粉砂大斷面暗挖隧道拆撐技術

孫 彥 輝

(石家莊市軌道交通有限責任公司，河北 石家莊 050000)

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粉砂大斷面暗挖隧道拆撐技術

孫 彥 輝

(石家莊市軌道交通有限責任公司，河北 石家莊 050000)

以石家莊地鐵留村站—火炬廣場站粉砂大斷面區(qū)間為例，介紹了粉砂大斷面拆除鋼支撐的施工條件與試驗段選取方法，并闡述了臨時支撐拆除的步驟及注意事項，旨在確保隧道和周邊環(huán)境的安全。

大斷面隧道，臨時支撐，地表沉降，監(jiān)測指標

0 引言

隨著城市軌道交通建設的快速發(fā)展，風險高的大斷面隧道數(shù)量不斷增加，科學合理的控制大斷面隧道拆除支撐這一環(huán)節(jié)十分重要[1]。雷震宇等[2]、張建國等[3]對拆除支撐后隧道的安全性進行數(shù)值模擬分析。本文以石家莊地鐵留村站—火炬廣場站暗挖區(qū)間為研究背景，對粉砂大斷面安全拆除鋼支撐施工技術進行總結。

1 工程概況

留村站—火炬廣場站區(qū)間沿長江大道敷設，基本位于長江大道綠化隔離帶下方，區(qū)間由留村站開始，向東下穿昆侖大街后至火炬廣場站，暗挖段采用雙側壁導坑法施工，開挖寬度12 m，高度9.735 m，初期支護為噴射混凝土加格柵拱架，臨時支護厚度30 cm。雙側壁導坑法橫斷面圖見圖1。

2 工程與水文地質

本區(qū)間主要穿越地層為粉細砂④1、中粗砂④2、粉質粘土⑤1、中粗砂⑥2，拱頂主要土層為粉細砂④1及黃土狀粉質粘土③1。地下水位埋深在40 m～45 m，但不排除大氣降水等原因造成局部存在上層滯水的可能性。

3 施工方案

3.1 臨時支撐拆除的施工條件

1)首先對支撐拆除段地表沉降以及洞內監(jiān)控量測的數(shù)據(jù)進行分析，拆除支撐前，必須確認監(jiān)測數(shù)據(jù)已經趨于穩(wěn)定。2)為確保安全，臨時支撐的拆除安排在隧道底板施工完畢后進行。3)臨時支撐拆除過程中，必須保證測量人員全程監(jiān)控，及時有效的分析數(shù)據(jù)，確保施工安全。

3.2 選取試驗段

將里程K21+449～K21+437共計12 m范圍設置為臨時支撐拆除試驗段。試驗段選取主要從以下方面考慮：1)由施工監(jiān)測方數(shù)據(jù)得知，此段地表沉降累計值為19.37 mm～22.31 mm，洞內拱頂沉降累計值為12.3 mm，水平收斂累計值為11.52 mm。地表沉降以及洞內監(jiān)控量測數(shù)據(jù)沉降累計值均在控制值以內，且速率已穩(wěn)定。2)此段距離馬頭門位置為18 m～30 m，避開了洞口受力較復雜的位置。3)考慮此位置離洞口較近，材料運輸、廢渣外運等施工作業(yè)較為便利。

3.3 臨時支撐拆除施工步驟

第一段底板施工完畢后，即可拆除臨時支撐，第一次拆除長度6 m。待監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，順序拆除下一段臨時支撐。具體步驟如下(見圖2)：1)布置變形觀測點，持續(xù)對受控對象監(jiān)測。2)首先鑿除臨時仰拱，其次鑿除臨時中隔壁頂部。破除采用人工配合風鎬進行，破除過程中，首先利用風鎬鑿除噴射混凝土并拆除鋼筋網，其次利用氧氣乙炔割斷格柵鋼架，搭設鋼管腳手架作為工作平臺。為保證洞內結構安全，同時不影響施工作業(yè)，破除位置選取在臨時支撐與初支連接的地方破除，一次破除范圍10 cm，長度6 m。3)拆除支撐會造成初支受力重新分布，應梯度增加初支受力，防止初支失穩(wěn)引起坍塌。做法如下：第一步，每隔三個初支斷面拆除下一個初支斷面的支撐，如圖2所示中編號是①的支撐，在支撐與初支連接的端部切開2 cm～3 cm，觀察監(jiān)測指標；第二步，監(jiān)測指標正常，每隔一個初支斷面拆除下一個初支斷面的支撐，如圖2中編號是②的支撐，切開支撐與初支連接的端部2 cm～3 cm，觀測監(jiān)測指標。嚴禁連續(xù)切開支撐，以防止兩側壁支撐突然失穩(wěn)，倒塌傷人；第三步，監(jiān)測指標正常，依次拆除剩余鋼架，如圖2中編號是③的支撐，切開支撐與初支連接的端部2 cm～3 cm，觀測監(jiān)測指標；第四步，變形穩(wěn)定后，分析監(jiān)控量測結果，確定隧道初期支護的穩(wěn)定性。

3.4 拆除支撐注意事項

拆除支撐要防止三類事故，即坍塌、機具傷害、物體打擊。防坍塌要注意規(guī)避以下幾種常見的風險因素：一是為加快施工進度，連續(xù)拆除相鄰初支斷面的支撐；二是用重型機械粗魯?shù)钠瞥位蚴亲鳂I(yè)空間不足造成機具碰撞初支，降低初支安全系數(shù)，嚴重的失穩(wěn)變形；三是支撐縱向連接筋破除較早，影響了初支的整體剛度。防物體打擊要注意規(guī)避支撐未完全破除前殘存的風險源傷人。所以，拆除支撐過程中，一是嚴格按照方案施工，做好受控對象監(jiān)測，輔以洞內巡視；二是配備安全員管理現(xiàn)場，人員、機具設備要在作業(yè)區(qū)外。

4 結語

粉砂大斷面安全拆撐是防止隧道坍塌和周邊環(huán)境發(fā)生次生事故的重要環(huán)節(jié)，一定要通過試驗段總結各項施工參數(shù)，做好監(jiān)控量測，嚴格按照方案施工。實踐證明，石家莊地鐵留村站—火炬廣場站粉砂大斷面區(qū)間施工方案行之有效，保證了隧道和周邊環(huán)境的安全。

[1] 史國慶.下穿既有建筑物大斷面隧道拆撐長度研究[J].國防交通與技術,2014(2)：31-33．

[2] 雷震宇,郭慶海,周順華.大跨度淺埋暗挖隧道拆撐的數(shù)值模擬[J].地下工程與工程學報,2008,1(2):237-241．

[3] 張建國,王明年,羅祿森,等.淺埋大跨度隧道拆撐對初支安全性影響分析[J].巖土力學,2009,30(2):497-501.

Large-section silty concealed tunneling dismantle and bearing technologies

Sun Yanhui

(ShijiazhuangRailTransitCo.,Ltd,Shijiazhuang050000,China)

Taking large-section silty area of Liucun station-Huoju square station of Shijiazhuang subway as an example, the paper introduces large-section silty dismantle and bearing conditions and testing section selecting methods, and illustrates temporary support dismantle procedures and matters, with a view to guarantee the tunnel and surrounding environment safety.

large-section tunnel, temporary support, surface subsidence, monitoring index

1009-6825(2017)07-0169-02

2016-12-23

孫彥輝(1982- )，男，工程師

U455

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