新建隧道側(cè)穿既有建筑結(jié)構(gòu)的保護措施及應用

左 鵬

(北京市大興城鎮(zhèn)建設綜合開發(fā)集團，北京 102600)

1 工程概況

1.1 新建工程

某地鐵隧道施工采用暗挖法。隧道斷面為單洞單線馬蹄形，施工過程采用上下臺階法，隧道凈空斷面尺寸為寬×高=5.38 m×5.55 m，開挖最大寬度6.48 m，開挖最大高度6.72 m。施工過程采用的是復合式襯砌結(jié)構(gòu)，采用拱部超前小導管作為初期支護，格柵鋼架，混凝土采用C25，設計厚度250 mm，采用C40、P10鋼筋混凝土做為二次襯砌混凝土，設計厚度300 mm。

1.2 既有建(構(gòu))筑物

(1)人行天橋

正線隧道下穿人行天橋，天橋樁徑1 m，樁長16 m，隧道初支結(jié)構(gòu)距橋樁水平凈距最近處0.56 m，區(qū)間拱頂埋深16.2 m，主跨28 m。

(2)熱力隧道

隧道平行于熱力隧道，左線側(cè)穿熱力隧道，隧道最近距離為4 m，高差為5.4 m，穿越時存在較大風險。

(3)周邊管線

區(qū)間正線結(jié)構(gòu)平行下穿、正下穿雨水、上水、污水、電力等管線，管線距結(jié)構(gòu)拱頂最小距離為10.0 m，穿越時存在較大風險。

2 穿越施工方案及保護措施

(1)側(cè)穿天橋

①施工過程中要嚴格遵循淺埋暗挖法的十八字方針：管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、快封閉、勤量測；

②采取在拱頂開挖范圍外2.5 m和隧道開挖范圍進行全斷面注漿加固、增設臨時仰拱；

③對開挖進尺進行嚴格控制，隨挖隨支，初支背后回填注漿也要及時做好；

④加強監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理和信息反饋，將施工過程中得到的地層反應、支護結(jié)構(gòu)反應、周邊管線反應、地面沉降等信息及時分析處理，靈活指導施工，“以強治險，以變治變”，將施工風險降到最低。

(2)側(cè)穿熱力隧道

①施工過程中要嚴格遵循淺埋暗挖法的十八字方針：管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測；

②隧道與熱力隧道水平距離平均為5.3 m，垂直距離5.4 m。左線開挖范圍以及拱頂開挖范圍為輪廓外3 m，布設超前小導管環(huán)向間距為0.3 m，縱向距離為0.5 m，在上述影響范圍，左線拱部超前小導管的布置范圍由150°增設為195°。

④初支完成后并及時做好初支背后回填注漿。

⑤每天派專人負責調(diào)查臨近熱力隧道施工進程，對區(qū)間隧道與在施熱力隧道的空間相互關(guān)系進行實測確認，及時反饋數(shù)據(jù)信息。

⑥加強監(jiān)控量測數(shù)據(jù)處理和信息反饋，采用信息化施工，施工過程中將“監(jiān)測反饋”做為始終堅持的原則，將施工過程中得到的支護結(jié)構(gòu)反應、地層反應、周邊管線反應、地面沉降等信息及時分析處理，靈活指導施工，“以強治險，以變治變”，將施工風險降到最低。

(3)下穿管線

區(qū)間正線結(jié)構(gòu)平行下穿中水、中壓煤氣、雨水、上水、污水、電力等管線，管線距結(jié)構(gòu)拱頂最小距離為6.5 m，穿越時存在較大風險，需采取控制措施進行下穿施工。

①洞外保護措施

a在施工前需要詳細的調(diào)查管線的滲漏情況，發(fā)現(xiàn)滲漏點提前處理；

b施工前需要對電力溝等管溝內(nèi)是否有水進行提前調(diào)查，若溝管內(nèi)有水則必須先疏干。

②洞內(nèi)保護措施

a超前地質(zhì)預警、預探。隧道在下穿至管線影響范圍前需要暫停施工，并沿掌子面分別向拱頂和兩側(cè)打設長為6 m的超前探水管，用來探測掌子面前方的地質(zhì)情況保活是否有水囊及地層含水量情況，并且每間隔5 m設置一個循環(huán)，用于指導施工。

b區(qū)間正線初支嚴格超前小導管施工；

c提早封閉成環(huán)及時進行初支背后注漿，控制地層沉降；

d每榀打設鎖腳錨桿并全長注漿；

e控制臺階長度;

f在施工過程中，對管線加強監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果要做到解釋反饋。

g初期支護施工后，及時按1∶1水泥漿對背后的空隙進行填充。沿隧道拱部和邊墻布設注漿孔應。環(huán)向間距的設置為：起拱線以上為2.0 m，邊墻為3.0 m；縱向間距：3.0 m，且拱部應有一個注漿孔。將注漿壓力控制在0.3～0.5 MPa范圍內(nèi)。如果在注漿過程中漿液的擴散效果并不能達到理想效果，可通過加密回填管的措施對之進行處理，但是不可以采用提高注漿壓力的方式，這樣可能會造成結(jié)構(gòu)變形。施工過程中，根據(jù)施工沉降監(jiān)測情況，回填注漿在有可能需要反復進行，當開挖和回填注漿發(fā)生矛盾時，應該優(yōu)先進行回填注漿。

h加強洞內(nèi)和地表的監(jiān)控量測工作，根據(jù)沉降觀測進行動態(tài)觀測。理論分析過程中存在的不足要通過現(xiàn)場實測的結(jié)果進行彌補，并及時反饋監(jiān)測結(jié)果，采取相對應的措施確保施工安全。

當監(jiān)測值大于控制值的85%時，應立即采取補救措施。應急注漿措施中漿液均使用超細水泥漿。具體的內(nèi)容如下。

①對掌子面全斷面掛網(wǎng)噴射混凝土封閉、采用2.5 m注漿管對掌子面背后土體進行加固，并增加初期支護背后注漿壓力，控制管線沉降。

②及時和管線產(chǎn)權(quán)單位進行溝通協(xié)商，配合管線產(chǎn)權(quán)單位對管線進行相應的修補或?qū)Я鳌?/p>

③必要時增設徑向補償注漿管進行注漿抬升。

在開挖過程中，如遇到涌砂、涌泥等情況時，應立即停止豎井開挖，及時用砂袋封堵涌砂部位，立即布置鋼筋網(wǎng)噴混凝土封閉掌子面，在施作每一工序時，需及時、準確的對涌砂、涌泥處進行封堵。

4 結(jié) 語

本文對新建地鐵側(cè)穿既有天橋、管線及熱力隧道施工加固工程進行了闡述。論述了采用全斷面注漿加固、超前小導管注漿、超前探水等地層加固措施，主要結(jié)論如下。

(1)地鐵隧道側(cè)穿既有建筑物暗挖作業(yè)過程中，采用全斷面注漿加固、超前小導管注漿、超前探水等技術(shù)措施能夠有效控制施工過程中地層變形和隧道拱頂下沉，能夠滿足工程安全施工要求。

(2)針對不同保護對象，分別采用全斷面注漿加固、超前小導管注漿方法，在地層加固、建筑物穩(wěn)定性維護及止水方面取得良好效果。對類似工程具有一定的借鑒意義和指導作用。