地鐵隧道內低凈空鉆孔灌注樁施工技術研究

譚飛飛

（中鐵隧道集團三處有限公司，廣東 深圳 518052）

1 工程狀況

重慶軌道交通五號線土建5101標工程，里程為DK7+800～DK11+010.446，線路全長3210.446m。其中右線隧道長1152.784m，左線隧道長1158.044m（含長鏈5.260m），總長2310.828m。

2 隧道設計狀況

區間隧道采用曲墻+仰拱的五心圓馬蹄形斷面，其單洞單線洞身段開挖尺寸為7m×6.87m，采用全斷面法開挖支護；襯砌均為復合式襯砌。區間分A型、B型、C型、D型、E型5種斷面襯砌形式，有為Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級圍巖。

園丹區間其中穿越右線YDK8+464.500～YDK8+714.956、左線ZDK8+468.500～ZDK8+706.737回填土區的隧道，隧底采400mm鉆孔灌注樁處理。隧道仰拱下面回填區厚度小于1m采用C20素混凝土換填，仰拱下面回填土區厚度大于1m采用，400mm樁基加固，樁橫向布置4根，縱向樁間距為1.2m。其中右線施工樁基798根，長9932.08m；左線施工樁基652根，長7131.68m。 隧道底部設計見圖1。

圖1 隧道底部樁基橫斷圖

3 設計優化與設備改進

園丹區間樁基設計圖靠邊墻兩排樁距隧道拱頂垂直高度為5.86m，不能滿足普通的鉆孔設備的安裝要求，因此將樁基向隧道中線方向偏移30cm，樁基距拱頂垂直高度為6.2m。同時盡量采用鉆孔設備高度相對低，并在鉆孔設備的頂端鉆機自動預警裝置，防止鉆機與隧道發生碰撞，所產生安全隱患，保證能夠正常施工運行。

自動預警裝置顯示屏的數字會直觀的告知操作司機鉆機頂部與隧道之間的距離，解決了操作司機及指揮人員肉眼觀鉆機頂部與隧道之間距離的誤差。自動預警裝置主要由攝像頭、蜂鳴器、超聲波探頭、控制盒、顯示屏等組成。

4 區間施工總體方案

區間為單洞單線隧道，回填段采用臺階法進行開挖，其余斷面均采用全斷面法進行開挖。區間由起點和終點兩端同步向中間進行施工，小里程端由園博中心站B支通道向大里程端施工，大里程端由丹鶴站1號支通道向小里程端施工，當隧道兩端開挖工作面距離接近15m時，停止一端工作面，由另一端繼續施工貫通。

區間隧道每200m設置一橫向通道連通左右線，后行隧道超過橫向通道30～40m后施工先行隧道仰拱及襯砌，左右線開挖支護施工均通過橫向通道轉至后行隧道進行通行，待先行隧道仰拱施工至橫向通道處后再施工后行隧道仰拱及襯砌，同時左右線開挖支護施工均通過已完成仰拱的先行隧道進行通行。

5 鉆孔灌注樁

5.1 技術參數

區間隧道底位于回填層段時，隧道底設置?400鉆孔灌注樁，樁底嵌巖深度1.5m，同時此處的天然濕度單軸抗壓強度達10.6MPa。每斷面橫向設置4根樁，樁縱向間距1.2m。

5.2 施工工藝流程

施工工藝流程詳見圖2所示。

圖2 鉆孔灌注樁施工工藝流程圖

圖3 鉆孔灌注樁鉆進施工

圖4 鋼筋籠安裝施工

圖5 鋼筋籠驗收標準

5.3 施工方法及要求

（1）施工準備

定位放樣，在破除臨時碾壓過的隧道路面上，測定樁位以及地面標高。如地面標高過高，可以先降地面標高，防止安裝設備時發生設備與隧道頂部干涉。

埋設護筒，護筒直徑較樁徑大10cm，壁厚6mm，長1.5～2.0m，護筒采用挖埋的方法埋設，四周采用粘土回填夯實，護筒頂高出地面不少于0.3m，護筒中心與樁中心偏差不得大于20mm。

鉆機安裝時，注意設備與隧道壁之間發生碰擦，產生安全事故。安裝完成后，檢測鉆機與隧道頂部的距離，同時核對鉆機報警系統顯示器的數字是否一致，調整報警蜂鳴的安全距離。

（2）成孔施工

①旋挖鉆進

在隧道底部位于回填層段中，鉆進速度不能超過1m/min；在巖層中的鉆進速度0.3～0.5 m/min之間，如果速度過大，鉆機會發生上下跳動，此時及時降低鉆速使之平穩。

及時觀測配備的導向裝置，控制鉆孔的垂直度，使之在允許范圍內。鉆進過程中若發生斜孔、彎孔、縮徑、塌孔或沿護筒周圍冒漿以及地面沉陷等情況，立即停止鉆進，采取措施處理，待孔壁穩定后再鉆。

②清孔

當電腦上的深度顯示值鉆進深度達到設計深度后，采用旋挖斗清孔，原位多次旋轉渣斗，利用斗齒將樁底清平底，使孔底的沉渣旋入斗內，并清除。

清渣完成后，用測儀器繩設備檢測孔4個方向，如果測量深度4個方向一致，說明樁孔合格，否則再次進行作業，直到完全合格。

對孔深、孔位、垂直度、樁位偏差的檢查，當各項指標均滿足要求后，通知監理進行驗收，驗收合格后吊放鋼筋籠。

（3）鋼筋籠制作吊裝

①鋼筋籠集中制作，采用每節3m為基本長度，另一節根據孔樁的深度進行調節，滿足施工需要。

②采用鋼筋籠外焊T型+泡沫墊塊的方法，滿足鋼筋籠的主筋與樁孔壁之間距離設計要求。

③鋼筋主筋采用直螺紋鋼套筒連接，35d范圍內接頭數不得超過鋼筋總數的一半，鋼筋籠長度露出樁頂高度不小于30d。

④鋼筋籠加強箍設置三角形內撐，防止吊運時扭轉、彎曲，吊裝時隨鋼筋籠下放割除，以免影響導管上下。

⑤鋼筋籠抓吊放時，注意鉆機頂部報警器是否有發出警報聲音。如有及時停止作業，檢查并處理危險事故源。對準孔位，待鋼筋籠平穩后，由專人扶著緩慢下沉，避免碰撞孔壁。

水下混凝土灌注前復測沉碴厚度，沉碴厚度不大于10cm，如超過規定值時用導管進行二次清孔，驗收合格后立即進行水下混凝土灌注，其間歇時間不宜超過4h。

⑥混凝土灌注

成孔后樁孔內灌入3～5m清水，樁身采用C30水下混凝土灌注法施工。混凝土灌注采用導管灌注，灌注時混凝土輸送車直接卸入料斗內灌注。

為保證孔壁的完好性，在成孔后3～4h內下完鋼筋籠，并開始灌筑混凝土。成孔需要一次完成，成孔完畢至灌注混凝土的最長時間不能大于24h。

5.4 檢查驗收

表1 鉆孔樁成孔質量標準

表2 混凝土灌注質量標準

5.5 鉆機移動

鉆機在隧道內移動時，先將設備朝隧道中線方向平移，再做縱向移動。

由于隧道內空間狹小，司機操作移動時，除觀察顯示屏，還要聽從指揮人的口令和自動預警裝置的預警蜂鳴聲。這樣才會降低樁機頂部與隧道碰撞的可能性，確保鉆機安全施工。