穿越砂層地鐵多斷面轉換施工技術

摘要：介紹了石家莊軌道交通1號線中山廣場站至解放廣場站交叉渡線工程概況，分別闡述了臺階法向雙側壁導坑法過渡銜接、CRD法向雙側壁過渡等大小斷面過渡段和小斷面至大斷面的反擴挖技術施工要點，為今后類似城市地鐵工程施工提供借鑒。

關鍵詞：淺埋隧道;多斷面轉換;反擴挖技術;施工要點

1.工程概況

石家莊市城市軌道交通1#線一期工程中山廣場站至解放廣場站配線區間起點里程K8+854.560，施工終點里程K9+236.500，全長381.94m。如圖1所示，線路為左右線分離式雙洞，斷面類型較多，有標準斷面、A～F斷面共7種類型的斷面，且斷面變化頻繁。標準段斷面開挖寬度6.48米，高度6.57米，最大斷面F型斷面開挖寬度14.3米，高度10.25米。隧道斷面形式見表1。

圖1"中山廣場站-解放廣場站區間平面示意圖

表1""中山廣場至解放橋區間暗挖配線斷面形式表

序號

施工項目

施工里程

長度m

斷面形式

施工

方法

寬度m

高度m

1

區間暗挖配線（左線）

K8+854.56～K8+872.31

17.75

D型

雙側壁導坑法

12.00

9.735

K8+872.31～K8+889.348

17.04

F型

14.30

10.25

K8+889.348～K8+938.147

48.80

標準

臺階法

6.48

6.57

K8+938.147～K9+141

202.85

K9+141～K9+173.489

32.49

F型

雙側壁導坑法

14.30

10.25

K9+173.489～K9+221.500

48.01

C型

11.50

9.234

K9+221.500～K9+236.500

15

A型

臺階法

7.35

8.062

2

區間暗挖配線（右線）

K8+854.56～K8+864.1

9.54

E型

雙側壁導坑法

12.80

10.00

K8+864.1～K8+886.3

22.20

C型

11.50

9.234

K8+886.3～K8+900

3.70

B型

臺階法

8.50

8.292

K8+900～K8+921.24

21.24

A型

7.35

8.062

K8+921.24～K8+938.147

16.91

F型

雙側壁導坑法

14.30

10.25

K8+938.147～K9+118.925

180.78

D型

12.00

9.735

K9+118.925～K9+127.975

9.05

E型

12.80

10.00

K9+127.975～K9+141

13.02

F型

14.30

10.25

K9+141～K9+236.5

95.50

標準

臺階法

6.48

6.57

3

交叉渡線

K8+889～K8+906.55

17.55

K8+906.55～K8+921.24

14.69

A型

7.35

8.062

針對區間砂層的分布特點，對砂層影響地段隧道支護參數進行了設計.施工過程中采取了止水和防塌措施，以保證洞內施工和地面建筑物的安全。砂層地段的施工，關鍵是砂層注漿固結效果.而注漿量和注漿壓力是兩個關鍵參數。此外，應在洞內選定合適的出水點進行注漿止水試驗以求取合理的注漿參數和注漿設備的配套。嚴格做好隧道的初期支護和監測工作也是至關重要的環節。

2.隧道支護設計方案

地勘顯示地層有第四系全新統人工填土層（Q4ml）、第四系全新統沖洪積層（Q4al+pl）、第四系上更新統沖洪積層（Q3al+pl）及第四系中更新統沖洪積層（Q2al+pl）。巖性主要為黃土狀粉質黏土、黏性土、粉土、砂土及碎石土。本站所在地層以黃土狀粉質粘土層、中粗砂層、粉質粘土層、細中砂層為主。

針對區間砂層分布的特點。隧道支護參數的設計如下。隧道拱部2500mm范圍內采用Φ42mm超前小導管。小導管長3.5m，環向間距按500mm布置。I類圍巖砂層影響地段，拱頂周邊設置Φ108管棚（L=12m）超前注漿支護;邊墻設Φ22砂漿錨桿，間距為500mm×500mm;拱墻、仰拱設6.5×6.5cm鋼筋網.網格間距150mm×150"mm;設2榀/m的四肢格柵鋼架。初噴5cm混凝土后架設，再分次補噴25cm混凝土包裹鋼架至設計厚度。二次襯砌采用C25防水鋼筋混凝土，厚400mm，混凝土的抗滲等級S8。

