浅谈地铁暗挖大断面隧道二衬三步施工技术

施工技术

彭学军，吴彪，杨文国湖南长沙410117）（中铁五局集团第一工程有限责任公司，

摘要：双侧壁导坑法大断面隧道临时支撑较多，受力体系复杂且多次转换，所以，二衬施工期间的临时支

撑拆除、受力体系转换，是确保隧道施工安全的关键控制环节。一般二衬施工采用跳槽分段施工，每段小于等于5m，临时支撑一次拆除，二衬分仰拱和拱圈两步施工成型，作业空间小、施工进度慢。为提高施工进度和安全，本项目暗挖大断面采用临时支撑两次拆除，二衬分仰拱、侧墙、拱顶三步施工成型工艺。现根据实际施工情况进行二衬三步施工技术介绍。

关键词：地铁；暗挖；大断面隧道；临时支撑；二衬；施工技术中图分类号：U12

文献标识码：A

文章编号：1006-8937（2019）08-0036-04

DOI：10.14165/j.cnki.hunansci.2019.08.010

TalkaboutThree-stepConstructionTechnologyofSecondaryLininginLargeCross-sectionTunnelforSubsurfaceExcavationofMetro

PENGXue-jun，WUBiao，YANGWen-guo（TheFirstEngineeringCo.，Ltd.，ChinaRailwayNo.5Group，Changsha，Hunan410117，China）

Abstract：Thedouble-sideguidedriftmethodhaslargetemporarysupportsforthelargecross-sectiontunnel，andtheforcesystemiscomplicatedandconvertedmanytimes.Therefore，thetemporarysupportsdemolitionduringthesecondaryliningconstructionandtheconversionoftheforcesystemarethekeycontrollinkstoensurethesafetyofthetunnelconstruction.Generally，thesecondaryliningconstructionadoptstheslottedsectionconstruction，eachsectionislessthanorequalto5meters，thetemporarysupportsisremovedonce，andthesecondaryliningisdividedintotwosteps:theworkingspaceissmallandtheconstructionprogressisslow.Inordertoimprovetheconstructionprogressandsafety，theprojectusedthetemporarysupportstodismantlethelargesection，andthesecondaryliningwasdividedintothreesteps:theinvert，thesidewallandthevault.Accordingtotheactualconstructionsituation，thethree-stepconstructiontechnologyofSecondaryliningwasintro-duced.

Keywords：Metro；Subsurfaceexcavation；Largecross-sectiontunnel；Temporarysupports；Secondarylining；Constructiontechnology

随着我国城市轨道交通的发展，地铁暗挖大断面隧道二衬支撑形式多种多样，为满足各现场施工要求，确保施工进度提前完成，同时，大大降低临时支撑拆除安

全风险，本文将地铁暗挖大断面隧道二衬三步施工技术进行阐述，供大家参考。

收稿日期：2019-05-17作者简介：彭学军（1974—），男，湖南益阳人，大学本科，高级工程师，研究方向：路基施工。

第38卷第8期彭学军，等：浅谈地铁暗挖大断面隧道二衬三步施工技术

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1工程概述

某地铁暗挖大断面折返线段290.183单延米，地表

埋深8～9m，采用双侧壁导坑法施工。地层主要为杂填土、粉质粘土、细砂、中粗砂、砾砂、圆砾组成，水位埋深约13m，采用井点降水。二衬最大净空断面尺寸为12.45模板+m×9.64型钢+脚手架管支撑体系进行二次衬砌施工，m（宽×高），二衬厚度为70cm，采用定型钢混凝

