地鐵隧道長管棚施工相關技術研究

李偉

摘? 要：該路段的路線主要位于紅旗街的南北兩側。該路線從公濱路站出發，然后沿北前進，經過紅旗街高架橋和哈爾濱工業大學香坊筒子樓，接著穿越下方人防通道，繼而到達珠江路站，采用倒掛井壁法進行豎井施工。根據物探資料，高層建筑為地面17層，地下1層，樁基礎，樁徑600mm，樁長大于16.8m，框架結構;南側及北側多層建筑均為地面7層，地下1層，為磚混結構。

關鍵詞：南北敷設? 倒掛井壁法施工? 磚混結構? 樁基礎

中圖分類號：TU94? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2021）06（c）-0020-04

Abstract： The route of this section is mainly located on the north and south sides of Hongqi Street. The route starts from Gongbin Road Station， then goes north， passes through Hongqi Street Viaduct and Xiangfang Tongzilou of Harbin Institute of Technology， then crosses the civil air defense channel below， and then reaches Zhujiang Road Station. The shaft construction is carried out by upside down shaft wall method. According to geophysical data， the high-rise building has 17 floors on the ground and 1 floor underground， with pile foundation， pile diameter of 600mm， pile length of more than 16.8m and frame structure; The south and north multi-storey buildings have 7 floors on the ground and 1 floor underground， which are brick concrete structures.

Key Words： North-south laying; Upside-down shaft wall method construction; Brick-concrete structure; Pile foundation

1? 工程概況

哈爾濱市位于我國東北部，黑龍江省西南部，處于東北亞中心區域，哈爾濱市區的地域較平緩，哈爾濱的東部屬于丘陵地帶，它的東南地勢較高，西北地勢較低，東南高、西北低這樣就形成一種傾斜角度，哈爾濱市的平均海拔高度大概為151m。哈爾濱市區地理位置處于松花江形成的三級階地上：第一級階地海拔為132～140m，地勢平緩;第二級階地海拔為145～175m，由第一級階地演化而來，沒有較大界限，這部分地區長期受流水侵蝕，地勢低洼，土地濕潤;第三級階地海拔為180～200m，主要為山地地區。施工場場地形平坦，標高在141.90～144.30m。

2? 管棚斷面支護設計參數

該施工場位于區段在穿越哈爾濱工業大學家屬院香坊筒子樓及其南北附近建筑時需設置管棚工作室，其設置點如表1所示。

大管棚分為兩段施工，施工方法采用水平定向的施工工藝和根管鉆孔的施工方法[1]。左DK19+451.507～ 左DK19+460.423處管棚工作室開始打設第一段53m管棚，左DK19+400～左DK19+408.450開始打設第二段50m管棚，第一段管棚與第二段管棚搭接長度3m。在施工的過程中會因工程原因而產生向下扭曲變形，例如，會出現土體塌陷及鉆桿自身重力等原因。因此管棚上仰角度往往根據地質情況、管棚直徑、鉆機選型和其他相似工程經驗來確定，通過這些因素的影響下，考慮仰角度的度數選取一般往往取為5°。

管棚工作室斷面初始支護的格柵鋼架縱向間距按照管棚工作室變更圖紙執行的，在從標準斷面過渡到擴大斷面位置，是通過兩榀格柵鋼架進行過渡處理的，詳見圖1至圖5。這種施工的開挖方法采取上下臺階法工藝，在施工的過程中上臺階核心土留置大小以滿足施工管棚場地為準，上下臺階之間應該按照要求設置臨時的仰拱;在上臺階擴大斷面的施工中，對于間隙的處理采用同等級的素混凝土二襯一起進行澆筑?，F場的施工工藝按照區間施工專項方案進行施工[2]。在施工過程中也要對施工部位進行監測，所以在施工中按照監測方案要求對地面及筒子樓進行相應的監測。監測的數據實時地反應，對施工過程進行相應的指導，及時發現存在的隱患，及時處理防止工程事故的發生。發揮監測的功能，讓施工更加安全、可靠、合理，保證施工穩步推進[3]。

施工的地理位置是側穿哈工大家屬院香坊筒子樓，其風險設計范圍內和其他支護參數按設計進行施工，保證其安全可靠。

管棚上臺階處需設置一處由C25混凝土澆筑而成的長80cm，厚70cm的導向墻，導向管采用Φ140鋼管，每根鋼管長為0.8m，厚為4mm。

拱部及邊墻在前期的支護施工時需鋪設長度為0.8m的φ42注漿鋼管，設置相應的間隔為：環向的起拱線為2m，邊墻為3m，縱向為3m;依梅花形狀進行布置。管棚工作室首先閉合成環形，待變形趨于穩定后，在用水泥砂漿進行壓實固定，注漿小導管末端應與格柵鋼架焊接。注漿工藝同標準段施工工藝[4]。

