軌道交通暗挖區(qū)間豎井馬頭門施工技術(shù)探討

湯維維

摘 要：城際軌道交通工程暗挖區(qū)間豎井馬頭門部位受力復(fù)雜，當(dāng)?shù)貙訋r體松散破碎，且地表水補(bǔ)給充足，基巖裂隙水水量較豐富時，施工過程中容易造成巖體沉降。文章就豎井馬頭門施工過程中采用雙排超前小導(dǎo)管注漿并配合連立多榀加強(qiáng)格柵等輔助施工方法加固馬頭門處巖體，避免馬頭門開挖過程中地層沉降的施工工藝、技術(shù)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析介紹，以期能給后來者提供參考和幫助。

關(guān)鍵詞：馬頭門；沉降；小導(dǎo)管注漿；施工工藝

1 工程概況

青島城際軌道交通工程苗嶺路站～會展中心站區(qū)間線路位于深圳路和云嶺路之間，沿苗嶺路下方敷設(shè)，本區(qū)間臨時施工豎井位于苗嶺路與秦嶺路交匯處西北側(cè)，施工豎井內(nèi)凈空為5m×9m，豎井深度為25.4m，臨時橫通道內(nèi)凈寬為5.5m。豎井采用錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)，所處地層由上至下分別為：雜填土、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化和微風(fēng)化層。其中，馬頭門所處地層巖體由于受構(gòu)造影響有砂土狀碎裂巖、塊狀碎裂巖及糜棱巖，構(gòu)造節(jié)理及風(fēng)化裂隙較發(fā)育，多為高角度節(jié)理。基巖裂隙水主要以構(gòu)造裂隙水為主，呈帶狀、脈狀產(chǎn)出，無統(tǒng)一水面，整體上構(gòu)造裂隙水較發(fā)育，在開挖過程中有滲流乃至小型噴涌狀滲出的情況。

2 馬頭門施工方案設(shè)計

2.1 施工方案

鑒于該馬頭門所處地層構(gòu)造裂隙水較發(fā)育，馬頭門開挖前采用拱部雙排超期小導(dǎo)管注漿止水。豎井開挖至馬頭門拱部高程以上0.3米，做完豎井初支后，對馬頭門拱頂輪廓線進(jìn)行放樣，并標(biāo)記出超前小導(dǎo)管孔位。超前小導(dǎo)管長6m，孔位布設(shè)于馬頭門拱頂120°范圍內(nèi)，雙層布置，環(huán)向間距40cm，層間距20cm。超前小導(dǎo)管打設(shè)完成并注漿后，豎井開挖支護(hù)至馬頭門拱部以下，破除豎井初支格柵，并開挖馬頭門拱部，進(jìn)行初期支護(hù)，依次序開挖支護(hù)2～3m后，豎井繼續(xù)向下施工至底板完成，開挖馬頭門下部并支護(hù)。

2.2 施工工藝

施工工藝流程見圖1：

圖1

2.2.1 打設(shè)超前小導(dǎo)管并注漿

小導(dǎo)管采用φ42、壁厚3.5mm熱軋無縫鋼管制作，長度為6m。為達(dá)到注漿時加固周圍巖體和止水目的，沿管身鉆設(shè)φ6滲漿孔，孔縱向間距30cm，環(huán)向均布3排，梅花型布置。沿馬頭門拱部外輪廓線，依次按照標(biāo)記的孔位將小導(dǎo)管打入地層，小導(dǎo)管縱向外插角度控制在10°～15°。小導(dǎo)管布設(shè)見圖2。導(dǎo)管安裝完畢后，進(jìn)行注漿作業(yè)，注漿壓力控制為0.5～1.0MPa，注漿過程中采用隔孔注漿，并在孔口處設(shè)置止?jié){塞。注漿材料選用1：1水泥漿。注漿時當(dāng)壓力達(dá)到注漿終壓，且注漿量達(dá)到設(shè)計注漿量80%以上時，可結(jié)束單孔注漿。

2.2.2 豎井向下施工至馬頭門拱腳

超前小導(dǎo)管施工完畢后，按照豎井施工設(shè)計向下開挖并支護(hù)至馬頭門拱腳處。考慮到馬頭門開挖時將會對該深度范圍內(nèi)巖體造成二次擾動，因此此段范圍豎井開挖時應(yīng)盡量減小對周圍巖體的干擾波動。

2.2.3 馬頭門拱部開挖及支護(hù)

