长春地铁1号线一期工程 （长春火车站南广场）～北京大街～（人民广场） 北京大街站车站主体南侧上 部软弱地层区域加固方案 中铁一局集团有限公司长春地铁一号线项目部 2013年8月 第一部分 工程概况 1、现场概况 北京大街站为地下岛式车站，站台宽度为13m,车站宽度为 21.9m，有效站台长118m，车站全长157m车站主体覆土 6.6m～10m，为双层三跨拱顶直墙结构，采用一次扣拱暗挖逆 作法施工车站北端区间采用盾构法施工，北侧1号风道结构需 为盾构提供平移吊出条件，盾构机接收前作为车站暗挖主体施 工通道车站南端区间采用矿山法施工车站附属结构包含2个 风道及4个出入口，连接乐府酒店的出入口预留后期施工条件， 1个紧急疏散通道，其中1、2、3号出入口、2个风道及紧急疏散 通道道路下方部分采用暗挖法施工，其余均采用明挖法施工 外挂厅北侧通道为后期主体施工出土和运输的主要通道 北京大街站平面图 2、地质水文 1）工程地质情况 将本工程场地勘探范围内的土层划分为第四系全新统人工填土层（ Q4ml）、第四系中更新统冲洪积粘性土和砂土（Q2al+ql）、白垩纪泥岩 （K）三大类本基坑结构穿越杂填土层、粉质粘土层、粘土、砂层、全风 化泥岩层、强风化泥岩层，基坑底板处于全风化泥岩层中。
土壤冻结深度：冬季最大土层冻结深度1.70m 抗震评价：本标段所在地处于抗震设防烈度7度区 2）水文概况 现场勘查过程中，发现三层地下水，第一层为表层孔隙潜 水，第二层为浅层承压水，均属于第四系松散岩类孔隙水第 三层为岩石裂缝水，属碎屑岩类裂隙水，现分述如下： 第一层地下水水位埋藏较浅，勘测期间地下水埋深3.3-3.9m（ 高程208.71-215.4m），主要赋存于第四系粘土地层中，含水层 水平、垂直向渗透性差异较小地面主要含水介质颗粒较细， 水力坡度小，地下水径流缓慢其主要补给来源为大气降水和 地表水入渗，排泄方式主要为蒸发和微弱的径流排泄，并向下 越流补给承压含水层地下水流向与地形总体坡度一致，主要 流向北，其地下水具有明显的丰、枯水期变化，丰水期水位上 升，枯水期水位下降，多年变化平均值1.50m 第二层地下水以第②4层粘土为相对隔水顶板，第③1层全 风化泥岩为相对底板含水层主要为②6层粗砂，为本区的主要 含水层其主要接受上层潜水的渗透补给，与上层潜水水力联 系紧密，排泄方式主要为相对含水层中的径流形式及人工开采 该层地下水水位受季节影响较小，承压水头为2.8-4.2m 第三层岩石裂隙水含水层岩性为全、强、中风化泥质砂岩，无 稳定水位，含水层顶部为砂层。
主要接受侧向的径流补给，排 泄方式主要为相对含水层中的径流形式 3 ）管线及建筑物情况 车站主体及4号出入口横通道上方及周边范围存在2条燃气 管线、2条给水管线、DN800雨污合流管及DN600雨污合流管， DN800雨污合流管已改移，改移后DN800管线从外挂设备厅西 侧穿过，DN600雨污合流管为不流通管，管内积水已被抽出干 净；周边建筑物乐福大酒店具体信息见以下图表： 管线与建筑物分部情况表 管线与建筑物分部情况表 管线及建筑物情况分布图 第二部分 现场情况 1、施工管棚时软弱地层段情况 管棚于2013年5月8日开始施工，在施工过程中，部分管棚 反水水样明显发黑，并伴有明显的臭味，为地下污水的明显特 征，推断该土层明显变软，属于富水层，由于主体上方DN800 污水管长期渗漏对已有土层浸泡所致其中出水点1范围内管棚 钻进到35-38米时管棚口出现污水，该段之后土质偏软；出水点 2范围内管棚钻进到25-35米时出现污水，该段之后土质相对最 软；出水点3范围内管棚钻进到25-35米时出现污水，该段之后 土质偏软 具体情况见下图： 地质状况 4号出入口横通道进南侧主体剖面图 地质状况 北京大街站主体纵剖面图（红色为DN800雨污合流管） 地质状况 北京大街站软弱地层平面图 管棚掘进及反出污水照片 2、地质详勘报告 2013年6月24日～6月25日，由中冶地勘岩土工程有限责任公司 对北京大街站车站主体南侧上部软弱区域进行了详勘，本次勘察共布 设勘察点36个，孔深7.00～9.80m，共进尺288.00m，共取土样14件 ，标准贯入试验27次，水样两件，勘探面积约74.3m*19.2m，其中富 水区域面积约794㎡。
