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4、支护及水处理、断面转换、施工通道与中洞开口部位的施工方案及控制地表下沉的技术措施、顶纵梁及拱部施工、施工过程中围岩和支护结构应力、变形信息的实时监控等进行了重点叙述。1、车站平、纵、横断面图和地质条件、周围环境简介天坛东门站位于天坛东路与体育馆路丁字路口南侧，车站主体与天坛东路走向一致，站址周围主要有天坛公园、天坛体育宾馆、国家体委招待所、崇文区少年宫、109中学、天坛东里住宅区等建筑物。图1 天坛东门站平面及横断面图天坛东门站全长191m, 为地下双层岛式车站，主体为三拱两柱双层结构，开挖宽度23.776m，开挖高度15.066m，主体结构采用中洞暗挖CRD法施工，采用降水和超前支护等辅助工
5、法，以保证车站在无水的条件下进行施工。车站区域地下管线较多，影响范围内的有以下几种地下管线：雨污水管、自来水管、电力管道、电信管道、煤气管道、热力管道、人防通道。车站段管线埋深多集中在地下1.05.5米范围，走向与线路纵向近似平行。天坛东门站位于永定河冲积扇南部地带，地层由上至下以杂填土、粉土层、粉细砂2层、中粗砂3层、粉质粘土、细中砂2层为主，局部夹透镜体。车站平面及横断面图如图1所示。在开挖天坛东门站主体中洞前，施工管棚进行超前地质勘探、车站掌子面开挖时涌泥及初支喷砼表面渗漏水的情况来看，车站开挖掌子面所处地层含水量丰富，围岩类型为类围岩,该地层明显具有“高压缩性、高灵敏度、强度低”的特点
6、，极易产生蠕动现象，开挖后自稳能力极差，易坍塌，地面沉降难以控制，施工困难。原因分析如下： 从地表管线分析，在车站开挖轮廓上方存在污水管、雨水管、废弃的人防管道、电力管沟及各种不明管线，且沿线降水井水均排至污雨水管中，如上述管线已破坏极可能导致管内流水或降雨水渗透至地层中，长期浸泡，致使地层中的粉细砂土层呈饱和状态，为软流塑状地层。 从地质条件看，车站开挖拱顶上方地层自下而上依次为粉土、粉细砂、粉土、杂填土，由于较为致密的粉土层可认为是隔水层，上层滞水及降水很容易通过粉细砂层至粉土层，由于管棚钻设过程中存在仰角，长期浸泡致使管棚钻机钻进的上层地层呈饱和状态，为软流塑状地层。由于雨污水管渗漏，上
7、层滞水短期内无法疏干，大部分地层处于饱水状态,属于软-可塑状地层。2、总体施工方案简介车站主体结构采用暗挖法中洞中隔壁法施工，主体隧道的开挖步序主要为两大块，即把车站断面分为一个大中洞（里面包含车站主体中跨的拱部、中层板、底板，两根钢管柱、两根底纵梁及中纵梁、两根顶纵梁的大部分）和两个小侧洞（里面包含车站主体两侧跨的二次衬砌、中层板以及顶纵梁的小部分），先施工大中洞（开挖、支护，施作梁、板、柱以及二次衬砌），然后施工两侧洞（对称开挖、支护，施作板、二次衬砌，凿掉中洞临时支护，封闭二次衬砌）。如图2所示。车站施工重点控制地表沉降、管线保护，采取不同的施工方法，以小导管或大管棚超前支护、注浆加固地
8、层为主要手段，及时施作支护体系。3、关键技术重难点31软可塑状地层加固，地下水处理方案311拱部管棚+密排小导管施工方案：拱部采用超前大管棚加小导管劈裂注浆进行超前支护，注浆工艺采用计算机自动控制土层分段注浆工艺，该工艺以从法国地基建筑公司(Soletanche Bachy)引进注浆自动控制监测系统为核心,通过计算机实时、动态控制和调整注浆过程中的压力与流量，能有效地完成注浆加固施工，实现注浆的高质量、高效率和高可靠性。（2）工艺施工流程注浆施工过程如图3所示，主要包括以下步骤：成孔：根据设计要求成孔，要求定位准确，避免由于钻孔误差造成末端两孔相通（图3a）。图3 注浆施工流程图插入注浆管：成
9、孔插入PVC成品套管或者用钢管加工的注浆套管（图3b），一般采用钻机钻孔套管跟进的方法，中空注浆芯管紧随注浆管以及安装好的止浆塞（规则节长），一同置于注浆孔内密封；施做止浆墙：在工作面挂网喷砼，形成不小于3050cm的止浆墙；注入封闭泥浆：当钻孔达到设计要求后，利用管口或者后退式注浆法在孔内注入封闭泥浆（图3c）；注浆：待封闭泥浆初凝后，插入注浆芯管，启动SPICE系统，按设计要求设置最大压力、注浆总量等参数，进行分段注浆（图3d）；根据SPIEC记录数据分析注浆效果，对不满足设计要求的进行补注浆；结束注浆。（3）施工机具（见表1） 施工机具表 表1名称注浆机浆液搅拌机传感器流量计注浆活塞注浆
