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摘要：地铁拱盖法大断面开挖支护施工技术在近几年得到了广泛的应用。本文结合青岛地铁1号线瑞金路为地下双层岛式车站施工实例，详尽地论述了拱盖法大断面开挖施工的工艺特点、适用范围、工艺原理、施工工艺流程及操作要点等内容，该技术的成功应用，可为类似工程的施工提供一定的借鉴作用。
关键词：地铁拱盖法；大断面开挖；支护施工；技术
1.地铁拱盖法大断面开挖支护施工技术工艺特点
1.1工法原理
拱盖法是在明挖法、盖挖法和PBA工法基础上创建的适用于上软下硬、风化岩石地层的一种暗挖施工方法。该方法的核心思想是充分利用下伏围岩的承载能力和稳定性，在不爆破或弱爆破的条件下，采用PBA工法的小导洞形式进行初期支护扣拱施工，同时采用大拱脚方案取代PBA工法中的边桩或边柱，将拱部初期支护与二次衬砌结构支撑在两侧稳定基岩上，形成拱盖；在拱盖的保护下，进行地下盖挖逆作或顺作施工。
1.2工法特点
为了实现大跨或多跨结构，扣拱过程采用PBA工法的小导洞形式，实现由小洞到扣拱大跨的转换。为了保证拱盖的整体稳定性，大拱脚下设纵向冠梁，将拱盖上部荷载均匀地传递给下伏基岩。为了保持地下高边墙围岩的稳定，采取预应力锚索+锚喷支护，实现了地下大空问作业。为了控制沉降、保护已施工结构，采用减震爆破和松动爆破，减小了对地层与已施工结构的扰动。
2.施工要点
2.1施工工艺流程
施工工艺流程如图1所示。
图1车站开挖施工工艺流程图
2.2施工操作要点
2.2.1施工准备
①图纸审核，技术人员会同监理、勘察、设计、业主代表对图纸进行会审，对图纸的存在的问题及时解决，确保施工图纸的准确性、合理性。②原材料试验及进场：对要进场的喷射混凝土原材、钢筋原材、钢架及小导管等材料报监理工程师进行取样检测，请第三方检测中心取样检测，合格后方可使用。③设备进场报验、标定：对进场的钻孔机、注浆机、电焊机等设备向监理工程师报验，报验合格后方可投入施工。
2.2.2超前地质探测
①超前地质预报。考虑地下工程存在诸多不确定性因素，为保证隧道施工正常进行，车站隧道施工过程中，对所有地段均进行地质预报。雷达探测可以预报距离掌子面20米范围内的地质情况。仪器采用意大利RIS-K2型探地雷达，80MHz屏蔽天线。采用点测法进行数据采集。采样频率：1046MHz；采样点数：604；叠加次数：128次；测点间距：0.1m；采样时窗：566ns。结合现场条件以及探测要求，在开挖地面上方1m处，从左边墙向右边墙方向测一次，再从左边墙向右边墙方向复测一次。测得结果地下水类型为基岩裂隙水，地下水较发育。局部裂隙发育，开挖期间预计出现渗水。掌子面围岩为火山集块岩，岩体块状碎裂，节理较为发育，均一性一般。围岩等级为IV2级。②超前钻孔。根据设计地质资料提供的不良地质资料，采用轻型地质钻机在掌子面进行钻孔探测，以便相互印证，根据雷达探测资料选择探孔位置，布置三个Φ50探孔，在钻孔的同时，记录钻空速度、岩碴粉特征、冲洗液颜色、含泥量、出水部位、钻杆是否突进等情况，探明水量和水压情况，按设计和开挖面的地质资料，判定工作面前方的工程、水文地质情况。钻孔前应先用稍大直径的钻头钻孔，安设3m孔口管，孔口处设闸阀，在遇到高压水时紧急关闭，防止突水。对于取芯钻空，每次提钻后对岩芯进行观察描述和记录，记录各岩层位置、岩性、厚度及其裂隙发育、充填胶结情况，做好岩芯的地质描述，同时记录好孔内出水情况。
2.2.3测量放线