详勘报告地层为回填土，回填土含水量高，现场 水为地下污水，主要为勘察区域南段DN800地下污水管线渗漏所致 场地内回填土成分较复杂，力学性质及自稳性很差，并且透水性好， 遇水后强度降低明显，在水的流动作用下发生土内细颗粒流失，产生 失稳坍塌造成事故；并且本场地内存在DN800污水管线漏水，管线漏 水形成富水区和漏水洞穴，导洞开挖容易造成地面塌陷目前，车站 主体导洞向南侧方向上导洞已开挖5米 管棚掘进及反出污水照片 勘探过程中软弱地层取样照片 地质状况 北京大街站主体南侧上部含水层分布范围 地质状况 工程地质剖面图1-1 地质状况 工程地质剖面图2-2 地质状况 工程地质剖面图3-3 地质状况 工程地质剖面图4-4 第三部分 施工措施 1、调查软弱地层是否有补给水源 经过调查发现无补给源北京大街站上方的DN800雨污合流管 已经改移，改移后DN800雨污河流管线从外挂设备厅西侧穿过且不经 过4号出入口横通道及南侧主体上方，并把DN800管线两端的出口已 封堵；DN600雨污合流管为不流通管，管内积水已被抽除干净 见图： 2、对含水量大的土层采取的措施 具体措施为在距离地层软弱区2米范围内打设超前探测管，探测 掌子面前方地层情况，探测管采用DN32水煤气管，导管长度5米，小 导管管壁上交错钻眼。
3、软弱地层采取加固地层措施 1 ）地面双重管加固注浆 由于注浆区域位于人民大街主干道，注浆施工不具备施工条件 2 ）洞内双重管注浆加固地层 （1）总体施工方案、顺序和流程 施工中在导洞内沿轮廓线布置注浆位置，间距为800mm，注浆长度 一循环为15米，两个循环重叠段2米，共分为四个循环 2、洞内采取措施 1）背后回填注浆 每层导洞开挖后及时对1、3号导洞拱顶进行回填注浆， 保证围岩与结构无缝隙 2）6、9号导洞处于夹泥砂层中，为了保证开挖安全，减小 开挖过程中地面沉降值，在边墙格栅增加了节点板，采用台 阶法开挖，及时支护封闭同时在边墙每榀打设小导管注水 泥-水玻璃双液浆，导管竖向间距30cm，每组孔位打设2根小 导管，角度为25°及45°，小导管长度2m保证导洞边墙开 挖安全 洞内双重管注浆平面图 （2） 双重管注浆施工流程 （3）双重管施工工艺 1）施工准备 注浆前安排好各种材料堆放区所有机械设备进场前进行试运转， 确定无故障后，运至施工现场，一切准备工作完成后正式开工 2）放线布孔 沿断面的开挖轮廓线划分注浆区域（深孔注浆孔位布置图），断面 设置41个注浆区域，每个区域内7个孔位，每个孔的长度及钻进角度如下 图所示（拱顶布孔参数图），施工时要严格按照此图进行钻孔，由技术 人员根据管棚位置确定放出现场注浆区域的坐标，严格控制方向及钻进 。
3）钻机就位 在距隧道下台阶3米处搭设放置钻机平台，平台必须牢固平稳，保 证钻机移动灵活使钻杆水平高度距孔位0.8～1.2米对孔位时，应在 测量人员控制下进行，钻机按指定位置就位，并须在技术人员指导下， 调整钻杆的所需角度对准孔位后，钻机不得移位，大小臂也不得随意 起降 4）浆液配制 WSS注浆浆液分AB液和AC液，均为双液浆各自乘放在单独的容 器内待用，容器不能混用，以免影响浆液的纯度严格按设计配合比配 制浆液，浆液配制完成后必须先检查凝固时间的可靠性，一般控制在30s ～60s，A液、B液、C液的组成如下表所示 A液、B液、C液成份表 5）钻孔、回抽钻杆及注浆 钻孔时必须按布孔图和技术交底施工，严格控制钻杆角度和钻进深 度，当钻至设计深度后，开始进行阶梯式回抽钻杆，一般以回抽50cm为 一个步距，注浆半径为0.5m然后进行注浆，一般注浆量为15～ 20L/min，在特殊的注浆场合，可以根据需要，将注浆量调至10 L/min， 为加强注浆效果，可间隔注入AB液和AC液 注浆时需调整注浆压力，一定要控制在0.3～0.5MPa之间,达到水平 渗透效果，压力过大可能使浆液外流，造成不必要的浪费，甚至造成隧 道变形，更甚者将波及地表建筑物。
