大斷面地鐵暗挖車(chē)站雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工技術(shù)

何 偉

1 總體施工方案

該車(chē)站位于深圳市一丘陵地區(qū)，呈東西走向，設(shè)計(jì)為局部暗挖、局部明挖的10 m寬島式站臺(tái)車(chē)站，車(chē)站總長(zhǎng)153.8 m，其中暗挖段105.5 m，寬20 m，最大開(kāi)挖斷面面積411.7 m3，采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，明挖段施工完后開(kāi)始進(jìn)洞，洞口采用超前大管棚支護(hù)作為輔助進(jìn)洞措施，初期支護(hù)采用型鋼鋼架支護(hù)，噴射混凝土采用濕噴工藝，二次襯砌采用整體鋼模型襯砌臺(tái)架分層澆筑施工。

2 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工

2.1 大管棚施工

明暗交接處覆土深度僅4 m，埋深淺，巖層差，為覆蓋土，進(jìn)洞安全威脅較大，為確保洞口安全，采用超前大管棚進(jìn)行輔助支護(hù)。

2.1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

管棚規(guī)格:外徑159 mm，壁厚8 mm的無(wú)縫鋼管;

管距:環(huán)向間距40 cm。

傾角:外插角1°～3°，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整;

注漿材料:M20水泥漿或水泥砂漿;

設(shè)置范圍:拱部及邊墻上部;

長(zhǎng)度:單節(jié)長(zhǎng)度為8 m和11 m，單根總長(zhǎng)30 m。

2.1.2 施工工藝

管棚施工工藝流程:

施工導(dǎo)向墻→管棚鉆機(jī)就位→鉆進(jìn)→安裝第8 m管棚體→鉆桿退回→接11 m管棚→繼續(xù)頂進(jìn)安裝至設(shè)計(jì)長(zhǎng)度→下一根11 m管棚鉆進(jìn)→固定管棚→注漿。

2.2 洞身開(kāi)挖

由于斷面施工面積大，跨度大，分為9部施工，每層采用雙側(cè)壁法施工，每部采用上下臺(tái)階法施工。

施工順序?yàn)?①→②→③→④→⑤→⑥→⑦→⑧→⑨，側(cè)導(dǎo)洞分上下兩個(gè)臺(tái)階，上臺(tái)階土方采用人工配合小型機(jī)具開(kāi)挖，并直接翻入下臺(tái)階，采用翻斗車(chē)外運(yùn)，在分部開(kāi)挖過(guò)程中采用臨時(shí)中隔墻臨時(shí)成環(huán)。中洞開(kāi)挖作業(yè)方式同側(cè)洞，并及時(shí)架設(shè)拱部拱架，使之與兩側(cè)洞及時(shí)連接成環(huán)，施工過(guò)程中初期支護(hù)采用C20的噴射混凝土+φ8的鋼筋網(wǎng)+R25的中空注漿錨桿+Ⅰ25a的型鋼拱架組合進(jìn)行支護(hù)。

具體施工順序見(jiàn)圖1。

圖1 洞身開(kāi)挖施工順序

2.3 注漿錨桿施工

2.3.1 錨桿施工

錨管采用φ42無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)度為3 m，管前端加工成尖錐狀，尾部加工螺紋以便連接閘閥，管壁按梅花形布置小孔，間隔為15 cm，眼孔直徑8 mm，尾部置于鋼架腹部并與鋼架焊接，以增加共同支護(hù)能力，管尾外側(cè)纏麻筋呈楔形與鉆孔口間隙塞緊，防注漿時(shí)漿液外流。用鑿巖風(fēng)鉆頂進(jìn)錨管，偏差小于5 cm，插入長(zhǎng)度不小于管長(zhǎng)的90%。

