清除廢棄地鐵橫通道微擾動成槽工藝研究

吳彩升

摘要：針對既有地鐵遺留橫通道隧道結構的特點，采用雙輪銑槽機研磨、切割工藝方式可實現清障和地下連續墻成槽的統一。該工藝利用雙輪銑槽機功率大、銑輪研磨、切割能力強的特征，實現清障與成槽施工同步，銑輪研磨、切割過程易控且對隧道結構擾動低，社會經濟效益顯著，值得推廣。

關鍵詞：地鐵橫通道；微擾動；雙輪銑槽機；清障

1.引言

地鐵已經成為促進城市經濟發展，緩解交通擁堵的重要選擇。為了加快施工速度，常常在區間隧道中間設置豎井，以增加礦山法施工工作面[1]，同時作為出渣口，但在區間隧道中間設置豎井會影響交通干道的運營。為了不影響交通干道的正常運營，通常做法是選擇瀕臨區間隧道的旁邊場地作為豎井場地，然后在實際豎井與區間隧道之間設置垂直或斜交地鐵的橫通道，實現不占用交通干道、增加兩個工作面、開挖速度增加一倍、工期縮短一半的目的，等區間隧道施工結束后，豎井、橫通道充填封閉后廢棄[2]。

當開發利用瀕臨地鐵區間隧道場地的地下空間時，地鐵遺留橫通道的頂板、底板和側墻成為場地內施工基坑支護結構——地下連續墻時的障礙物，需要清除單元槽段范圍內的橫通道。常規清除遺留橫通道的施工方法有沖擊鉆法、全套管全回轉法[3]：沖擊鉆法具有施工成本低的優勢，但工效低，槽壁垂直度無法保證，振動對隧道襯砌影響大而無法選用；全套管全回轉法具有清障徹底的優勢，但清障后的槽壁寬度大于地下連續墻設計寬度，清障后需水泥土或素混凝土回填，然后進行地下連續墻成槽施工[4]，浪費資源，而且工期長，綜合成本高[5]。

作者以江蘇省南京市瀕臨地鐵2號線某基坑支護工程為例，采用雙輪銑槽機研磨、切割工藝方式，安全、高效地實現清障和地下連續墻成槽的統一，供同行在類似工程中參考。

2.場地巖土體特征

基坑位于南京市玄武區，基坑總延長370m，面積7350m2。工程設計標高±0.00=+11.35m，場地自然地坪+10.50m～+13.00m，設3層地下車庫，地下車庫底板底埋深18.50m（±0.00設計標高下），基坑開挖深度14.9m～ 17.0m，局部開挖深度15.7m～18.5m。

場地巖土分層、巖土體物理力學性質特征：

雜填土1：雜色，松散，由碎石、碎磚及建筑垃圾等組成，以粉質黏土充填，硬質含量約60%，填齡大于10年，場地內普遍分布。

淤泥質素填土1a：灰黑色，軟塑—流塑，由水塘淤積后經人工回填擠壓形成，有腥臭味，含少量腐殖物，填齡大于10年，場地內零星分布。

粉質黏土3：褐黃色，硬塑，局部可塑，含鐵錳結核，稍有光澤，無搖震反應，干強度中等，韌性中等，場地內普遍分布。

粉質黏土3a：褐黃色，可塑，含鐵錳結核，稍有光澤，無搖震反應，干強度中等，韌性中等。場地內局部分布。

強風化閃長玢巖5-1：棕黃色、灰黃色，裂隙發育，組織結構大部分破壞，巖體風化強烈，巖芯呈密實砂土狀及短柱狀，遇水易軟化，屬極軟巖，巖石基本質量等級為V級，場地內普遍分布。

中風化閃長玢巖5-2：灰黃色、灰色，巖體呈塊狀構造，巖芯碎塊狀、短柱狀，風化裂隙較發育，浸遇水易軟化，多屬軟巖—較軟巖，巖體破碎，巖體基本質量等級為Ⅴ級，場地內普遍分布。

