應急車行通道與暗挖隧道十字交叉口施工分析

孫迪科

（中鐵十六局集團有限公司，北京市 101400）

1 工程概況

紫之隧道總長度為14.3 km，其中隧道總長度為13.8 km，為雙向六車道。隧道斷面主要包括三車道、兩車道、單車道和大跨段，設計行駛速度為60 km/h，設計匝道行駛速度為30 km/h。原設計6#人行橫通道中心里程處于西線隧道K2+522，屬Ⅳ級圍巖，東線隧道K2+550，屬Ⅳ級圍巖，寬度760 cm，高度790 cm，長度29.2 m，初期支護采用：Φ22藥卷錨桿 @100 cm×100 cm，長 2 m，掛Φ8@25 cm×25 cm鋼筋網，噴混凝土厚8 cm；預留3 cm變形量，鋪1.5 mm E V A復合防水板；二次襯砌采用模筑C35防水素混凝土厚25 cm。

原設計8#人行橫通道中心里程處于西線隧道K2+540.2，屬Ⅳ級圍巖，西線匝道隧道K0+565，屬Ⅳ級圍巖。兩條橫通道原設計均為Ⅳ級圍巖人行橫通道，寬度302 cm，高度396 cm，長度19.2 m。文章重點對應急車行通道與暗挖隧道十字交叉口施工要點進行了分析和探討。

2 施工方案

紫之隧道（紫金港路-之江路）工程第Ⅱ標段受前期各種條件制約，東線匝道無法按投標計劃實施施工，實際情況為西線匝道先行施工，為保證施工進度滿足合同工期，需重新調整投標施工部署。通過實際情況與投標部署對比，同時考慮到大跨段施工，參見相關方決定：利用6#及8#人行橫通道為施工通道，提前進入主線施工[1]。將橫通道擴大，加高加寬，增加拱架支撐。

6#及8#橫通道調整后，長度分別為30.55 m和18.54 m，開挖寬度為8.2 m，高度為6.85 m，其中噴混凝土厚度為24 cm，預留變形量為6 cm，二襯厚度為40 cm。

橫通道加寬后與原8#及6#人行橫通道關系分別見圖1和圖2。

圖1 8#橫通道加寬后與原8#人行橫通道關系圖（單位：m）

圖2 6#橫通道加寬后與原6#人行橫通道關系（單位：m）

3 應急車行通道和暗挖隧道十字交叉口施工要點

橫通道采用臺階法弱爆破施工，由西匝道直接掘進至東主線，與西主線成十字交叉，與東主線成丁字交叉，橫通道掘進完成后進行主線的擴挖，形成一定的工作面。交叉段結構受力多而雜施工比較困難，為保證交叉段安全，對初期支護進行加固處理，以及圍巖和初期支護進行監測，包括周邊收斂、拱頂沉降、錨桿軸力、鋼拱架應力等[2]。

考慮到橫通道作為一條重要的交通運輸通道，短時間內無法進行二襯施工。因此在十字交叉段及丁字交叉段采用如下加固措施：

（1）十字交叉段支護采用：橫通道及主線洞口采用雙拼鋼拱架進行加固，采用Ф25藥卷錨桿@60 cm×60 cm，長4.5 m，掛Φ22@15 cm×15 cm單層鋼筋網片，焊接于雙拼拱架。為提高十字交叉段整體的承載力，在橫通道洞門口設置兩道水平托梁，間距1 m，與西主線雙拼鋼拱架焊接牢固。十字交叉口支護結構平面布置見圖3。

（2）丁字交叉段支護采用：橫通道及主線洞口采用雙拼鋼拱架進行加固，同時設置4道水平托梁，間距0.5 m，與東主線鋼拱架焊接牢固。丁字交叉口支護結構平面布置見圖4[3]。

4 施工監測

4.1 主要監測點布置

暗挖隧道洞監測系統由隧洞內部結構監測與隧洞地表、周圍環境監測系統組成。根據本標段的施工環境，主要為隧道洞內監測，隧道洞內部結構監測系統主要針對隧洞內部結構進行監測，主要內容包括隧道結構監測、隧洞凈空收斂、拱頂下沉等項目。按照橫通道（加寬）施工工法及支護形式，測點布置見圖5[4]。

圖3 十字交叉口支護結構平面布置圖（單位：cm）

圖4 丁字交叉口支護結構平面布置圖（單位：cm）

圖5 洞門型上下臺階法測點布設圖

4.2 隧道拱頂下沉

隧道拱頂監測使用D N A03精密電子水準儀及配套銦鋼尺、鋼掛尺進行監測，在隧道頂部設置沉降觀測點，然后用顏色油漆進行標記，埋設測點要在噴錨支護2 h后方可進行第一次采集量測數據，在下一循環開挖之前，必須完成初期變形值的讀取，隨著隧道的形成而延伸。監測點材料選用Φ=22 mm螺紋鋼，做成彎鉤狀埋設或焊接在拱頂，外露的構件需要處理平滑，然后利用顏色油漆進行標記。

4.3 隧道圍巖壓力

根據圖紙的規定在隧道初期支護與土體之間埋入土壓力盒，然后把土壓力盒中的連接線拉出。埋設完成土壓力盒之后使用頻率接收儀記錄土壓力盒初始值F0。監測過程中需要把頻率接收儀與土壓力盒的連接線相連接方可讀出土壓力盒目前頻率值F1。然后根據式（1）計算土壓力。

式中：C為土壓力盒標定系數，由廠家提供；F0為初始頻率值（H z）；F1為本次測得的頻率值（H z）；N為本次測得的土壓力值（kN）[5]。

4.4 異常情況處理

在監測過程中發現異常情況時，執行三級監測預警制度（見表1～表3），并且對異常點加大監控量測的頻率，頻率達到1/2 h，然后對施工情況進行分析，如果有異常情況出現，及時采取應對措施。

表1 監測警戒值表

表2 隧道Ⅳ級圍巖周邊允許相對位移值(%)表

表3 監測預警表

5 結語

綜上所述，本工程在進行施工過程中，結合應急車行通道和暗挖隧道十字交叉的具體情況，制定了具體的施工方案，提升了工程施工的效率，并取得了良好的施工效果，所以這種施工方案在施工的過程中有著十分重要的意義，值得推廣應用。

參考文獻：

[1]闕坤生.互通式地下立交隧道分岔形式和施工力學行為研究[D].北京:北京交通大學,2009.

[2]姜德義,任松,劉新榮,等.隧道拱頂下沉時序遺傳算法神經網絡預測模型[J].地下空間與工程學報,2006（4）:547-550.

[3]鎮木生,劉輝.南京鼓樓地下立交工程建設的若干問題[J].西部探礦工程,2001（6）:72-73.

[4]吳波,劉維寧,高波,等.地鐵分岔隧道施工性態的三維數值模擬與分析[J].巖石力學與工程學報,2004（18）:3081-3086.

[5]銀健民.暗挖隧道下穿既有線路基沉降自動監測系統研究[J].鐵路技術創新,2014（3）:69-72.