①洞内导线测量。内导线控制测量是在洞外精密导线控制测量的基础上，结合洞内施工特点布设导线，以勘测院浇桩点，布设点为起始点，沿隧道两侧分别设置支导线连接后形成闭合导线闭合于洞外高级点。导线点布设在施工干扰小、稳固可靠的地方。由洞外向洞内的测角、测距工作，在早上、傍晚或阴天进行，洞内的测角测距，在测回间采用仪器和觇标多次置中的方法，并采用双照准法（两次照准、两次读数）观测。照准的目标应有足够的亮度，并保证仪器和反射镜面无水雾。洞内导线的坐标和方位角，必须依据洞外控制点的坐标和方位角进行平差计算。②开挖测量。开挖前应校核中线点，并在开挖断面上标出设计断面轮廓线。开挖工作完成应及时测量超欠挖并绘出断面图。开挖在曲线段采用全站仪进行中线及高程的放样。开挖断面成形后，采用断面检测仪对开挖断面进行检查，发现欠挖后及时报与施工班组处理。用中线法进行洞内测量隧道时，中线点点位横向偏差不得大于3mm。③初期支护测量。根据设计图纸制作加工的钢支撑定位放样。把拱顶高程和起拱线高程以及隧道中线在实地上测设出来，控制钢拱架两侧拱脚的平面位置和高程，用红油漆标定记号并对本工序负责人进行书面交底。④高程控制。高程控制点在洞口设置一个，如特殊需要时还可进行加密，其布置形式为闭合水准线路，闭合于洞外水准控制点。加密水准点的复测按四等水准控制。采用水准仪进行往返观测，并定期进行复测。
2.2.4车站管线情况
经调查，瑞金路车站穿越重庆中路下埋设的各种管线共9处，探明其结构形式、水平距离、空间关系及埋深，有利于施工及排迁。
2.2.5爆破施工
①爆破施工工艺流程：钻眼———清孔———领药———装药及连线———剩余炸药返库———爆破警戒———爆破———爆破后盲炮检查。②装药结构。掏槽眼、辅助眼采用反向起爆。周边眼采用间隔装药。装药结构如图2所示。
1-导爆管2-炮泥3-药卷4-炮孔壁5-雷管
图2反向装药结构
③起爆网路。各炮孔起爆顺序为：掏槽眼→辅助眼（掘进眼）→周边眼，由里向外逐层起爆。周边眼采用导爆索起爆。其中导爆管导爆管采用簇并联发联接。④炮眼直径。选用YT-28型手持式风动凿岩机，炮眼直径d=42mm。⑤炸药。采用2号岩石乳化炸药，规格为Φ32mm×300mm，每卷300g，1kg/m。乳化炸药的性能见表2。⑥雷管。地铁对于爆破振动的控制要求较高，所以本工程选取导爆管延期雷管作为起爆器材。雷管选用第一系列毫秒导爆管雷管。
2.2.6钢格栅施工
格栅钢架在钢筋加工厂按设计加工成型后试拼，合格后运至现场拼接安装。钢架定位架设，与定位锚杆焊接牢固，在拱脚设置锁脚锚管，以控制下沉。钢架间设纵向连接筋，并以喷砼填充密实。格栅钢架架设工艺及技术要点：①安装拱架前，将基面清理干净，并将基脚置于稳定的基岩上，必要时在钢架基脚处设混凝土垫块以增加基底承载力，同时安设锁脚锚管；②钢架各单元间连接牢固，安设位置正确、稳固并垂直于隧道中线，允许偏差为：与线路中线位置30mm；垂直度5%；前后两片钢拱架间距±5cm。③为增强钢架的整体稳定性，将钢架与小导管或系统锚杆焊接在一起，钢架间设纵向连接钢筋，环向间距按1m内外交错布置。
3.结束语
目前，地铁拱盖法大断面开挖支护施工技术得到了很广泛的应用，部分车站已顺利完成。实践证明，暗挖拱盖法在风化板岩地层中比较适用。这种方法代替了传统的方法，具有很好的借鉴作用。
参考文献：
[1]GB50299-1999，地下铁道工程施工及验收规范[S].
[2]大型起重机械安全管理规定[1992].
[3]建筑施工特种作业人员管理规定[2008].