10、芯管笔记本计算机型号PH-15UBJ-4数量2211211（4）工艺特点计算机实时、精确控制配备先进的注浆自动控制系统SINNUS，可以利用计算机对注浆过程进行实时控制，即时掌控过程中的任何细小变化，实时加以调整，使注浆过程更加安全可靠。注浆过程数据实时记录与反映SPICE可以实时记录施工过程中采集的注心压力和流量等数据，以图形直观反映注浆过程与效果；同时方便工程回顾，积累工程经验，提高注浆技术水平，也使注浆工程的隐蔽性透明化，为有效监理提供了可能性。设备先进，性能优越配备从法国地基建筑公司（Soletanche Bachy）引进的高性能的PH-15注浆泵以及相配套的性能良好的栓塞，可以实现分
11、步、多次注浆，能有效提高注浆工程的质量、效率和可靠性。适用范围广适用于砂土层和粘土层的注浆加固，对于砂土层，一般选区用小压力、大流量的渗透注浆方法，对于粘土层，选区用高压力、低流量的劈裂注浆方法。当活塞内的压强将管壁上所套的橡皮圈压开时，浆液才从已经开好的小孔内以极高的压强喷出，从而对土体产生巨大压力差达到劈裂效果，即使是极小渗透性的土体也可被浆液劈裂形成网状浆脉和透镜体从而得到加固。加固效果如图4所示。图4 天坛东门站中洞超前支护加固效果图312 加强降水，查明漏水管线及地下水补给来源进行堵漏：根据目前的降水方案，降水井均设置在天坛东路的辅道上，车站结构两侧降水井间距达到38m，尤其是天坛东
12、路东侧降水井，据结构东侧外缘开挖线距离达11m，且两侧降水井均设计为两渗一抽，直接影响了对车站中洞的降水效果，因此为疏干车站开挖拱顶的上层滞水，应采取以下措施： 加强降水力度，由原来的两渗一抽全部改为降水井，加大抽水量。 由于目前施工的结构两侧的降水井间距较大，可在中洞开挖拱顶上方，即双向车道隔离带附近重新打设降水井，缩短两侧降水井的横向间距，进一步疏干拱顶的上层滞水。 可在开挖前沿车站开挖中洞两侧打设渗水井，以使管线渗漏水或地表降水能顺渗水井经过粉质粘土层（隔水层）甚至下面砂层中，保证开挖面拱顶的安全。 请物探及管线产权单位等部门共同对该段地表的各类管线进行检查，是否存在积水或渗漏水现象，并
13、对已废弃的管线进行回填密实，破坏的管线进行修补，确保该段管线没有大量渗漏水。32 由风道交叉口采用明环暗梁方案开口进车站施工天坛东门站交叉口（16.166m（高）*9.352m（跨度）开口进入车站（15.166m（高）*23.8m（跨度）及折返线主体交接段是一个受力极为复杂的特殊结构。原设计交叉口方案为：在东南风道交叉口段施工至堵头墙后，分段拆除格栅竖撑 ，浇筑交叉口段车站主体底板及底纵梁，然后分部拆除横撑、竖撑，施作钢管柱、中层板、中纵梁、顶纵梁及边墙、拱部等，待交叉口段车站主体结构施工完成后，破除格栅钢架进行车站中洞及折返线正洞施工东南风道交叉口进车站及折返线正洞施工本着确保安全、快速施工
14、、经济合理的指导思想，在车站及折返线正洞开挖破除交叉口段格栅之前，首先在交叉口段施作车站开洞横向（垂直于车站主体方向，东西向，以下同）加强环框、折返线开洞加强环框及四道交叉口段纵向（平行于车站主体方向，南北向，以下同）加强环框，各加强环框与交叉口段格栅、横隔壁相连接，在车站及折返线段正洞开挖及交叉口衬砌破除横、竖撑之后仍然形成纵向及环向封闭整体，保证交叉口段的结构稳定。如图5，图6、图7所示。变更方案有以下特点： 安全系数高，稳固。横向加强环及纵向加强环不仅能够保证车站、折返线开挖时的安全，另外在施作交叉口主体结构时仍有纵向加强环形成封闭整体，安全系数较高，比较稳固。 施工方便、施作速度快，对
15、加快工期有利。交叉口段的加强环部分采用车站及折返线的格栅钢架，便于提前加工，架立速度快，可有效缩短加强环施作时间，另外在钢筋施作完成后，可直接挂模，喷射砼，形成加强环。因此加强环施作时间约为20天即可完成。 加强环框的环向格栅与交叉口横撑焊联在一起，基本相平，出碴进料运输方便，且运输通道比施作交叉口段主体结构方案多，有利于组织快速施工。 与施工交叉口段主体二衬方案相比较，施工加强环框方案可利用原开挖风道时的人员、机械、设备，节省资源调配费用。采用该加强环方案后，在经过破口进入车站及折返线时，地表沉降仅为28.5mm，结构未出现变形或裂缝现象,保证了施工、交通及地面管线构筑物的安全。3.3 车站东南风道下穿电力管沟、污水管道段断面过渡至交叉口断面施工图8 东南风道挑高段开挖断面对照图东南风道挑高段（过污水管道、电力管沟）结构断面11.33m（高）*6.3m（跨度）变换为与主体结构交叉口断面16.166m（高）*9.352m（跨度），经过拱部抬高、两侧外扩、底部下挖由原电力管沟段的3个断面渐变成10个断面（如图8所示 东南风道挑高段开挖断面对照图），该挑高段上方垂直距离1.57m有1000污水管道横穿，污水管流量较大。图9 2.1-3电力管沟段断面挑高段施工完
