因结构范围内管片拆除会发生
向风井结构方向收缩的现象，因此采取措施保证
风井结构外侧管片稳定性是施工的重点。
1)在盾构机通过风井段过程中，一定要做好
盾构掘进参数和盾构机姿态的监测工作，保证盾
构掘进的线路准确，控制好盾构机推进速度。
2)为拆除管片方便，风井范围内的管片需采用
通缝拼接。
3)开挖前应将风井与隧道接口处两环管片的
连接螺栓拆除，以防止在拆除风井范围内管片过程
中管片变形带动既成隧道产生位移。
4)为防止管片拆除过程中引起邻近管片的变
形和位移，管片拆除前需对两端各10环管片进行纵
向拉紧加固和内部环向加固处理。
5)机械开挖至隧道管片顶300mm后，采用人工
挖土，并沿管片两侧对称开挖，每层开挖厚度
500mm，开挖至隧道中心位置500mm后拆除上部管
片，并开始施工该位置处的内支撑，混凝土支撑达
到设计强度后，继续下层土方开挖，开挖至管片全
部露出，拆除下部管片。拆除管片时应先破除区间
风井中间的1环管片，将整座隧道的应力释放出来，
然后向两端逐步拆除管片。
为保证基坑开挖和管片拆除施工安全，在整个
开挖过程中加强监控和监测，记录隧道在各个开挖
阶段产生的位移、变形等，并能及时有效地采取应
急措施。
4基坑监测
4．1主要监测项目
基坑开挖过程中应做好基坑的监测并对监测
数据及时进行分析，并反馈给设计和施工部门，根
据监测数据调整设计方案和施工步序，实现信息化
施工。
根据工程特点，本工程主要监测项目包括桩顶
位移、深层土体位移、周边地表沉降、支撑轴力、坑
底隆起等，监测工程按照设计和规范要求确保精度
和监测频率，同时加强盾构隧道的变形监测。区间
风井监测平面布置如图6所示。
4．2监测结果
1)土体水平位移
基坑开挖产生的内、外压力差会使支护结构发生
水平位移，在风井基坑一级边坡坡顶和二级边坡坡顶
布设了20个坡顶位移点，在围护桩段钻孔灌注桩深
度范围内布置变形点4个，测量其在基坑开挖及主体
施工期间的坡顶(桩体)水平位移。基坑开挖期间放
坡段的最大水平位移为8—12mm，最大位移发生在基
坑开挖至底期间，最大位移位置集中在5～6m的基
坑深度范围。土体深层位移如表1所示。
表1各测孔基本情况
T曲le l B嬲ic sit|la6佃of each monitoriⅡg hole
孔号JQSll JQSl2 JQsl3 JQSl8 JQS20 JQS22 JQs砑JQS29
最大位移／∞5．O 6．0 4．5 6．5 7．O 11．0 12．5 10．3
6。。位置／m 一8 —9 —8 —7 —8 —2 一12 一lO
礁氅
霍～《多。 》 ／U，j二，、
万方数据
施工技术第42卷
1I z印!{ ’
遐t
馔Z j通
。彩
2鳆l
zu【2
Ⅸ ≤坚-
【．⋯●】
J 2猕 『‘
b
图6 区间风井监测平面布置
Fig．6 MOnitOring plan Iayout of the interval air sha“
2)周边环境沉降
在基坑施工期间，由于基坑在5倍基坑深度范
围内没有任何构(建)筑物，因此只对基坑周边地表
进行了监测；基坑周边地表沉降和周边管线沉降在
基坑开挖期间变形较快，垫层浇筑完毕至主体施工
期间其变形趋于稳定。本案例周边地表、管线、建
筑物的沉降值如图7所示。
一2
善3
面4
溢5
蜉6
7
8
7 18 8—2 8 l 7 9 l 9 16 10一l 10 1610—3ll 1 1 5l 1 30
日期／(月日)
图7 基坑周边沉降点沉降量随时间变化
F培．7 Settlement·time curVes of settlement
points around foundation excaVation
5优、缺点分析
通过对施工过程中的全程参与与工后分析，
采用该施工工艺进行区间风井的施工解决了因受
客观条件限制而无法保证盾构隧道如期贯通问
题，同时盾构隧道先于风井完成，洞门环梁与风井
侧墙同时浇筑，增加了整体性，减少了该处运营期
间渗漏水的风险；但同时也增大了区间风井施工
的施工风险，延长了风井结构施工工期。以本工
程为例，盾构始发前尚未完成区间风井处的拆迁
问题，如采用“先井后隧法”施工则始发时间需滞
后8个月，盾构始发后，区间风井的拆迁问题也得
以解决，盾构到达前完成了上部土方开挖和止水
帷幕、部分灌注桩等工作，整个区间风井的施工工
期为338d。
6 结语
对于盾构施工的区间隧道，区间风井因需要进
行基坑的开挖、支护和主体结构施工等多道工序往
往施工时间较长，同时多受前期征地、拆迁不到位
等客观因素的制约，使盾构机不能按期始发或者在
风井前停机等待，不仅影响盾构的施工工期而且还
带来了一定的安全隐患。本文介绍的施工工艺采
用先盾构后修建区间风井施工工艺，先采用盾构法
通过区间风井，然后再进行风井的基坑开挖和主体
结构施工，通过一定的技术措施避免基坑开挖和风
井处管片拆除对成型隧道产生影响。该工艺可有
效缩短盾构施工工期，对工程前期无法进行风井施
工和后建区间风井的工程具有实际意义。
参考文献：
[1] 李围．配合盾构法修建地铁车站的方案研究[D]．成都：西南
交通大学，2003．
[2] 路美丽．盾构先行条件下拓展地铁车站的方案研究及风险分
析[D]．北京：北京交通大学，2007．
[3] 熊乾．地铁先隧后站法施工技术[J]．铁道标准设计，2009
(12)：106一111．
[4] 郭发忠，魏新良．地铁盾构区间风井基坑支护设计的空间效
应性状分析[J]．公路交通科技：应用技术版，2009(11)：
178．180．
[5] 陈宏伟．地铁区间风井侧墙结构施工技术[J]．铁道建筑技
术，2013(3)：52·55．
[6] 杨子松，彭芳乐，谭勇，等．软土地区隧道区间风井吊筑法施
工工艺研究f J]．地下空问与工程学报，2011(1)：99．105．
南昌大桥互通主体结构本月底完工
从南昌大桥互通立交施工现场了解到，目前大
桥南北匝道与主桥对接正在进行伸缩缝安装，对接
工程即将完工，而大桥互通主体结构将在本月底完
工，实现通车。
施工人员表示，桥梁伸缩缝能满足桥面变形的
要求，伸缩缝在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向，
均能自由伸缩，牢固可靠，车辆驶过时应平顺、无突
跳与噪声，同时能防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞。
(摘自“南昌新闻网”2013聊一03)

网友评论 more

建筑安全论文最新内容

05-08