隧道下穿重要構筑物施工保護技術

鐘運秋

【摘要】城市軌道交通地鐵隧道穿越地下管線、人行地下通道以及各種地面建筑物時，會引起這些構筑物下沉。為保證構筑物的安全，必須根據地鐵隧道與構筑物位置關系，采取相關措施，將構筑物的沉降控制在一定范圍內。

【關鍵字】下穿；施工；構筑物

1、工程概況

K11+082.377～K11+185.224隧道上方為華新正街及建新南路，開挖跨度達15.44米，埋深最淺處僅4.323米，掌子面拱部及邊墻大部分均為砂卵石、粘土及粉砂回填土、淤泥土，含水豐富，掌子面有股狀水流出，極易坍塌變形，掌子面拱頂以下回填土最大高度達8米多，周圍結構物、管線較多，緊鄰華新街地下人行通道、華唐路下穿道，特別是距離人行通道地面最小處僅1.2m，有三處擋墻，最大浸入隧道輪廓2.65m，加之本段管線較多，錯綜復雜，K11+118一根Φ400排水管橫穿隧道，浸入隧道開挖輪廓0.7m，沿隧道走向拱頂有2根Φ400排水管，距離隧道開挖線3米，其余主要為光纜及電力、電信管線，拱頂路面車流量非常大，載重量大，路面、結構物及管線沉降難以控制，極易造成坍塌，隧道開挖過程中掌子面左側有滲水情況發生，下雨時水量加大。原設計本段為V級圍巖，根據現場實際情況，經設計、地勘、業主、監理四方代表現場察勘，本段圍巖確認為Ⅵ級

2、施工方案及措施

本段（K11+114～+185.224）采用中壁交叉（CRD）法施工，人工切割開挖。人工切割采用火焰切割機切割。施工時嚴格控制開挖循環進尺，遵從“管超前，嚴注漿，短進尺，小斷面、快支護、強支護，早封閉，勤量測”的原則，并加強初期支護。

（一）開挖

按CRD法施工，隧道分成六個部分開挖，各部分開挖施工間隔為3～4m，每次開挖進尺為一榀拱架間距，嚴禁多榀一次開挖（具體見下圖）。

該段隧道開挖前采用二重管無收縮超細水泥化學漿液注漿技術，對前方圍巖開挖輪廓線2米范圍內土層進行全斷面預加固，注漿孔全斷面（回填土范圍）布置，周邊孔間距400mm，掌子面調整為間距1000mm（根據土層情況及注漿效果可采取動態調整），外插角確保開挖輪廓線外固結圈不小于2m，每6米施作一循環，鉆孔深8m，搭接2m；注漿材料采用水泥+水玻璃+XPM外加劑，設計配合比如下：

A液 水：超細水泥：XPM=1：0.33：0.0495

C液 水：水玻璃=0.65：1 PH=7.5

漿液凝結時間：30s-60s （根據地質條件可作適當調整）

注漿壓力：控制在2～4Mpa（具體根據注漿效果檢驗數據確定，埋深較淺處適當縮小注漿壓力，并安排專人不間斷查看地面情況）；開挖中如發現注漿盲區，及時采取小導管注漿補強；開挖過程中，掌子面不穩定時立即噴射砼（厚15cm）臨時封閉。

（二）超前支護

拱部（包括臨時支護拱部）超前支護采用Φ51超前自進式錨桿，L=5000mm、環向間距300mm、縱向每1.5m一環，錨桿施工完畢后立即注雙液漿，穩固掌子面前方土體，同時加大對擋墻基礎注漿加固，控制人行通道、擋墻及路面下沉。

（三）初期支護

（1）、鋼拱架

永久鋼拱架采用Ⅰ25a工字鋼，縱向間距0.5m，每兩榀拱架之間采用Ⅰ25a工字鋼縱向焊接（每一開挖分部設兩根，每循環設12根），臨時支撐及臨時仰拱鋼拱架采用Ⅰ22a工字鋼，縱向間距與永久拱架一致，Φ22縱向連接筋環向間距1米，每根長0.5m。