馬頭門開挖采用上下兩臺階法分部開挖（見圖3）。馬頭門拱部開挖前，按照設(shè)計在豎井壁上畫出馬頭門輪廓線，破除馬頭門上臺階（豎井井壁）混凝土，切斷馬頭門拱部的豎井支護(hù)格柵，架立拱部鋼格柵，噴射混凝土封閉開挖面。清理鋼格柵兩邊腳，噴射混凝土封閉，與拱部和邊墻的鋼格柵及噴射混凝土形成聯(lián)合初期支護(hù)。再向前繼續(xù)開挖馬頭門拱部，進(jìn)深1米，連立三榀加強(qiáng)格柵，依此循環(huán)，直至上臺階進(jìn)尺達(dá)3米。為保證馬頭門開挖過程中的穩(wěn)定和安全，馬頭門兩側(cè)豎向連接筋各增設(shè)4根，作為馬頭門的加強(qiáng)暗柱，格柵鋼筋與被割斷的豎井水平鋼格柵焊接成一體，共同受力。且在拱腳處各打設(shè)2根鎖腳錨桿。

2.2.4 豎井向下施工至底板完成

馬頭門拱部向前進(jìn)尺2～3m后，繼續(xù)向下施做豎井結(jié)構(gòu)至設(shè)計標(biāo)高，封閉豎井底板。再破除馬頭門下部的豎井壁水平格柵，支立馬頭門邊墻和底部格柵，噴射混凝土。

2.2.5 馬頭門下部開挖及支護(hù)

為減少對周圍巖體的擾動，馬頭門下部開挖時一次開挖進(jìn)尺控制在0.5m以內(nèi)，開挖時采用松動爆破開挖，下部中槽開挖后，兩側(cè)邊墻交錯開挖，每次錯開不小于3榀格柵，待一邊邊墻格柵安裝完畢噴射混凝土結(jié)束并達(dá)到一定強(qiáng)度后，方可開挖另一側(cè)邊墻。為防止圍巖失穩(wěn)，嚴(yán)禁同一榀格柵兩側(cè)拱腳同時懸空。馬頭門下部邊墻開挖并支護(hù)完成后，及時施做底部仰拱格柵，以達(dá)到開挖后支護(hù)措施及早封閉成環(huán)的目的。

3 馬頭門監(jiān)控量測

馬頭門在施工過程中監(jiān)測的項目為地表沉降、馬頭門拱頂沉降及凈空收斂。在馬頭門施工時，加強(qiáng)對以上監(jiān)測項目的測量頻率，對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行及時詳盡的分析。監(jiān)測結(jié)果表明，在馬頭門及相應(yīng)范圍內(nèi)豎井施工過程中，按上述施工方案施工達(dá)到了設(shè)計預(yù)期的要求。

4 施工注意要點

4.1 馬頭門施工完成后應(yīng)盡快進(jìn)行隧道初期支護(hù)的施工，使馬頭門格柵與隧道格柵焊接，形成整體，共同受力。

4.2 加工成型的鋼筋格柵在運輸、安裝時應(yīng)采取措施，防止鋼筋格柵變形，裝卸中禁止拋摔。

4.3 馬頭門格柵支立時拱腳應(yīng)與豎井壁暗柱焊接，馬頭門位置拱部格柵應(yīng)密排多榀格柵，必要時設(shè)置臨時仰拱，暫時封閉成環(huán)，防止馬頭門結(jié)構(gòu)變形，增強(qiáng)洞口的穩(wěn)定性和安全性。

4.4 對于馬頭門施工時有地下水存在，特別是在土層和不穩(wěn)定巖體中，容易造成失穩(wěn)，不但無法施工，而且影響安全，因此必須采取降水或止水措施。

4.5 馬頭門施工過程中應(yīng)加強(qiáng)對地表下沉、馬頭門結(jié)構(gòu)拱頂下沉的監(jiān)控量測，適當(dāng)增加測量頻率，發(fā)現(xiàn)異常時應(yīng)及時采取措施，預(yù)防突發(fā)事故的發(fā)生。

5 結(jié)束語

（1）在馬頭門施工過程中，加強(qiáng)對地表沉降、拱頂沉降和洞內(nèi)水平收斂的監(jiān)控量測，并對量測結(jié)果的反饋及時進(jìn)行支護(hù)措施的調(diào)整，能有效保證區(qū)間馬頭門的順利施工。（2）在馬頭門拱頂處于砂土狀碎裂巖、塊狀碎裂巖等節(jié)理裂隙發(fā)育地層，且構(gòu)造裂隙水較豐富時，開挖前采用雙排超前小導(dǎo)管注漿止水和加固地層、馬頭門開挖時連立多榀格柵多種支護(hù)措施相結(jié)合的方案，給馬頭門施工提供了安全保障。（3）開挖時將格柵快速封閉成環(huán)，是控制馬頭門洞周圍巖變形的有效措施。

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