浅谈广州地铁三号线施工方法

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在区间的起始端,隧道顶板围岩为冲洪积砂层，隧道的涌水量较大。同时隧道范围内处于强风化、中等风化岩层中，特别是在砾岩分布区域，地下水分布具有较大的随机性，局部有存在大量地下水的可能。

区间隧道工程覆盖厚度8m，最大为15m，为浅埋暗挖隧道。地质复杂sy／t 7481-2020标准下载，开挖断面大，施工中要防塌、防陷、防涌水、防沉，是本工程的重点和难点。

岗顶站至石牌桥站区间，所经天河东路地面建筑物较多，以下环境状况将对工程施工产生影响：

南方信托大厦38层框架楼，隧道左线从该建筑物旁边穿过，施工方案必须考虑到开挖对该楼房基础的影响。

岗顶站～石牌桥站区间在YCK5+620～640范围内通过石牌涌地段，围岩为硬塑状残积土及强风化岩层，拱顶距石牌涌底约9m左右。施工方案充分考虑渗水的影响。

（2）地面交通，本区间下穿天河西路，天河西路是较繁华的路段，来往车辆较多。

（3）地下管线，本标段地下管线较多，在竖井周围由给水管、排水管、电讯电缆、煤气管等，改移或悬吊处理工作量较大。

竖井坐落在左线、右线和渡线的正上方，竖井开挖尺寸为20m×7m（长×宽），开挖深度为19.074m，作为本标施工的唯一施工通道。竖井井口采用Φ1200mm密排人工挖孔灌注咬合桩围护，桩深约22m，桩顶灌注1.0m高，1.3m宽的顶冠梁，距井2m和7m处，各设一道钢筋混凝土组合支撑梁。

附图2 竖井结构布置图

附图3 挖孔桩施工顺序图

挖孔桩采用跳桩分四批开挖，前批桩成桩后，后批桩才能施工。同批相邻桩孔开挖时保持不小于2m的高差，施工顺序如附图3所示。

竖井提升系统布置综合考虑隧洞正线开挖出碴及混凝土衬砌施工设备及材料运输的提升承载能力和提升能力。提升系统采用三梁龙门架提升，梁上配三台10t的电动葫芦提升1.5m3吊桶出碴。龙门架采用桁架立柱，I45a工字钢梁。钢梁设至临时堆碴场，吊桶运碴至碴场直接弃碴。

竖井采用“先井中，后井周”的原则，逐层向下开挖 ，每次开挖深度0.5～1m。竖井采用挖掘机、人工、液压风镐开挖并与分块浅孔小药量弱爆破开挖相结合的开挖方法。自地面以下第一层钢筋混凝土支撑的土层，采用PC200（0.8m3）液压挖掘机开挖。开挖到第一层钢筋混凝土支撑之下时，浇筑第一层支撑。

再继续往下开挖时，改为人工挖装土方进入吊斗，由竖井提升系统将土方提升水平运输到场内堆土场暂存。开挖将按每层1.5m水平分层开挖，当挖到第二道支撑下1.5m时，浇筑第二道钢筋横支撑。同时施作大跨隧道拱部长管棚，为隧洞正线开挖施工做好顶拱支护。

鉴于本工程的隧洞设计跨度大、断面类型多、地质复杂、埋深浅、线间距小等特点，主要施工方法采用台阶法、CRD法、中墙+ 侧洞法、中墙+台阶法。在地质条件较差洞段施工应遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的基本工艺。施工组织计划和施工工序严格遵守“先排管，后注浆，再开挖，注浆一段，开挖一段，支护一段，封闭一段”的原则。

出碴方法为：上部断面开挖的土石方，采用人工翻碴，下断面直接采用WZl60型轨行式挖装机装入侧卸式矿车内，电瓶车牵引到竖井底，转载到吊桶内由电动葫芦提升罐笼，直接提到地面临时碴场卸碴，晚上再用轮胎式装载机配合自卸汽车将土方外运到弃土场