注浆公式：Q=πR²Lnαβ 其中：Q----总注浆量，m3； R----浆液扩散半径，m； L=注浆管长，m； n----孔隙率，%；（40%-50%） α----浆液填充系数（0.7-0.9） β----注浆材料损耗系数（1.1-1.2） 经计算，每个循环单个注浆区域内注浆量为23.5m³，总 体全部注浆量为3726.7m³待完全抽出后，封堵孔口，注浆 结束 6）施工注意事项 1、注浆前应对隧道开挖断面进行封堵挂好双层钢筋网片，喷射砼封闭 ，喷射砼强度达到要求后可进行隧道内注浆施工操作 2、注浆前的准备工作相当重要，设备的摆放、积水坑的位置要慎重考虑 ，否则施工难度很大 3、浆液配制的工人一定要有丰富的经验，否则不仅影响注浆效果，而且 造成资源的浪费 4、与注浆导洞相邻导洞内的掌子面不能超过注浆导洞，以免造成巨大的 压力将中隔壁挤压变形 5、注浆时，应严格按照顺序分布进行施工当压力突然上升或从孔壁、 地面溢浆时，应立即停止注浆每段注浆量应严格设计进行，跑浆时， 应采取措施确保注浆量满足设计要求 6、在DN800雨污河流管下注浆时注意控制打设角度，严格控制注浆管高 度，严禁触碰DN800管线；安排专人观察DN800管线是否有浆液溢出， 若有溢出时及时联系洞内停止注浆。
7、在注浆过程中安排专人巡查降水井，若降水井内抽出水泥浆时，立 即停止洞内注浆若发现地面冒浆或裂缝，立即停止洞内注浆 第四部分 安全措施 1、安全管理体系 1）安全方针 我们的安全方针是：“安全第一，预防为主” 2）安全目标 本工程安全生产目标为： 1.杜绝一般生产安全事故、机械事故、火灾事故； 2.无职业病、无食物中毒； 3.无地下管线破坏事故； 4.总目标：无死亡、火灾、塌方及其它因施工引起的工程事故，杜绝重 伤事故，轻负伤率10‰以下 3）安全管理组织机构 本项目安全管理坚持安全生产项目经理负责制成立由项目经理、安全 总监、项目总工、专职安检工程师组成的安全生产领导小组，建立运转 有效的安全组织机构，明确各工作岗位和职能部门的岗位职责，确保施 工生产安全进行 2、安全保证体系 依据CB/T28001-2001标准，参照《中华人民共和国安全生产法》及其他 有关安全生产法律法规的要求建立本工程的安全保证体系，确保安全工 作制度化、程序化，从而实现全面的系统控制 3、安全检查制度 （1）项目部对生产中的安全工作，要组织定期和不定期检查，定期检查 项目部每月组织一次，工区每旬组织一次。
（2）加强安全检查的组织领导，每次定期的安全生产检查，领导干部必 须亲自挂帅，并由有关人员组成检查领导小组，针对安全生产中存在的 实际问题制定具体计划，提出明确的目标和要求，充分做好宣传动员， 有计划、有重点地进行检查 （3）安全生产检查时作到自查与互查结合，上下结合的方法，横向到边 、竖向到底，不留死角，做到边检查、边整改做到条条有着落，件件 有交待 4、 施工现场、消防、机械、用电安全保证措施 1）施工时应在竖井四周设防护栏，并在夜间设警示灯 2）施工现场及作业面必须装有视频监控设备，并保证视频监控设备运转 正常 3）由于导洞集中在横通道侧壁开洞，应力转换集中，开挖前马头门部位 要严格注浆在施工中应密切注意井壁情况，发现异常应及时封闭 4）严禁向竖井内抛扔杂物，抓斗下严禁站人，进入施工场地必须正确佩 带安全帽 5）建立健全“三工”制度，上班前对本工班施工人员进行安全质量教育， 提高施工人员的安全质量意识，工中认真进行监。