土浇筑均采用地面拖式输送泵泵送入模。

2

施工部署

2.1

施工准备

二次衬砌采用定型钢模板+I16预弯钢拱架+100×

100300方木纵梁+Φ48脚手架管支撑体系，模板采2.75mm（宽）×1500mm（长）×55mm（厚），板面厚度δ=用

1mm定型钢模板。计划投入定型钢拱架1套，钢模板2.2

套，脚手架管施工方案

2套。区间二次衬砌分仰拱、侧墙、顶拱三步，由里往外进行衬砌，流水施工。仰拱衬砌按照18m/段划分，侧墙及顶拱衬砌按照9m/段划分。2.3

施工进度指标

施工进度指标表，见表1。

表1施工进度指标表

序号施工项目进度指标备注

1仰拱3m/d分段换撑施工，按18m/段衬砌。2侧墙2m/d采用定型拱架+钢模板+满堂架施工，

分段拆除临时支撑，按9m/段衬砌。3顶拱3m/d

采用定型拱架+钢模板+满堂架施工，分段拆除临时支撑，按9m/段衬砌。

4二次衬砌

1.5m/d综合指标

3主要施工方法

隧道二次衬砌施工按照仰拱、侧墙、顶拱的顺序实

施，以确保混凝土振捣质量，提高二衬自防水能力。仰拱纵向施工缝设于轨面标高下360mm处，边墙纵向施工缝设于顶拱与侧墙弧形分界位置。

采用局部破拆初期支护临时支撑的施工方法，利用预留临时支撑做支架搭设平台，保证施工过程中料具运输通道的正常使用。3.1二衬施工

区间二衬施工工艺流程及施工步序，如图1所示。3.2

二衬施工步序图

图1二衬施工工艺流程图

二次衬砌施工步序图，如图2所示。3.3临时支撑拆除施工

3.3.1

仰拱换撑施工，仰拱换撑施工

如图3、图4所示。

第一步，18m/段破除下层中隔壁底部2.5m高混凝土，将支撑与仰拱接触部位切开1cm，监测隧道沉降情况；

第二步，根据监测结果沉降稳定后，6m/段拆除上部螺丝，将底部竖向支撑型钢取出，支撑切除位置采用砂浆抹平，施做仰拱防水层；

第三步，在已铺设防水层区域隔榀架设I22a工字钢恢复竖向支撑（支撑与防水板接触位置垫300mm×300mm×10mm第钢板扩大端，四步，进行下铺设双层土工布缓冲层进行保护）段防水换撑施工，直至施工分段；

18m/段）内仰拱防水层施工完成；

第五步，施工仰拱二衬，进行下循环临时支撑拆换。3.3.2

第一步，拱部拆撑施工9m/段破除中隔顶部1m高混凝土，将支撑与顶拱接触部位切开1cm，监测隧道沉降情况；

第二步，根据监测结果沉降稳定后，进行中隔壁型钢拆除，监测隧道沉降情况；

第三步，在中层板上搭设模板支架，铺设防水板，施做顶拱二衬。3.3.3

在二衬施工完成后，剩余临时支撑拆除施工整体破拆，支撑拆除由上至下（38

施工步骤

图示

企业技术开发

施工步骤及技术措施

2019年8月

1

①读取监测初始值，破除中隔壁底部2.5m高混凝土。②破除中隔板两端1m宽混凝土，不割除型钢。③纵向隔一留一进行中隔壁最下节型钢换撑，并施作仰拱衬砌。④施工分段长度18m。

2

①搭设边导洞脚手架。

②9m/段跳段割除中隔板两端1m宽工字钢，施作边墙衬砌。③侧墙衬砌滞后仰拱衬砌2～3环。

3

①9m/段跳段破拆中隔壁顶部1m高混凝土及型钢。②搭设中隔板上部脚手架，施作顶拱衬砌。③顶拱衬砌浇筑前，中下导洞两侧采用支架对中隔板连接部位进行加固。

④顶拱衬砌滞后侧墙衬砌2～3环。

4

拆除模板支架，进行下段循环施工，直至大断面施工完成。

5

二次衬砌全部施工完成后，整体破拆剩余临时支撑，进行仰拱填充混凝土施工。

图2二次衬砌施工步序图

第38卷第8期彭学军，等：浅谈地铁暗挖大断面隧道二衬三步施工技术

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0.75m，每榀由9节拱架拼装而成，拱部及边墙各3节拱架，拱架间通过螺栓连接成整体。

③支架采用Φ48壁厚t=3.5mm碗扣式脚手架，脚手

架立杆横向步距0.9m、纵向步距0.6m，水平杆层距0.6m。架

管与拱架采用螺纹顶托连接，拱架与顶托间设100mm×100mm方木纵梁，拱架与方木纵梁采用铁丝绑紧固定，

图3仰拱换撑示意图

如图5所示。

图4仰拱换撑施工效果图图5模板支架施工效果图

进行，即先拆除上导洞竖向支撑，再拆除上导洞临时横撑，最后，拆除下导洞竖向支撑；遵循先固定后拆除的原则，先将需要拆除的支撑部位采用绳索进行固定，然后，在割除临时支撑，慢慢放至地面。3.43.4.1

