摘 要 文章主要介绍了北京地铁五号线和-北区间渡线区暗挖隧道断面转换施工技术,其经验可为今后类似城市地铁工程施工提供借鉴。关键词 区间渡线 暗挖隧道 断面转换 施工技术
1 工程概况
北京地铁五号线和平西桥站—北土城东路站区间位于朝阳区樱花园西街下方,起讫里程:K14+529.0～K15+401.1,全长2×872.1m,线间距14.8m～18.8m,洞顶埋深10.5m。洞身穿越粉土层、粉细砂层,地下水丰富。区间在ZK15+084～ZK15+149、YK15+159～YK15+241段为渡线区大断面隧道;在YK15+241～YK15+303段为与十号线联络线接口段大断面隧道,有单洞单线、单洞双线、单洞大跨及双连拱隧道等几种型式。隧道采用浅埋暗挖法施工,地表设大口井降水,单洞最大开挖尺寸(宽×高):14m×9.4m,复合式衬砌结构,初期支护与二次衬砌间设全包防水层。区间隧道结构平面布置见图1。 (1)A、C、D、J、N型隧道(洞室跨度5.8～7.3m)采用短台阶法施工(图2)。
(2)B、E型隧道(洞室跨度8.4～9.8m)采用CRD法施工(图3)。
(3)F、G、K型隧道(洞室跨度11.7～14.0m)采用双侧壁导洞法施工(图4),在F、G、K断面交界处施作扩大洞室作为管棚工作室,工作室长6m,外径比隧道横断面范围高出700mm。
(4)H、M型隧道(洞室跨度12.7～14.5m)采用中洞法施工(图5)。
2.2 突变断面施工
本区间在增加渡线及与十号线联络后,共有12种结构断面隧道,有20处断面型式变化处,从而导致工法频繁转换,施工难度大。
(1)区间右线渡线区大断面隧道施工
原设计右线隧道A型断面至G型断面过渡采用小导洞爬坡法进行,即由A、H型相接处利用小导洞爬坡至B型断面,然后从B型断面开始反扩,经过E、F断面,最后达G型断面。考虑到小导洞爬坡进料、出碴困难,通风效果差,且施工风险较高,工期长,废弃工程量大,根据北京市府地铁专家意见,原则上采用在G型断面处增加横洞,创造由大断面向小断面施工的条件,具体实施方法如下:
右线隧道台阶法掘进A型断面到H型断面处,采用导洞开挖至G型大断面,在纵向1.5m范围内渐扩成G型断面双侧壁导洞法右侧标准导洞,继续向前施工至G型断面右侧导洞终点,初期支护完成后在离H型断面2.5m处横向开辟一个施工横洞,破口处采用20b工字钢与前后格栅连成整体,横洞拱顶、隧底分别向上、向下扩大35cm,确保横洞初期支护不影响G型断面初期支护。
横洞形成后,安装G型断面拱部标准格栅及喷射混凝土,然后从横洞侧壁向北土城东路站方向破口,依次从大断面向小断面施工渡线区隧道。图6为右线G型断面处横洞施工示意图,其中各剖面分别见图7～图11。横洞施工采用双层小导管超前支护,小导管长2.5m,环向间距40cm,排距1m。30cm厚C20网喷混凝土初期支护,格栅主筋采用鸡25,50cm一榀,侧墙采用20b工字钢对口撑两排,水平间距与格栅同,竖向间距根据开挖断面高度作适当调整,以保证不影响进料、出碴作业为准。
与十号线联络线接口段大断面隧道施工参照渡线区进行。
(2)区间左线渡线区大断面隧道施工
左线渡线区考虑到各种相邻断面隧道尺寸相差不大,可以采用渐变法施工,以D型断面变化至B型断面(短台阶法转换至CRD法)为例说明如下。
从D型断面过渡到B型断面,一侧错台尺寸为1.8m,最大错台为1.9m,开挖方式由短台阶法过渡到CRD法,设计为超前小导管支护,为保证安全过渡到大断面,采取42小导管超前护顶稳扎稳打、步步成环的可靠施工方法,小导管参数不变,外插角调整为向上35°～40°,连接筋加密至50cm,且保证与前后格栅钢架连成整体。断面错台采取喇叭口扩宽顺接方式,顺接长度以最大错台尺寸为准,按1∶2坡度顺接。顺扩地段在小断面(即D型断面)内完成,以满足设计净空要求。待施作二次衬砌时,扩挖部分用同级混凝土回填,二次衬砌内轮廊仍按设计用台阶突变。图12为D型过渡至B型断面示意图,其剖面见图13。