地铁车站复杂暗挖站台隧道开挖施工技术.pdf
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1、建筑施工第45 卷第8 期1631MUNICIPALENGINEERING政市程地铁车站复杂暗挖站台隧道开挖施工技术张维1梁桥欣21.中铁交通投资集团有限公司广西南宁530219;2.广西机电职业技术学院广西南宁530007摘要:以南宁市轨道交通3 号线青秀山站为工程背景,综合水文地质、工期要求、结构设计等多种因素,采用了非爆破联合机械开挖、多节点立体交叉隧道施工等技术,解决了隧道开挖效率低、明暗挖工程平面重叠、立体交叉施工难度大、群洞转换节点多等难题,在确保复杂暗挖站台隧道开挖过程安全的前提下,有效控制了地表下沉,提高了暗挖隧道开挖施工工效,缩短了工期,为类似复杂暗挖站台隧道开挖施工提供了借
2、鉴。关键词:车站;复杂结构;暗挖隧道;联合机械开挖;施工技术中图分类号:U455.4文献标志码:A文章编号:10 0 4-10 0 1(2 0 2 3)0 8-16 3 1-0 3DOl:10.14144/ki.jzsg.2023.08.039Construction Technology for Excavation of Complex Undercut PlatformTunnelsinSubwayStationsZHANGWeilLIANGQiaoxin?1.China Railway Communications Investment Group Co.,Ltd.,Nanning 5
3、30219,Guangxi,China;2.Guangxi Technological College of Machinery and Electricity,Nanning 530007,Guangxi,ChinaAbstract:Taking Qingxiushan Station of Nanning Rail Transit Line 3 as the engineering background,combined withhydrogeology,construction period requirements,structural design and other factors
4、,non-blasting combined withmechanical excavation,multi-node 3D crossing tunnel construction and other technologies are adopted to solve theproblems of low tunnel excavation efficiency,plane overlap of open and closed excavation projects,great difficulty in 3Dcrossing construction,and multiple tunnel
5、 conversion nodes.On the premise of ensuring the safety of excavation processof complex underground excavation platform tunnels,the surface subsidence is effectively controlled,the constructionefficiency of underground excavation tunnel excavation is improved,and the construction period is shortened
6、.It providesa reference for the excavation construction of similar complex underground excavation platform tunnels.Keywords:station;complex structure;underground excavation of tunnel;combined mechanical excavation;construction technique1工程概况1.1基本概况南宁市轨道交通3 号线青秀山站车站站位所处的地势起伏较大,周边市政道路、建筑物交织,施工场地较为狭小,车
7、站总体上南高北低,东高西低。暗挖站长184.7m,站厅长8 2.4m、宽41.8 m、深约2 5 m,北端活塞风亭长2 7.3 m、宽15.6 m、深5 8.7 m,新增竖井长16.7 m、宽14.8 m,深5 5.5 1m;站厅采用明挖法施工,站台层(深60m)为暗挖隧道。其中,北端活塞风亭承担北端暗挖隧道施工及相邻站点4台盾构的吊出任务。本工程的重难点是空间节点转换施工难。该站是国内最复杂的地铁车站之一,为地下5 层,明、暗挖结合车站,作者简介:张维(19 7 4一),男,本科,高级工程师通信地址:广西南宁市良庆区凯旋路15 号绿地中心8 号楼(530219)。电子邮箱:4442 9 2
8、49 7 收稿日期:2 0 2 3-0 5-15站台层暗挖隧道整体位于古近系2-3 泥质粉砂岩中,由2纵2 斜、4竖5 横共13 个洞室构成,群洞转换节点多达2 9 个,群洞效应明显(图1),开挖断面大(17 8 m),施工风险高,地下水位高(水位高差达3 5 m),站台与车站明挖站厅基坑上下垂直叠加,掌子面具有一定强度,遇水软化后膨胀、极易失稳塌,施工工艺复杂,组织难度大、开挖风险高,工期履约压力大-。车站三维模型见图2。2斜坡通道1斜坡通道2#横通道4横通道3横通道5横通道1横通道图1暗挖群洞模型示意1.2水文地质本车站范围内对车站施工影响较大的地下水主要是碎163220238Buildi
9、ngConstruction张维、梁桥欣:地铁车站复杂暗挖站台隧道开挖施工技术新增竖来明挖站厅层北端1风亭暗挖站合层图2车站明暗挖三维模型示意屑岩类孔隙裂隙水,水位埋深1.0 0 7.8 0 m,水位高程98.10117.5 0 m,地下水水位年变化幅度2 5 m。站址范围内地下水与邕江水有水力联系,且地下水具有承压性。工程涉及地质包括杂填土1、素填土2、黏土2-1、粉质黏土2-2、粉土3、粉细砂1-1、泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩(2-1、2-3)、粉砂质泥岩3-1、泥质粉砂岩3-2、粉(细)砂岩3-3、钙质泥岩3-5 等。其中泥岩、粉砂质泥岩,呈半岩半土状,风干开裂,遇水易软化、膨
10、胀,属A2类膨胀土;粉砂岩岩质坚硬,稳定性好,天然状态下单轴抗压强度为0.5 9 7.25MPa。暗挖站台隧道主要处于2-3 地层,北端头局部处在3-3 地层,围岩级别为V级。2施工关键技术2.1暗挖隧道群总体施工方案为加快施工进度,满足通风并解决隧道暗挖施工及施工期间降水问题,方便弃碴,本车站设置“新增竖井十北端1号风亭基坑十明挖站厅基坑”模式。在线路左侧I号出入位置设置新增竖井一座,竖井深约5 5 m,新增竖井通过横通道与正线暗挖隧道相连,主要进行站台隧道左线、右线及正线横通道的暗挖施工。在暗挖站台隧道北端左线线路上设置北端1号风亭基坑一座,基坑深约6 0 m,基坑与暗挖站台隧道左线相交,
11、与连接右线的横通道相交,主要进行站台隧道北端扩大端隧道的暗挖施工。在车站南端设置明挖站厅基坑一座,明挖站厅基坑见底并封底后进行连接暗挖站台隧道的3 个竖向通道和2 个斜坡扶梯通道的施工,竖向通道自基坑底到暗挖站台隧道到底深度约2 9 m,斜坡扶梯通道长度为45 m。暗挖站台层施工工序如图3 所示。坚2c北端岚井图3暗挖站台层施工工序示意施工步骤如下:1)工序1为施工横通道,工序2 b完成15 m初支后开始开挖工序3 c。2)工序2 c、2 d、3 a、4d 根据北端风亭组实际施工情况进行安排。3)工序6 下方正线的二衬完成后,开始施工工序6。4)工序5 a下方正线的二衬完成后,开始施工工序5
12、a。5)工序6 a、6 b 的二衬完成后,开始施工工序5 b。6)工序5 a的二衬完成后,开始施工工序3 b。7)工序3 d在正线的二衬完成后,结合现场实际情况安排施工。8)工序3 e在工序6 c的二衬完成后开始施工。2.2暗挖站台隧道非爆破联合机械开挖施工降水后站台隧道围岩在无水状态下,掌子面较为稳定,为减小爆破对围岩扰动,全隧采用新型的双牙式高频偏心破碎锤的高频振击松动分离原土体、铣挖机切削修边的非爆破法进行开挖,台阶法施工时选用2 台机载高频破碎锤和1台机载铣挖头,并配置1台挖机和1台装载机配合翻渣运土。用破碎锤与铣挖机联合机械替代单一传统机械低效作业开挖方式,特别适用于泥岩、粉砂岩、泥
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