地鐵出入口過(guò)街通道淺埋暗挖逆向站內(nèi)進(jìn)洞變截面開(kāi)挖施工技術(shù)

徐長(zhǎng)誠(chéng)

（蘭州市軌道交通有限公司 甘肅蘭州 730000）

地鐵出入口過(guò)街通道淺埋暗挖逆向站內(nèi)進(jìn)洞變截面開(kāi)挖施工技術(shù)

徐長(zhǎng)誠(chéng)

（蘭州市軌道交通有限公司 甘肅蘭州 730000）

本文選用了長(zhǎng)沙地鐵2號(hào)線芙蓉廣場(chǎng)站4號(hào)出入口過(guò)街通道位于長(zhǎng)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?yàn)闃蛭缓蛨?chǎng)地的限制，無(wú)法進(jìn)行交通疏解，因此設(shè)計(jì)采用淺埋暗挖施工技術(shù)進(jìn)行施工，該出入口過(guò)街通道頂部穿越淤泥質(zhì)粘土層，底部穿越砂卵石層，施工安全風(fēng)險(xiǎn)大，在施工中通過(guò)對(duì)淺埋暗挖施工技術(shù)的合理運(yùn)用和采用完善的處理措施，確保了該出入口過(guò)街通道開(kāi)挖施工安全完成。

出入口；開(kāi)挖施工；淺埋暗挖

隨著我國(guó)地鐵建設(shè)的發(fā)展，地鐵鄰近建筑施工逐漸成為地鐵施工中面臨的關(guān)鍵問(wèn)題之一。為減少建設(shè)用地和對(duì)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(kāi)挖會(huì)造成地表不均勻沉降和建筑物開(kāi)裂。如何控制變形及建立變形臨界指標(biāo)是該技術(shù)的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。王占生等[1]對(duì)于下穿隧道地鐵變形控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分析，彭昌海等[2]研究了下穿磚房的施工方法，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)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(dǎo)管支護(hù)等輔助施工措施，并嚴(yán)格限制進(jìn)尺。當(dāng)?shù)貙忧闆r復(fù)雜時(shí)，暗挖法施工也存在一定的安全隱患。

1 工程概況

長(zhǎng)沙市軌道交通2號(hào)線一期工程芙蓉廣場(chǎng)站4號(hào)出入口位于該車站東北，如圖1所示，穿越五一大道北側(cè)在五一大道北側(cè)下沉廣場(chǎng)出地面，該出入口過(guò)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(zhǎng)15.3m，標(biāo)準(zhǔn)段開(kāi)挖斷面6.9×7.741m，人防段開(kāi)挖斷面8.4×8.6m，拱頂覆土厚約為4.5～5.28m。該出入口過(guò)街通道設(shè)計(jì)采用CRD方法進(jìn)行開(kāi)挖。

2 出入口過(guò)街通道淺埋暗挖施工工藝

出入口過(guò)街通道淺埋暗挖法施工嚴(yán)格遵循“十八字”方針（管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)）的施工原則，采用CRD法施工，施工中隨挖隨支，監(jiān)控測(cè)量與施工步驟同步進(jìn)行，及時(shí)反饋監(jiān)控信息，修正設(shè)計(jì)參數(shù)及施工方法。開(kāi)挖前應(yīng)做好導(dǎo)管制作、錨桿制作、鋼筋格柵的制作和試拼、注漿機(jī)調(diào)試等準(zhǔn)備工作。支護(hù)過(guò)程主要采取超前支護(hù)、初期支護(hù)和施工支護(hù)、后期注漿的步驟進(jìn)行。

3 逆向站內(nèi)進(jìn)洞變截面開(kāi)挖施工

3.1 逆向站內(nèi)進(jìn)洞開(kāi)挖施工方法的選擇

長(zhǎng)沙地鐵2號(hào)線芙蓉廣場(chǎng)站4號(hào)出入口過(guò)街通道位于長(zhǎng)沙市市中心五一大道芙蓉立交橋西端，出入口過(guò)街通道下穿五一大道北側(cè)機(jī)動(dòng)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(chǎng)出地面，五一大道交通和行人流量大，因?yàn)闃蛭缓蛨?chǎng)地的限制，無(wú)法進(jìn)行交通疏解，施工該出入口時(shí)無(wú)法采用明挖法進(jìn)行施工，因此該出入口過(guò)街通道部分設(shè)計(jì)采用淺埋暗挖施工技術(shù)進(jìn)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(shí)臨時(shí)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(jī)動(dòng)車道。具體詳見(jiàn)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(guò)街通道處地質(zhì)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(guò)街通道時(shí)，施工進(jìn)度慢。如果采用從明挖段端豎井處正向進(jìn)洞開(kāi)挖施工，則繼續(xù)切斷占用立交橋西北角匝道，增加占用時(shí)間約5個(gè)月，嚴(yán)重影響了該處行人和非機(jī)動(dòng)車無(wú)法通行及周邊商業(yè)活動(dòng)，為了減少施工占用該處匝道時(shí)間，將施工影響周邊交通通行和商業(yè)活動(dòng)的影響降低到最小，采用站內(nèi)逆向進(jìn)洞開(kāi)挖施工技術(shù)。

