地鐵出入口過街通道淺埋暗挖逆向站內進洞變截面開挖施工技術

徐長誠

（蘭州市軌道交通有限公司 甘肅蘭州 730000）

地鐵出入口過街通道淺埋暗挖逆向站內進洞變截面開挖施工技術

徐長誠

（蘭州市軌道交通有限公司 甘肅蘭州 730000）

本文選用了長沙地鐵2號線芙蓉廣場站4號出入口過街通道位于長沙市市中心五一大道下方，五一大道交通和行人流量大，且該出入口位于芙蓉立交橋西端，因為橋位和場地的限制，無法進行交通疏解，因此設計采用淺埋暗挖施工技術進行施工，該出入口過街通道頂部穿越淤泥質粘土層，底部穿越砂卵石層，施工安全風險大，在施工中通過對淺埋暗挖施工技術的合理運用和采用完善的處理措施，確保了該出入口過街通道開挖施工安全完成。

出入口；開挖施工；淺埋暗挖

隨著我國地鐵建設的發展，地鐵鄰近建筑施工逐漸成為地鐵施工中面臨的關鍵問題之一。為減少建設用地和對城市交通的影響，超淺埋施工已成為地鐵隧道的一種重要的施工方法，超淺埋開挖會造成地表不均勻沉降和建筑物開裂。如何控制變形及建立變形臨界指標是該技術的兩個關鍵問題。王占生等[1]對于下穿隧道地鐵變形控制標準進行了分析，彭昌海等[2]研究了下穿磚房的施工方法，一般來說，對于淺埋暗挖法施工常采用CD法或CRD法施工，采用超前大管棚或小導管支護等輔助施工措施，并嚴格限制進尺。當地層情況復雜時，暗挖法施工也存在一定的安全隱患。

1 工程概況

長沙市軌道交通2號線一期工程芙蓉廣場站4號出入口位于該車站東北，如圖1所示，穿越五一大道北側在五一大道北側下沉廣場出地面，該出入口過街通道部分采用淺埋暗挖法施工，出地面部分采用明挖法施工，暗挖部分長15.3m，標準段開挖斷面6.9×7.741m，人防段開挖斷面8.4×8.6m，拱頂覆土厚約為4.5～5.28m。該出入口過街通道設計采用CRD方法進行開挖。

2 出入口過街通道淺埋暗挖施工工藝

出入口過街通道淺埋暗挖法施工嚴格遵循“十八字”方針（管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測）的施工原則，采用CRD法施工，施工中隨挖隨支，監控測量與施工步驟同步進行，及時反饋監控信息，修正設計參數及施工方法。開挖前應做好導管制作、錨桿制作、鋼筋格柵的制作和試拼、注漿機調試等準備工作。支護過程主要采取超前支護、初期支護和施工支護、后期注漿的步驟進行。

3 逆向站內進洞變截面開挖施工

3.1 逆向站內進洞開挖施工方法的選擇

長沙地鐵2號線芙蓉廣場站4號出入口過街通道位于長沙市市中心五一大道芙蓉立交橋西端，出入口過街通道下穿五一大道北側機動車道和立交橋西北角匝道，在立交橋西北角匝道北方的下沉廣場出地面，五一大道交通和行人流量大，因為橋位和場地的限制，無法進行交通疏解，施工該出入口時無法采用明挖法進行施工，因此該出入口過街通道部分設計采用淺埋暗挖施工技術進行施工，出地面部分采用明挖法施工，施工出地面明挖部分時臨時占用芙蓉立交橋西北角匝道，通道暗挖部分施工大管棚的豎井位于匝道上緊靠五一大道機動車道。具體詳見圖1出入口出地面部分平面位置圖。

圖1 出入口出地面部分平面位置圖

該出入口過街通道處地質條件較差，拱頂穿越淤泥層，拱底穿越砂卵石層，采用CRD法施工出入口過街通道時，施工進度慢。如果采用從明挖段端豎井處正向進洞開挖施工，則繼續切斷占用立交橋西北角匝道，增加占用時間約5個月，嚴重影響了該處行人和非機動車無法通行及周邊商業活動，為了減少施工占用該處匝道時間，將施工影響周邊交通通行和商業活動的影響降低到最小，采用站內逆向進洞開挖施工技術。

3.2 站內逆向進洞變截面施工

車站施工時，該出入口在車站側墻上預留洞門為5.0×4.15m的矩形洞口，暗挖段標準開挖斷面為6.9×7.741m，站內預留洞門與暗挖開挖線兩側各有0.95m的錯臺，上部最大錯臺1.907m，下部最大錯臺1.684m，因此，在開挖進洞時無法一次直接開挖至設計的開挖線，進洞時需設置斷面漸變擴大段，由進洞時的矩形小斷面，漸變為設計的拱形大斷面，根據反復討論并結合地質情況，在確保施工安全的條件下，斷面漸變段設置長為5m，即進洞后每開挖一榀，頂部抬高擴大斷面約0.2m，漸變段施工完后，再反向回來拆除漸變段初期支護，將漸變段斷面開挖擴大至設計標準斷面。