中風化閃長玢巖5-2a：青灰色、灰色，巖體呈塊狀構造，巖芯呈柱狀、短柱狀，風化裂隙發育，浸水易軟化；多屬軟巖—較軟巖，巖體較完整，巖體基本質量等級為IV級，場地內普遍分布（表1）。

3.施工難點

西側瀕臨地鐵，基坑支護形式采用地下連續墻[6]。地下連續墻迎土面側距離地鐵最外襯砌12.514m，總共17幅（圖2），厚1m，深度-22.75m，嵌入中風化閃長玢巖7m。

場地西南角有地鐵遺留橫通道及豎井。橫通道混凝土強度C25，通道最大鋼筋為HRB335φ22，存在超前支護HRB335φ25中空錨桿，頂板厚度50cm，底板厚100cm，側壁厚度30cm。橫通道頂部標高-9.944m，底標高約-16.394m，高6.45m。橫通道上部2m采用C15素混凝土回填，下部半充填灰色流塑狀淤泥質素填土（圖3）。

由圖2、圖3可知：安全、高效清除影響基坑西側從南至北編號為B1-2、B2-2的2幅地下連續墻的地鐵遺留橫通道是該基坑工程的難點和重點[7]。

4.解決措施

針對沖擊鉆法、全套管全回轉法清除地鐵遺留橫通道的問題，作者采用雙輪銑槽機研磨、切割工藝方式實現清障和地下連續墻成槽的統一，施工要點如下：

4.1在確定清障單元槽段時，參照以下兩個原則：適當從地鐵遺留橫通道側墻向兩邊延伸；雙輪銑槽機研磨、切割時，地鐵遺留橫通道側墻位于兩只銑輪間，確保受力均勻，保證槽壁垂直度[8]（圖4）。

4.2清除地鐵遺留橫通道時，不密實回填物的流動導致隔離地鐵隧道與地鐵遺留橫通道之間的封堵墻所受抗力不夠，引起封堵墻滑動，影響隧道襯砌穩定性[9]，因此，清障前向地鐵遺留橫通道注水泥漿，以穩定其結構整體性和隧道內密實性，增加封堵墻所受抗力[10]。另外，可以防止清障時泥漿、灌注時混凝土向橫通道位移[11]。

4.3地鐵遺留橫通道頂板上覆土用液壓抓斗成槽機挖除。

4.4清障時，按一期單元槽段和二期單元槽段先后順序施工，一期單元槽段地下連續墻施工結束后，再施工二期單元槽段地下連續墻。一期、二期單元槽段之間用鎖口管接頭、工字形型鋼接頭、套銑接頭。

4.5清障時，每隔3h～5h把銑輪提到單元槽段外，查看鋼筋是否纏繞到銑輪上；每隔0.5h～1h觀察泥漿排放情況，觀察泥漿管阻塞情況。

具體實施時，鑒于施工橫通道時存在超前支護HRB335φ25中空錨桿，清障長度按3幅地下連續墻考慮，即B1-2、B2-2、B1-1。清障前，在地下連續墻迎土面側布置注漿孔3個，注漿孔離槽壁20cm，孔徑9.1cm，鉆至橫通道底板頂后進行注漿，水泥漿的水灰比取0.5～0.6，泵壓0.5MPa～1.2MPa，注至孔口冒漿為止，讓橫通道孔隙內充滿水泥漿。在返漿后停止注漿，3h后再次注漿直至孔口返漿結束注漿。24h后，固結體無側限抗壓強度≥100kPa后，先用液壓抓斗成槽機挖除橫通道覆土，然后進行清障成槽到設計深度。清障時，先施工B1-1，然后施工B1-2、B2-2；一個單元槽段范圍內，采用一槽三銑法，先施工兩側的兩刀，然后施工中間一刀；橫通道側墻位于兩只銑輪間，確保受力均勻，保證槽壁垂直度。

5.結語

5.1用雙輪銑槽法清除橫通道的效率比全套管全回轉法清除橫通道的效率提高一倍，節約一半工期，且不需要水泥土或素混凝土回填，節約材料，降低清障成本。

5.2清障時，對周邊諸如地鐵等敏感建筑物沒有不良影響。清障時，對地鐵沒有任何影響。

參考文獻：

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