3.2 站內(nèi)逆向進(jìn)洞變截面施工

車站施工時(shí)，該出入口在車站側(cè)墻上預(yù)留洞門為5.0×4.15m的矩形洞口，暗挖段標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)挖斷面為6.9×7.741m，站內(nèi)預(yù)留洞門與暗挖開(kāi)挖線兩側(cè)各有0.95m的錯(cuò)臺(tái)，上部最大錯(cuò)臺(tái)1.907m，下部最大錯(cuò)臺(tái)1.684m，因此，在開(kāi)挖進(jìn)洞時(shí)無(wú)法一次直接開(kāi)挖至設(shè)計(jì)的開(kāi)挖線，進(jìn)洞時(shí)需設(shè)置斷面漸變擴(kuò)大段，由進(jìn)洞時(shí)的矩形小斷面，漸變?yōu)樵O(shè)計(jì)的拱形大斷面，根據(jù)反復(fù)討論并結(jié)合地質(zhì)情況，在確保施工安全的條件下，斷面漸變段設(shè)置長(zhǎng)為5m，即進(jìn)洞后每開(kāi)挖一榀，頂部抬高擴(kuò)大斷面約0.2m，漸變段施工完后，再反向回來(lái)拆除漸變段初期支護(hù)，將漸變段斷面開(kāi)挖擴(kuò)大至設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)斷面。

進(jìn)洞前，在拆除洞門處連續(xù)墻混凝土前，在洞門掌子面上施工掌子面小導(dǎo)管和洞門頂超前小導(dǎo)管，對(duì)洞門掌子面和拱頂進(jìn)行雙液漿超前加固，防止坍塌和滲水，漸變段第一次臨時(shí)初期支護(hù)按照設(shè)計(jì)要求設(shè)置，并且將超前小導(dǎo)管間距由300mm加密至150mm，第二次削坡擴(kuò)大斷面時(shí)，初期支護(hù)按照設(shè)計(jì)施工，在靠近車站連續(xù)墻3m處時(shí)，將超前小導(dǎo)管間距由300mm加密至150mm，并且將超前小導(dǎo)管間隔錨入連續(xù)墻深度約0.5m。施工過(guò)程中超前小導(dǎo)管施工質(zhì)量必須保證，注漿效果達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，開(kāi)挖時(shí)嚴(yán)格按照開(kāi)挖方針原則開(kāi)挖，監(jiān)控量測(cè)頻率加密1倍，密切監(jiān)控開(kāi)挖面地層情況，確保了進(jìn)洞斷面擴(kuò)大端的安全施工。

4 施工中采取的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)和措施

4.1 CRD法應(yīng)用的有效應(yīng)用

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

在現(xiàn)場(chǎng)采用CRD方法施工過(guò)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(shí)在洞內(nèi)，也通過(guò)監(jiān)控量測(cè)時(shí)刻監(jiān)視著洞內(nèi)拱頂沉降、拱腰水平收斂、洞底隆起和滲水情況，通過(guò)巡查及監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的實(shí)施，施工期間沒(méi)有發(fā)生不正常現(xiàn)象，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格的按照CRD工法施工開(kāi)挖步序結(jié)果來(lái)看，在監(jiān)控量測(cè)技術(shù)有力的監(jiān)測(cè)保證下，CRD法在本出入口過(guò)街通道穿越淤泥層和砂卵石層等不良地質(zhì)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(yàn)證了該開(kāi)挖方法在城市主干道下方不良地質(zhì)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(zhì)層管棚施工

該出入口過(guò)街通道設(shè)計(jì)超前管棚為φ108mm×9.0mm，環(huán)向間距300mm，采用無(wú)縫鋼管通長(zhǎng)布置。施工管棚過(guò)程中頂部局部遇到雜填土、磚塊、淤泥質(zhì)粘土等，致使管棚施工成孔困難，鉆桿低頭現(xiàn)象嚴(yán)重，對(duì)此首先采取斜向分區(qū)鉆孔注漿固結(jié)，后再在固結(jié)體上再次正常施工管棚的方法進(jìn)行施工。

管棚施工方向是從出入口出地面端向車站內(nèi)端施工，施工期間為了通過(guò)不良地質(zhì)區(qū)，采取了斜向下方鉆孔注漿加固的辦法，因該不良地質(zhì)為淤泥層和砂卵石層，淤泥層本身具有一定的流動(dòng)性，在鉆孔過(guò)程中，遇水后淤泥層流動(dòng)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(guò)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(jìn)方向定位斜向下方。成孔后采用水泥-水玻璃雙液漿迅速對(duì)鉆孔周邊土體進(jìn)行加固，從而既解決了處理加固體會(huì)造成的地表沉降問(wèn)題，也解決了管棚施工問(wèn)題。

4.3 穿越淤泥質(zhì)粘土層施工

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

5 結(jié)論

站內(nèi)逆向進(jìn)洞變截面開(kāi)挖施工方法在淺埋暗挖隧道的成功應(yīng)用，表明該技術(shù)具有重要的工程價(jià)值，通過(guò)分析該方法的施工原理，進(jìn)行了數(shù)值模擬，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，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(jià)值。

[1]王占生，張頂立.淺埋暗挖隧道近距下穿既有地鐵的關(guān)鍵技術(shù)[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，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(shù)[J].隧道建設(shè)，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(shù)值模擬與分析[J].現(xiàn)代交通技術(shù)，2011，8（4）：50～53.

U231+.1

A

1004-7344（2016）21-0165-02

2016-7-10