進洞前，在拆除洞門處連續墻混凝土前，在洞門掌子面上施工掌子面小導管和洞門頂超前小導管，對洞門掌子面和拱頂進行雙液漿超前加固，防止坍塌和滲水，漸變段第一次臨時初期支護按照設計要求設置，并且將超前小導管間距由300mm加密至150mm，第二次削坡擴大斷面時，初期支護按照設計施工，在靠近車站連續墻3m處時，將超前小導管間距由300mm加密至150mm，并且將超前小導管間隔錨入連續墻深度約0.5m。施工過程中超前小導管施工質量必須保證，注漿效果達到設計及規范要求，開挖時嚴格按照開挖方針原則開挖，監控量測頻率加密1倍，密切監控開挖面地層情況，確保了進洞斷面擴大端的安全施工。

4 施工中采取的幾個關鍵技術和措施

4.1 CRD法應用的有效應用

CRD法也叫十字交叉中隔壁法，即施工時將仰拱以上開挖斷面劃分為四個小斷面，四個小斷面初期支護均獨立的封閉成環，施工時左右斷面交叉施工，先開挖一側的一或二部分，施作部分中隔壁和橫隔板，再開挖另一側的一或二部分，完成橫隔板施工的施工方法，通過中隔壁和橫隔板的施工從而達到減少拱頂沉降和周邊土體變形的要求，適用于Ⅴ級軟弱圍巖中，特別是車站淺埋暗挖出入口通道應用較多。

在現場采用CRD方法施工過程中，施工管理人員每間隔4h巡查一次地表五一大道路面情況，查看是否有裂紋，是否有塌陷，同時在洞內，也通過監控量測時刻監視著洞內拱頂沉降、拱腰水平收斂、洞底隆起和滲水情況，通過巡查及監控量測技術的實施，施工期間沒有發生不正常現象，通過現場嚴格的按照CRD工法施工開挖步序結果來看，在監控量測技術有力的監測保證下，CRD法在本出入口過街通道穿越淤泥層和砂卵石層等不良地質條件下的施工是合適有效的，該方法引起圍巖沉降變形小，驗證了該開挖方法在城市主干道下方不良地質層中施工的可行性，能較好的保證安全施工。

4.2 穿越不良地質層管棚施工

該出入口過街通道設計超前管棚為φ108mm×9.0mm，環向間距300mm，采用無縫鋼管通長布置。施工管棚過程中頂部局部遇到雜填土、磚塊、淤泥質粘土等，致使管棚施工成孔困難，鉆桿低頭現象嚴重，對此首先采取斜向分區鉆孔注漿固結，后再在固結體上再次正常施工管棚的方法進行施工。

管棚施工方向是從出入口出地面端向車站內端施工，施工期間為了通過不良地質區，采取了斜向下方鉆孔注漿加固的辦法，因該不良地質為淤泥層和砂卵石層，淤泥層本身具有一定的流動性，在鉆孔過程中，遇水后淤泥層流動相加大，砂卵石層遇水也容易早曾坍塌，因此，為了保證成孔過程中淤泥和砂卵石層不隨鉆渣流出孔外，造成五一大道地表沉降，甚至塌陷，將鉆孔鉆進方向定位斜向下方。成孔后采用水泥-水玻璃雙液漿迅速對鉆孔周邊土體進行加固，從而既解決了處理加固體會造成的地表沉降問題，也解決了管棚施工問題。

4.3 穿越淤泥質粘土層施工

該出入口過街通道拱頂開挖過程中，進洞后6～12m處拱頂穿越淤泥質粘土層和雜填土層，開挖過程中夾有磚墻、軟塑性淤泥土等，得益于管棚施工時斜向注漿孔的探測，在開挖前基本掌握了不良地層的位置和基本分布情況，在進入上述不良地層前，采取將超前小導管間距由300mm加密至150mm，形成拱頂剛性超前支護，掌子面施工小導管雙液注漿加固，將軟塑性淤泥土進一步進行加固硬化，使掌子面開挖時不出現坍塌，開挖過程中根據地層情況加密格柵鋼拱架支護，開挖進尺速度放慢，每天最多進尺一榀，監控量測頻率加倍，密切監控開挖面土層情況，通過以上措施的采取，安全的通過了上述不良地質地段。

5 結論

站內逆向進洞變截面開挖施工方法在淺埋暗挖隧道的成功應用，表明該技術具有重要的工程價值，通過分析該方法的施工原理，進行了數值模擬，結合現場監測，表明該方案具有合理性，能夠控制地面和拱頂沉降，具有較大的推廣價值。

[1]王占生，張頂立.淺埋暗挖隧道近距下穿既有地鐵的關鍵技術[J].巖石力學與工程學報，2007，26（增 2）：4208～4214.

[2]彭昌海.超淺埋地鐵出入口下穿既有磚房施工技術[J].隧道建設，2011，31（增 2）：108～112.

[3]胡斌，周群利.CRD工法施工大跨淺埋隧道的數值模擬與分析[J].現代交通技術，2011，8（4）：50～53.

U231+.1

A

1004-7344（2016）21-0165-02

2016-7-10