支护方式：隧洞支护主要采用大管棚和小管棚超前，预注浆支护，开挖面采用喷混凝土封闭、锚杆、钢筋网、格栅拱架联合支护。

下面就隧洞开挖与支护施工进行说明。

1）单线隧道断面开挖施工

单线区间隧道标准断面（A型断面）开挖尺寸6.5（宽）×7.1m(高)，单线区间隧道所处地质多为Ⅰ、Ⅱ类围岩地段，其中左线Ⅰ类围岩段长180.75m，Ⅱ类围岩长290.433m：右线Ⅰ类围岩长136.135m，Ⅱ类围岩长333.588m。

单线隧道采用短台阶法开挖，上下台阶长度控制在5～7m左右。隧道拱部土方采用人工开挖上半断面，每0. 5～1.0m一循环。上半段面环形开挖留核心土，开挖后掌子面立即喷50mm厚的C20早强混凝土临时封闭。沿隧洞开挖掌子面拱部1500范围布置L=3.5m的Φ42超前注浆小导管，环向间距300mm，外插角100左右，纵向间距200mm，每四个循环施作一次，注浆浆液为水泥浆，每次必须在注浆固结土体之后才能进行开挖，严禁不注浆即开挖。沿拱部1500范围布置L=500cm的Φ20锚杆，间距1.0×1.0m，梅花型布置。满铺 Φ6.5(网格间距150×150mm)的钢筋网，除拱部1500范围外边墙设Φ22砂浆锚杆，架立格栅钢架，喷射30cm厚C20早强混凝土，包裹钢架。

2） 双线隧道开挖施工

双线隧道最大开挖尺寸为10.8m(宽)×8.7m(高)。隧道通过地段地质均为Ⅱ类围岩，其中左线II类围岩支护段长26.35m，右线Ⅱ类围岩长25.00m。D型断面（8.4m(宽)×7.7m(高)）、E型断面（9.5m(宽)×8.2m(高)）、F型断面（10.8m(宽)×8.7m(高)。

F断面采用“CRD”法，将开挖断面分四部开挖支护，每部之间台阶长5~7，各部开挖错进，间距3~5m。D、E断面采用CD法，有利于加快工期。施工期间加强围岩的观测，若发现变形过大，则增加临时仰拱采用I16型钢支撑，改为“CRD”工法施工。

“CRD”工法施工步骤为：拱部超前小导管预注浆→右侧导坑上台阶开挖①，留核心土→初期支护Ⅱ（包括侧壁临时支护）→右侧导坑中间台阶开挖③→初期支护Ⅳ（包括侧壁临时支护及临时仰拱）→左侧导坑上台阶开挖⑤，留核心土→初期支护Ⅵ→左侧导坑中间台阶开挖⑦→初期支护Ⅷ（包括临时支护）→右侧导坑下台阶开挖⑨→初期支护Ⅹ（包括侧壁临时支护）→左侧导坑下台阶开挖→初期支护Ⅻ。参见附图4 “CRD”法开挖施工方法图。

附图4 “CRD”开挖施工方法图

3）连拱段隧道开挖施工

因双连拱起点中间隔墙较薄，为使其能承受双联拱侧压力，必须先施作中隔墙。首先开挖导洞，导洞临时支护采用Φ22砂浆锚杆，I16型钢网喷进行联合支护。当导洞开挖支护完成后，从导洞末端向竖井方向进行灌注中间隔墙混凝土。为防止左右线隧道顶拱衬砌混凝土的侧压力使中隔墙，发生水平位移，在中间隔墙两侧采用开挖土石方填实。

左线小断面隧道采用短台阶法开挖支护施工。首先用超前小导管注浆，预以加固地层，当超前小导管所注水泥浆达到设计强度后开挖上半断面左或右部，软弱地层人工开挖，留核心土，较硬部分弱爆破，每次开挖循环进尺0.5m。右线隧道开挖断面较大，采用“侧洞”工法分四部开挖支护施工，每部之间台阶长度5～7m。

侧洞下半断面采用人工或钻爆法开挖，在施工主体结构的同时施工临时中壁支护。侧洞施工完后，先铺放部分仰拱及边墙防水层，绑扎钢筋，灌注仰拱及边墙二衬模筑砼，以后再挖中部上半断面，此时可立拱架模筑大跨度拱部模筑砼。拱部混凝土砌筑后，再挖中部下半断面，再灌注剩余部分的仰拱。