3? 大管棚施工工藝

大管棚施工的主要工序包括第一搭建平臺、然后安裝鉆機、開始鉆孔、清潔鉆孔、檢查鉆孔、鋼管就位、1∶0.5水泥漿注漿、清潔鉆孔、水泥砂漿（M30）填充等。

3.1 施工準備

（1）上臺階位置平整潛孔鉆車停放場地。

（2）然后對大管棚孔位從左向右順次進行孔位編號，要確保編號的正確性。

（3）要確保潛孔鉆車的穩定性，還要保證鉆孔的質量，確保鉆機在工作時保證鉆機的穩定，一定不能使其發生較大位移[5]。

（4）鉆機定位：首先要求鉆機平行于已設置的預埋導管的方向，并且必須準確檢查鉆機的位置，并在施工現場放線隧道的中心線作為控制鉆機定位線。鉆桿設置的角度由水平儀來進行確認，水平儀是由吊線和鉆桿導向裝置共同控制的，如果不能一次性確定鉆桿，就需要多次調整至鉆桿的軸線與孔口管的軸線相吻合為止。鉆機的定位一定要確保準確，這是至關重要的一個步驟。

3.1.2 鉆孔

（1）在鉆孔前要做一些準備，首先要求鉆機的質量必須達到標準施工的要求，在機械運作的時候必須要保證機械的正常運行;在開始施工鉆井的時候，若遇到不良地質、例如遇到易沉陷土壤的時候則需要添加水泥砂漿以用來加固墻體，這樣能保證鉆孔進行正常的施工;例如在遇到成孔困難的情況下，就可以在鋼管前段做加固措施如焊接鋼管，添加套筒等這些方法進行處理。保證施工進度按照時間進度穩步推行的。

（2）鉆機安裝到位后，在鉆孔的時候首先要根據預先測量和放樣的位置進行鉆孔，頂緊掌子面以用來提高鉆孔的精度，并由現場的相關技術人員進行檢查鉆桿的角度、相應的位置。這樣剛開始的時候首先以低速啟動鉆機，以確保鉆機正常工作。鉆孔深度達到6m并且鉆機穩定后，將其慢慢加載到正常的鉆孔速度。在施工的鉆孔過程中，應根據相應的工程實際情況來不斷調整鉆機的位置和方向，來確保鉆孔的質量。

（3）將鉆桿的第一部分鉆入導向壁后，當剩余20～30cm的時候，這個時候要停止鉆孔。需要利用2個管扳手手動夾緊鉆桿，以緩慢逆向旋轉鉆頭，然后慢慢松開鉆桿。使鉆機將沿著導軌返回到原先位置，接著手動安裝鉆桿的第二部分，并在鉆桿的前端安裝套筒，以方便連接。緩慢移動鉆機以到達第一個鉆孔的后部，與鉆孔對齊之后再進行整體的連接。

（4）在更換鉆桿的時候，要注意檢查鉆桿是否鉛直。完整，中心氣孔是否暢通等情況，如果不符合施工的要求，應該進行相應的更換，以保證正常工作。

（5）鉆桿在工作過程中可能在力的相互作用下發生上下振動的情況，從而導致鉆桿發生彎曲或傾斜等意外情況。因此在鉆孔時應將扶直器固定在鉆桿上，使其隨著鉆桿移動，以保證鉆桿的平直[6]。

4? 結語

根據實際情況確定了管棚工作室斷面支護設計的相關參數，確定根管鉆孔的方法、管棚的仰角、開挖的方法等施工要點。研究了大管棚施工工藝，大概分為：搭建平臺、安裝鉆機、開始鉆孔、清潔鉆孔等。還要注意使鉆機位置平行于已設置的預埋導管，并按照事先測量放樣的點位進行鉆孔，不得隨意鉆孔。

參考文獻

[1] 邢宇祺.淺埋軟弱圍巖暗挖隧道超前變形規律及控制模型試驗研究[D].北京：北京交通大學，2019.

[2] 劉文彬，任大勇.隧道穿越淺埋段溝谷長管棚注漿加固施工技術[J].煤炭工程，2018，50（10）：30-32.

[3] 熊熊，軟弱圍巖隧道長管棚超前支護施工技術探討[J].四川建材， 2018， 44 （6） ：108-109.

[4] 李明元.蘭州地鐵2號線出入場線段暗挖隧道施工穩定性研究[D].西安：西安建筑科技大學，2019.

[5] 李兆平，史磊磊.北京地區暗挖地鐵車站結構設計方法研究進展綜述[J].隧道與地下工程災害防治，2019，1（3）：14-21.

[6] 鄧一，沙鵬，練浩，等.層狀巖體隧道CRD法施工工序數值模擬研究[J].公路，2020（4）：377-382.