（2）、錨桿：

永久錨桿采用Φ32自進式錨桿，拱部環向間距40cm，邊墻80cm，縱向間距與拱架一致，每根長度3.5m。拱部土體部分錨桿斜向超前鉆孔，外插腳30～60度，起到承擔前方土體作用。位于巖石部分的拱腳，每個拱腳處打設4根Φ22鎖腳砂漿錨桿，每根長度3.5m。錨桿施工完畢后立即注雙液漿，加固前方及周邊土體圍巖；臨時支撐及臨時仰拱錨桿采用Φ22砂漿錨桿，錨桿長度3.5m，間距0.5×1m（環向間距1m）。

（3）、鋼筋網：

沿拱架內外側鋪設φ8雙層鋼筋網，網格間距15×15cm，搭接2個網格。鋼筋網與錨桿尾端、鋼架焊接牢固，噴射混凝土時不得晃動。臨時支撐及臨時仰拱鋼筋網采用單層φ8鋼筋網。

（4）、噴射混凝土

噴射混凝土采用C30早強混凝土，厚度33cm，每方混凝土中摻入50kg鋼纖維。噴射混凝土應自上而下，分片、分層完成，拱架與圍巖之間的間隙亦要用噴射混凝土充填密實。臨時支撐及臨時仰拱厚度20cm。

（5）、鋼管樁

為控制初期支護及后期結構下沉、收斂，按CQ3B-004號工程洽商及技術核定簽證表技術要求在左、右側邊墻每榀拱架打設兩根鋼管樁（Φ89×6），鋼管樁向下外插60°，每根長15m，鋼管內設鋼筋籠，主筋為4根Φ12二級鋼筋，箍筋為φ8一級鋼筋，間距20cm，同時灌注M30水泥漿，使鋼管樁周圍（土）巖體達到固結。鋼管樁與鋼拱架等初期支護采用Ⅰ20a工字鋼縱向焊接連接牢固。

（四）加固措施

（1）、人行通道梯道加固方案

a、梯道兩側采用密目安全防護網進行防護，防止擋土墻瓷磚或其他雜物墜落傷人；

b、梯道底左右各上三級采用工字鋼結合腳手架作支架架空，面層鋪方木及5cm厚木板，確保行人通行。

c、梯道敞口處采用腳手架支撐，橫向內支撐采用可旋緊式升降腳手架，間距0.6米，豎向及縱向腳手架間距1米，腳手架外側及頂部鋪設密目安全網，根據監測情況必要時再在腳手架上部增設工字鋼橫撐。

d、4號擋墻采用Ⅰ20a工字鋼斜撐。

（2）、通道加固方案

a、拆除原照明燈具，在適當位置增加臨時照明設施，確保行人安全通行；

b、人行通道內部采用I20工字鋼支撐，現場拼裝，每70cm一榀，加固長10m，沿拱架內側鋪設一層鋼筋網，根據監測情況，如出現險情，立即啟動應急預案，噴射混凝土；縱向拱架之間用I18工字鋼連接，環向間距150cm，支撐地下通道拱部，拱腳縱向用32槽鋼、橫向用I20工字鋼連成整體，橫向工字鋼上面鋪方木及5cm厚木板。

（3）、根據地面監測情況及洞內注漿效果，必要時采用從地面垂直向下注漿。

結論與展望

本文對城市軌道交通地鐵隧道穿越地下管線、人行地下通道以及各種地面建筑物時引起的這些構筑物下沉進行了分析及得出了合理的施工方案。保證了構筑物的安全，得出了根據地鐵隧道與構筑物位置關系，采取相關措施，將構筑物的沉降控制在一定范圍內的結論。為今后類似工程提供了一定參考價值。

參考文獻

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