寧天城際軌道隧道某聯絡通道施工實踐探究

黑龍江 張智韜

1 工程概況

寧天城際軌道交通工程某區間設置兩座聯絡通道兼泵站，通道左、右線隧道中心線距離18m，聯絡通道中心標高左線-18m、右線-18m。聯絡通道位于車流量大，加固范圍內地表有多條通信電纜、光纜的隧道內。擬構筑聯絡通道所在位置的隧道管片為鋼管片，隧道內徑為φ5.5m，管片厚度350mm。聯絡通道襯砌采用二次襯砌方式；臨時支護層和永久結構層之間設防水層。根據各區間聯絡通道的特點以及所處地層的特性，采取凍結法加固土體，然后用礦山暗挖法進行開挖構筑施工。

2 開挖與構筑施工

2.1 具備開挖凍結技術指標

要確定打開管片進行開挖還需結合測溫孔資料、卸壓孔壓力、探孔情況等方面綜合考慮，需具備如下條件，方可開挖。

表1 具備開挖技術指標表

2.2 施工準備

準備工作是整個工程施工進展順利的前提和保證，具體工作內容如下：

2.2.1 四通

水通；電通；路通；信息通。

2.2.2 隧道內工作平臺搭設

按聯絡通道出口尺寸及施工需要，工作平臺由上下兩層平臺和一斜坡道構成。

2.2.3 搶險物資的堆放

為了應付凍結孔施工及開挖構筑過程中可能出現的突發情況，施工現場需要堆放搶險物資：應急沙包（5m3）、水泥（3t）、Φ125mm、Φ109mm等規格的木楔麻絲、木板（3m3）等，以保證旁通道施工的安全。

2.2.4 鋼管片接縫焊接

將聯絡通道開口部的鋼管片之間（欲拉開的管片除外）環向及縱向接縫采用滿焊的方式將每條拼裝縫一一焊接好，提高其整體穩定性，以控制隧道管片變形。

2.2.5 預應力支架、安全應急門及應急蓋板安裝

在積極凍結和開挖構筑期間，左側隧道內要進行鋪軌施工，右側隧道在凍結期間進行推進，雙側均安裝特殊預應力支架。為防止碰破凍結管，預應力支架可在進行凍結之前安裝。

2.3 開挖

2.3.1 拉管片

加固土體強度達到設計要求及準備工作就緒后開挖構筑工作就可正式開始，探孔后即可開管片。

2.3.2 土方開挖

經探孔確認可以進行正式開挖后，打開鋼管片，然后根據采用礦山法進行暗挖施工。根據工程結構特點，聯絡通道開挖掘進采取分區分層方式進行。上部通道結構施工完畢，強度達到60%后，再進行泵房的開挖。

由于土體采用凍結法加固，凍土強度較高，凍結帷幕承載能力大，因而開挖時（除聯絡通道端頭處側墻和拱頂外）可以采用全斷面一次開挖，端頭開挖步距為0.5m，通道開挖步距不超過0.8m。兩端端頭處斷面較大，為減輕開挖對隧道變形的影響，開挖步距控制為0.5m。開挖斷面超挖不大于30mm，開挖中心線偏差不大于20mm。

泵房開挖過程中將有部分凍結管被暴露，為確保安全，根據凍結孔布置圖孔位布置特征，跟班技術員跟蹤監測開挖面深度，當開挖面距離泵房內凍結管約10～15cm時，關閉該組凍結管的去、回路閥門，等該組凍結管全部暴露后，再打開原先關閉的閥門，恢復凍結。等泵房250mm厚的臨時支護層施工結束后，即可將泵房內暴露的凍結管割除，進行永久結構的施工。

凍土強度高，韌性好，采用風鎬進行掘進。為了提高掘進效率，加快施工進度，縮短凍土暴露時間，風鎬尖需做淬火處理。而且掘進環境溫度在0℃以下，輸風管路及風鎬中的冷凝水容易結冰，需進行除濕處理，一方面把風管懸吊起來，另外每隔1～2小時向風管內注入酒精，防止冰屑的出現。并要求每個掘進班配備5～6把風鎬，以避免不能正常工作而影響施工進度。

在掘進施工中根據揭露土體的加固效果，以及監控監測信息，及時調整開挖步距和支護強度，確保安全施工。在開挖過程中，還要及時對暴露的凍結帷幕進行保溫。

開挖的土方通過風井運出。

2.3.3 臨時支護

采用兩次支護方式。第一次支護（臨時支護）采用格柵鋼架+網噴0.3m厚C20混凝土。第二次支護（永久支護）采用0.4m厚P10模筑鋼筋C35混凝土。

注意事項：

（1）開挖及支架架設應按中腰線嚴格控制，防止支架偏移。

（2）在開挖和臨時支護過程中，布設通道收斂變形測點（詳見監測部分），及時掌握凍結帷幕位移發展速度，通過調整開挖步距和支護強度來控制凍結帷幕的位移量，確保施工安全和施工進度。

（3）噴射混凝土前，在臨時支護層中預埋注漿管，注漿管選用φ50mm的焊接管，頂端接管箍，并用絲堵封閉。

2.3.4 防水層施工

（1）遇水膨脹橡膠條及注漿管施工

鋼管片與支護層和結構層的接縫處設置兜繞成環的遇水膨脹橡膠條和預埋注漿管。端頭部位全部刷擴至設計尺寸，臨時支護完成后，即可進行橡膠條施工。遇水膨脹橡膠條用粘結劑沿著臨時支護斷面內側直接粘到隧道管片上。粘接前必須對管片進行清洗，止水帶一定要粘牢，不能留有空隙。遇水膨脹橡膠條固定好后，再在管片上安裝環繞成圈的IT注漿管，采用金屬件固定，注漿口引出結構層外，注漿管搭拉長度不小于200mm。

（2）防水板施工

鋪設防水板前必須對初期支護表面找平，拱墻補噴找平，底部砂漿找平，對外部的鋼筋接頭切除、磨平。防水板鋪設由拱頂開始，然后沿側墻下翻與由底板鋪設上翻的防水板相接，構成一封閉防水層。防水板的施工須保持連續與完整、且表面無破損情況。先鋪設一層無紡布緩沖層，然后鋪設防水板，再鋪設一層無紡布保護層。緩沖層以機械固定方法固定于支護層上，保護層以點粘法熱熔固定。防水板接縫搭接長度應為100mm，焊接寬度為不小于50mm。

2.3.5 永久支護

永久支護是為現澆鋼筋砼結構。為減少砼施工接縫，旁通道開挖及臨時支護完成后，一次連續進行澆筑。由于這種結構的特殊性，通道頂板內的砼澆筑較為困難，為提高砼施工質量，采取分段澆筑的施工方式，必要時可采用噴漿機對澆筑空隙進行充填。