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摘要:结合北京地铁五号线磁器口至崇文门区间隧道及崇文门东站的工程实际,比较详细地论述了该区间隧道临时施工竖井和施工横通道、崇文门车站东南风井及风道过含水砂层时所采用的施工方案,介绍了防止涌水涌砂、避免产生过大降沉的方法,以及结合具体地质情况所采取的降水措施。
1工程概况
北京地铁五号线05标段即磁器口至崇文门区间及崇文门车站,在五号线的南端,线路南北走向,基本垂直于北京冲洪积扇,属于永定河冲洪积扇的中下部,地处于北京城区较富水区(浅层水井单口出水量为20～30m3/h)。地下水位北高南低,北部地下水埋深一般3～6m,南部地下水位埋深5～14m,局部地段起伏较大。地面标高为44m左右,地层主要以圆砾、砂砾卵石为主,一般有厚层粘性土分布其间。含水层厚度8～12m,地下水基本流向为由西北向东南,水位埋深17～19m,含水层渗透系数50～80m/d。
本标段采用管井结合辐射井进行深层降水。因各方面原因降水井施工滞后,且不能在短时间内形成无水施工的作业条件(根据后期降水效果,本地区降水工作应超前土建施工3～4个月),并且该标段地下管线众多,场地狭小造成降水井布设断点,形成降水盲区,降水的缺憾造成地层中滞留大量残留水给竖井及隧道开挖带来很大困难。
2 施工对策与方案
2.1 区间临时施工竖井过含水层施工
磁-崇区间临时施工竖井断面为长6.0m,宽4.6m的矩形,竖井场地由民房拆迁形成,地下6～7m为杂填物,废旧管线较多。在结构周边内共布置15眼管井,竖井施工至标高28.69m时,发现潜水层层面为粉细砂层。为保证正常施工,在等待降水的同时,采取了竖井内大口井降水施工(直径1.6m)、增加钢格栅锁脚管和加强回填注浆的方案,挖至标高25.50m为粉质砂层,并出现大量涌砂、垮塌现象,无法继续施工。通过大口井降水的施工对地质情况进行了超前探测。发现在标高23.5m处为地质分界线,其下为5m厚的粘土不透水层,为潜水层的隔水层。提出分侧开挖的施工方案,施工步骤如下,并见图1。
①对竖井采用中间排管分割,减小每步开挖面面积。先行开挖水量较小的南侧半个竖井。排管伸入粘土层1m。
②对北半侧竖井进行临时封底,防止涌砂,并设置滤水层及集水井排水减小水压。
③对标高25.50～23.5m之间井壁的5榀钢格栅,每榀均沿拱架周边打设间距0.2m、长2.5m的外插导管。用超前注双液浆隔离流砂,并在未完全隔离部位填塞木板堵塞流砂。
④竖井封底后及时在竖井四边含水层到井口范围内开设观察孔,对井壁后土体进行探测。如发现空洞应及时喷入混凝土干料并注浆回填。
⑤同时,对含水层(厚2m)及其以上松散土层的井壁周边4m的范围内的土体进行回填补偿注浆,以保证竖井周边土体密实。
2.2磁崇区间横通道含水层施工
磁崇区间施工通道位于区间里程K6+624.531处,与区间隧道正交连接。施工通道全长56.241m,埋深约18m。地面为竖井施工场地及交通干道崇文门外大街,其中有39.19m位于道路下方。在横通道标准段拱部施工时,由于残留潜水水位上升导致拱部受地下水流影响的范围加大,每榀开挖均有垮塌现象,坍塌范围一般为拱顶1.5m,向隧道前进方向1m,两侧各1m。在第三榀格栅架立尚未调整就被流砂淤死。立即停止开挖,进行封闭掌子面、注浆。针对竖井、区间横通道马头门段、标准段施工中的共同难点,考虑到如果潜水层底部残留水无法有效排除,施工安全将得不到保障。提出采用超前下导洞引排水,上断面后跟进的施工方案。
①为保证开挖超前小导洞的上层覆土的隔水性和稳定性,在横通道下部粘土层内距含水层1.5m以下施工超前导洞,在导洞拱顶排设内径为32的引水钢管,将含水层中的大部分残留水引下来通过PVC汇水
②施做 [1] [2] [3] 下一页
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