錨管構(gòu)造如圖2所示。

2.3.2 錨桿注漿

采用水泥水玻璃雙液注漿，注漿前，錨管與開(kāi)挖面連接處噴初支厚度的止?jié){墻，防注漿時(shí)跑漿，施工后及時(shí)噴射初噴混凝土封閉工作面，以防漏漿。注漿壓力為0.5 MPa～1.0 MPa，在孔口設(shè)置止?jié){塞，注漿時(shí)先注無(wú)水孔，后注有水孔，如遇竄漿或跑漿，則間隔一孔或幾孔注漿。完成后檢驗(yàn)注漿效果，不合格者進(jìn)行補(bǔ)注。注漿達(dá)到需要強(qiáng)度后方可進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)。

圖2 錨管構(gòu)造圖（單位：mm）

注漿參數(shù)如下:

1)水泥采用普通42.5 水泥;水灰比采用2∶1～1∶1。

2)水玻璃濃度30 Be'～35 Be'，模數(shù)2.8～3.4;水泥漿與水玻璃體積比為1∶1～1∶0.3。

3)凝膠時(shí)間根據(jù)需要在2 min～30 min之間，根據(jù)初步選定的配合比，測(cè)定凝膠時(shí)間，直到滿(mǎn)足凝膠時(shí)間的要求，確定施工配合比。

4)初始注漿壓力 0.5 MPa，注漿終止壓力 0.5 MPa～1.0 MPa;漿液擴(kuò)散半徑0.2 m～0.3 m。

2.4 型鋼鋼架支護(hù)及濕噴混凝土施工

型鋼鋼架在加工棚設(shè)置的1∶1樣臺(tái)上，采用冷彎分段制作，按單元試拼后，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。鋼架是初期主要受力結(jié)構(gòu)，是開(kāi)挖過(guò)程中的安全保障，制作和安裝嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行施工。

噴射混凝土采用潮噴工藝，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比配料、拌和，混合料裝入噴射機(jī)前過(guò)篩。噴射作業(yè)應(yīng)分段、分片、自下而上、先墻后拱順序?qū)嵤慷伍L(zhǎng)度不宜超過(guò)6 m。噴射作業(yè)時(shí)，噴嘴垂直受?chē)娒孀龇磸?fù)緩慢螺旋形運(yùn)動(dòng)，螺旋直徑約20 cm～30 cm，同時(shí)與受?chē)娒姹３忠欢ǖ木嚯x，一般可取0.8 m～1.0 m。由于受?chē)娒姹讳摻罹W(wǎng)或格柵鋼架覆蓋，將噴頭稍加傾斜，但不小于70°，以保證混凝土噴射密實(shí)，保證鋼支撐背面填滿(mǎn)混凝土，粘結(jié)良好。噴混凝土分二次施噴完成，第一層鋼筋網(wǎng)安裝后進(jìn)行第一次噴射混凝土施工，待第二層鋼筋網(wǎng)安裝好后再?gòu)?fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。后一層在前一層混凝土終凝后進(jìn)行，若終凝1 h后再?lài)娚鋾r(shí)，先用水清洗噴層面。

2.5 車(chē)站主體工程施工

車(chē)站主體施工中拆除臨時(shí)鋼架按照以下施工順序拆除并施工主體結(jié)構(gòu):

1)中部底板、柱、中板施工，在中梁上設(shè)置臨時(shí)豎撐，拆除底層臨時(shí)鋼架。2)側(cè)墻及兩側(cè)底板、中板施工，設(shè)置臨時(shí)豎撐，拆除中層臨時(shí)橫撐。3)中柱及中部站廳層底板施工，設(shè)置臨時(shí)豎撐并拆除中層臨時(shí)鋼架。4)側(cè)墻及站廳層兩側(cè)底板施工，設(shè)置臨時(shí)豎撐并拆除頂層臨時(shí)橫撐。5)站廳層側(cè)墻及部分拱部施工拆除頂層臨時(shí)鋼架，拱頂二次襯砌模筑施工及內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工。

3 施工中控制要點(diǎn)

3.1 施工監(jiān)測(cè)