3.斷面轉換施工方法

3.1工法轉換種類

按照圖紙設計施工順序及工法，存在臺階法向雙側壁（6）導坑法轉換、CRD工法向雙側壁（6）導坑法轉換、臺階法向雙側壁（9）坑法轉換等3種斷面轉換施工方法[1]-[4]。

3.2大斷面向小斷面轉換施工技術

將大斷面全部施作到設計位置后，先施做鋼格柵噴射混凝土封端墻，再破除混凝土進入小斷面施工。當大斷面或大斷面的某一分部開挖至設計位置，自上而下架設格柵掛網噴混凝土封端，同時架設小斷面或小斷面的某一分部的格柵，作為開口的環框，直接過渡到小斷面或小斷面的某一分部。為方便架設，將小斷面格柵分成若干片適當加強，作為開口圈梁，用焊接方式連接在一起，然后噴射混凝土封閉。

3.3"小斷面向大斷面轉換施工技術

小斷面轉換到大斷面，通過上挑、拓寬實現。當兩斷面相差不大的情況下，直接采取錯臺方式實現斷面轉換;當斷面尺寸相差較大時，采取轉換施工方案、配合超前支護手段、利用格柵噴射砼逐漸加高加寬斷面的漸變擴挖，由于本工程成型斷面不存在過渡段，過渡擴挖后需反向開挖形成垂直端墻。擴挖上挑坡度一般按1∶2設置，在大小斷面間架設漸變的異型格柵并噴射混凝土支護，逐漸過渡到大斷面或大斷面的某一分部;在大小斷面變化點，增設鎖口圈或過梁，同時注漿加固該段拱墻土體。

3.4"過渡段反向擴挖施工技術

斷面分步過渡實現了不同斷面間初期支護的過渡，而本工程二次襯砌不同斷面間不設過渡段，采取直接錯臺連接，因此，有必要對過渡段進行反向擴挖。初支完成后開始回挖，回挖的目的是擴大過渡段的初支尺寸，滿足二襯凈空要求。施工準備工作包括搭設腳手架、搭設工作平臺、測量

放樣和打設超前小導管并注漿，小導管前端須與支護成型的小斷面支護結構進行搭接，形成封閉的小導管棚架;先后進行第一榀拱部和側墻和側墻下部格柵的混凝土破除、新格柵的安裝、掛網和噴射混凝土工作。

4."斷面轉換技術要點

斷面轉換施工是本工程的重難點之一，為確保安全過渡，在施工中需緊扣淺埋暗挖法基本原則，根據斷面間相互關系和采用工法情況，合理設置變坡坡度，充分利用超前支護手段加固圍巖，充分利用超前支護手段加固圍巖，在斷面轉換地段，密排注漿小導管。對渡線區洞室間距小的地段注漿加固土體，并施做對拉鋼筋（ф22），鋼筋長按洞室間土體厚度加兩側洞室初期支護厚度考慮，并略有余長可作彎鉤，梅花形布置，與初期支護格柵和連接筋焊接在一起。利用格柵掛網噴射混凝土支護實現斷面過渡。適當調整洞室臺階長度，在上挑時，延長臺階，以便于施工和支撐穩定掌子面，在洞室施工時，縮短洞室臺階長度，實現初期支護盡早封閉。加強監控量測，及時反饋、分析信息，指導施工。

5."結語

（1）區間停車線、渡線大跨斷面由于斷面跨度較大，斷面轉換頻繁。斷面長度相對較長，因初期支護施工難度較大、時間較長，從而造成二次襯砌工期緊張，施工過程中需要嚴格按照指定的施工方案和施工工藝進行施工，切實做好各工序的銜接。

（2）在暗挖工程施工中，要注意左右洞室、上下洞室的間距要控制在規范要求內。組織專門的測量組，定期對隧道的控制點、中線進行量測，同時控制好各洞室的同步里程。

（3）在斷面變化的銜接上，爭取由大斷面向小斷面過渡，降低施工難度，節約成本，縮短工期。

參考文獻：

[1]王夢恕.地下工程淺埋暗挖技術通論[M].合肥：安徽教育出版社，2004.

[2]施仲衡.地下鐵道設計與施工[M].西安：陜西科學技術出版社，1997.

[3]關寶樹，趙"勇.軟弱圍巖隧道施工技術[M].北京：人民交通出版社，2011

[4]王偉鋒，畢俊麗.軟巖淺埋隧道施工工法比選[J].巖土力學，2007，28（增"1）：430–436.