连拱隧洞段开挖施工方法：拱部超前小导管预注浆→中墙小导洞开挖①→中墙小导洞临时支护Ⅱ→施作中墙钢筋混凝土3→小断面 上台阶开挖④（保留核心土）→小断面 上台阶初期支护Ⅴ→小断面 下台阶开挖⑥→小断面 下台阶初期支护Ⅶ→小断面 施作防水层和砼衬砌8→大断面 拱部超前预注浆及左侧导坑上台阶开挖⑨→大断面 左侧导坑上台阶初期支护（包括临时支护）Ⅹ→大断面 左侧导坑中间台阶开挖→大断面 左侧导坑中间台阶初期支护（包括临时支护）Ⅻ→大断面 左侧导坑下台阶开挖→大断面 左侧导坑下台阶初期支护（包括临时支护）ⅩⅣ→大断面 左侧导坑施作防水层和砼衬砌15→大断面 右侧导坑上台阶开挖→大断面 右侧导坑上台阶初期支护ⅩⅦ→大断面 右侧导坑上台阶施作防水层和砼衬砌18→大断面 右侧导坑下台阶开挖→大断面 右侧导坑下台阶初期支护ⅩⅩ→大断面 右侧导坑下台阶施作防水层和砼衬砌21。

附图5 连拱隧洞开挖施工方法图

喇叭口地段所在桩号为右线支YCK5+621.985～YCK5+724.615，全长102.63m，所在地段综合围岩类型为Ⅰ类。连接两条隧洞的中间隔墙在中部最薄为1.0m，为使其能承受双联拱侧压力公共汽车公司（南一路北）加油加气站建设工程施工组织设计，必须先施作中隔墙。

喇叭口段开挖施工方法：左侧中墙拱部Φ42超前注浆小导管→左侧上半断面环形开挖预留核心土，初期支护闭和成环（包括初喷砼、立钢架、挂网钢筋、施工锚杆、喷混凝土、中隔墙支护、临时仰拱支护等）→左侧中墙下半断面开挖，初期支护闭合成环（包括初喷混凝土、立钢架、挂网钢筋、施工锚杆、喷混凝土、中隔墙支护、临时仰拱支护等）→左侧隧道拱部Φ42超前注浆小导管→开挖、支护左侧隧道上半断面（同左侧②）→开挖、支护左侧隧道下半断面（同左侧③）→中墙钢筋混凝土灌注→右线拱部Φ42超前注浆小导管→右线上半断面环形开挖预留核心土，初期支护闭和成环，同左线②→右线下半断面环形开挖预留核心土，初期支护闭和成环，同左线③。

附图6 喇叭口段开挖施工方法图

衬砌后典型标准断面为5.2×5.8m马蹄型断面，衬厚0.3m。大跨度非标准断面为5.6×5.9m～18.2×12.5m马蹄型断面，衬厚0.3m～0.9m。区间隧道主体结构采用防水钢筋混凝土，混凝土标号C25，抗渗标号S8。

1）模板选用：在大跨度、喇叭口隧道地段和不规则渡线段采用人工组合钢模或木模板衬砌，支撑采用钢管、方木、衬砌拱架等，每次衬砌长度3.0～6.0m。区间隧道标准线路采用模板台车，衬砌长度9.0m。

2）钢筋制安：钢筋在隧洞外的钢筋加工厂制作成型，运输至施工工作面，人工安装，钢筋制作与安装满足有关规范要求。

3）混凝土入仓浇筑：结构混凝土采用商品混凝土，混凝土运输采用6.0m3混凝土搅拌车运输，自井口通过真空溜槽输送到井底的HB60混凝土输送泵内，泵送入仓，φ50软轴振捣器振捣密实。隧道两侧混凝土应均衡上升，两侧混凝土高差不大于50cm。同一浇筑块，在浇筑时左右对称均匀连续进行，加强振捣，在斜面（约3.3%）上浇筑混凝土从低处开始，浇筑面保持水平。单线隧道混凝土强度达到2.5Mpa时方可拆模，大跨隧道及喇叭口地段混凝土要求达到设计强度的70%时方可拆模。混凝土终凝后应及时养生，结构混凝土养生期不少于14天。

附图7 隧洞衬砌施工方法图

顶管工程施工组织设计方案（4）隧道结构防水施工