施工監(jiān)測(cè)作為工程施工中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，可以及時(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)工程中所出現(xiàn)的各種情況，并及時(shí)采取相應(yīng)的應(yīng)急處理措施。同時(shí)，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)分析，可以預(yù)知工程未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，并采取積極的預(yù)防措施，提前做好應(yīng)急處理準(zhǔn)備，進(jìn)而使整個(gè)工程施工完全處于信息化管理之中，確保工程施工安全和工程的順利進(jìn)行。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求及工程實(shí)際情況，車(chē)站暗挖段隧道的施工監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有:洞內(nèi)觀(guān)察、地表沉降、臨近地下管線(xiàn)和建筑物沉降及變形、隧道拱頂沉降、隧道凈空變形和鋼拱架應(yīng)力等。

3.2 隧道開(kāi)挖

1)左右導(dǎo)洞開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺小于1 m為宜，中導(dǎo)洞的拱部、仰拱的掘進(jìn)、初期支護(hù)循環(huán)進(jìn)尺1.5 m～2.0 m為宜，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況確定各步距以形成平行作業(yè)、減少干擾為原則。掘進(jìn)時(shí)由開(kāi)挖面向后依次開(kāi)挖，形成平行作業(yè)。各部的間距5 m為宜。

2)左右導(dǎo)洞作業(yè)相對(duì)獨(dú)立，施工作業(yè)對(duì)土體的擾動(dòng)對(duì)稱(chēng)實(shí)施過(guò)程中根據(jù)監(jiān)控量測(cè)的信息反饋，及時(shí)對(duì)左右導(dǎo)洞的步距進(jìn)行調(diào)整。中導(dǎo)洞與左右導(dǎo)洞之間步距以不影響左右導(dǎo)洞的開(kāi)挖為宜，其拱部掘進(jìn)應(yīng)在左右導(dǎo)洞的仰拱封閉成環(huán)后進(jìn)行。

3)兩側(cè)導(dǎo)洞施工要十分重視保護(hù)圍巖，隧道左右兩側(cè)導(dǎo)坑交錯(cuò)開(kāi)挖前進(jìn)，嚴(yán)禁同時(shí)開(kāi)挖;開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行混凝土初噴，當(dāng)初期支護(hù)設(shè)計(jì)為兩層鋼筋網(wǎng)時(shí)，噴射混凝土須分層施工，以使其密實(shí)。

3.3 臨時(shí)支撐鋼架

臨時(shí)支撐鋼架系統(tǒng)是開(kāi)挖過(guò)程中主要受力構(gòu)件，要嚴(yán)格控制臨時(shí)支撐鋼構(gòu)件的施工質(zhì)量，尤其是焊接連接質(zhì)量，是受力的薄弱點(diǎn)。初期支護(hù)全環(huán)封閉后，圍巖變形已基本穩(wěn)定，依據(jù)圍巖量測(cè)結(jié)果(每天變形量小于0.5 mm)，臨時(shí)支撐可拆除。

4 結(jié)語(yǔ)

采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，將大斷面隧道開(kāi)挖分成9個(gè)小斷面開(kāi)挖，解決了開(kāi)挖過(guò)程中沉降問(wèn)題。施工中做到“短進(jìn)尺、早支護(hù)、勤量測(cè)、速反饋”，保證了結(jié)構(gòu)安全，成功解決了地鐵大斷面暗挖車(chē)站工期緊張、工藝復(fù)雜、地表沉降控制等難題。施工中采用的跟管法大管棚方向性較好，是保證洞口安全的有效輔助措施，同時(shí)，施工監(jiān)測(cè)在施工過(guò)程中起到了很好的指導(dǎo)和預(yù)警作用，對(duì)以后城市地鐵大斷面暗挖車(chē)站和軟弱圍巖的洞口施工有很好的借鑒作用。

[1]苗潤(rùn)前.城市地鐵大斷面隧道中洞法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工技術(shù)[J].科技與經(jīng)濟(jì)，2006(2):98-99.

[2]梁曉東.地鐵淺埋暗挖隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工技術(shù)[J].建設(shè)信息，2006(8):50-51.