模板支架施工

采用定型钢模板+I16预弯钢拱架+100×100方木纵①模板采用300mm（宽）×1500mm（长）×55mm模板支架施工

3.4.2

体系，先拆除非承重部分，后拆除承重部分。拆除的模板及时清除灰渣，及时维修，妥善保管。下逐层进行，严禁上下同时作业。

①二衬结构混凝土强度达到70%后，方可拆除支撑

模板支架拆除

②支架拆除按搭设时，相反顺序进行，必须由上而③拆除支架，应有专人指挥，上呼下应，左右协作，

梁+Φ48脚手架管支撑体系进行衬砌施工。

（厚），板面厚度δ=2.75mm定型钢模板，纵向水平跨度架间采取销子锁紧或铁丝绑紧固定。

②钢管架支模体系拱架采用I16型钢，纵向间距

序号1234567

项目监测项目测点布设

支撑拆除监测

拱顶沉降、围岩收敛

每个施工段设置3个监测剖面

当拧开与另一人有关的扣件时，应提醒对方。拆除下来的各部件，应用滑轮或绳索运送到指定位置，不得从高空向下抛掷。

为0.75m，模板之间通过U形扣和插销连接，模板与拱

4监控量测

监控量测参数，见表2。

表2监控量测参数表

模板支架监测

支架沉降、位移与变形观测

每个施工段设置一个监测剖面，每个监测剖面布设3个支架水平

位移监测点和3个支架沉降观测点。全站仪、水平仪、钢尺

利用主体结构测量放线控制点

主要监测仪器精密水准仪、收敛仪基准点布设监测频率

利用主体结构测量放线控制点

在支撑过程中实施实时监测，一般情况下为在浇筑混凝土过程中实施实时监测，一般情况下为20～30min监

10～20min监测一次，趋于稳定后2次/d。测一次，若混凝土速度过快时应适当缩短时间。拱顶沉降：20mm、变化速率3mm/d围岩收敛：10mm、变化速率2mm/d

支架沉降量（顶部）：10mm

支架垂直度：每步架为h/1000及2mm，总高为H/600及20mm支架位移（顶部）：10mm

监测控制值

异常情况措施

应立即停止支撑拆除，增设临时支撑，增加监应立即停止浇筑混凝土施工作业，并报告项目部以便尽快作出处

测频率，分析原因。理，情况较严重时应立即撤离人员和设备。

（下转第42页）

42

企业技术开发

2019年8月

备的开发，也要从一开始时就考虑信息的传递，逐步实现数据信息共享，时时管控，提升效率，创造效益。3.2

自动化

随着工业4.0的普及，以及行业之间的竞争压力不断增加，传统的手工生产慢慢被淘汰，企业要想更好的生存和发展，必须进行创新，如产品的创新、设备的创新、工艺的创新等。然而，在社会因素的影响下，招工难成为各个企业面临的最大问题，要想持续发展，必须要用自动化、机器人代替人工生产，才能为企业节省成本，创造更大利润，这是企业最为迫切需要的，也是最需要尽快实现的，如图2所示。

域，但完全智能化的企业寥寥无几，因此，这也是我们一直要努力去实现的一个方向，如图3所示。

图3智能制造示意图

4结语

综上所述，背光制造业的迅速发展，离不开自动化

技术的支持，自动化技术的应用，有助于提高我国的综合国力，带动社会经济的快速发展。对于科学技术的进步，未来美好生活的展望，自动化技术还有很大的研究

图2自动化示意图

空间，相信不久的将来，中国的自动化水平也将越来越超前，不输于任何一个发达国家。

参考文献：

[1]陈世杰.自动化技术在机械设计制造中的应用探讨[J].山

东工业技术，2019，（8）：60.

3.3智能化

目前，智能制造技术正处于快速发展时期，各个领

域都开始将智能制造技术引进到人们的生产生活中。因为智能制造技术是由智能系统发出指令，通过自动化系统来实现工作的，很多企业也开始应用在生产制造领

（上接第39页）衬施工进度。

参考文献：

[1]张新闯.地铁暗挖大断面CRD工法二衬施工技术[A].《建

筑科技与管理》组委会.2014年12月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会：北京恒盛博雅国际文化交流中心，2014：3.

[2]李凌宜.大断面隧道支撑拆除与二衬施工影响分析[J].施

工技术，2013，42（17）：38-40.

[3]崔生金.浅埋砂层大断面暗挖隧道临时支护拆除研究[J].

铁道建筑技术，2016，（9）：29-33.

5结语

通过改进大断面二衬施工方案，采用大断面二衬三

步施工技术，即将二衬分为仰拱、拱墙、拱顶三步施工，在二衬施工过程中，初支临时支撑分两次拆除，让大断面隧道二衬未封闭成环前始终有临时支撑，有效降低大断面二衬施工时的拆撑风险，同时，减小每循环单工序工作量，增加了工作面，形成了流水施工，快速推进了二