軌道交通暗挖區間豎井馬頭門施工技術探討

湯維維

摘 要：城際軌道交通工程暗挖區間豎井馬頭門部位受力復雜，當地層巖體松散破碎，且地表水補給充足，基巖裂隙水水量較豐富時，施工過程中容易造成巖體沉降。文章就豎井馬頭門施工過程中采用雙排超前小導管注漿并配合連立多榀加強格柵等輔助施工方法加固馬頭門處巖體，避免馬頭門開挖過程中地層沉降的施工工藝、技術參數進行詳細分析介紹，以期能給后來者提供參考和幫助。

關鍵詞：馬頭門；沉降；小導管注漿；施工工藝

1 工程概況

青島城際軌道交通工程苗嶺路站～會展中心站區間線路位于深圳路和云嶺路之間，沿苗嶺路下方敷設，本區間臨時施工豎井位于苗嶺路與秦嶺路交匯處西北側，施工豎井內凈空為5m×9m，豎井深度為25.4m，臨時橫通道內凈寬為5.5m。豎井采用錨噴支護結構，所處地層由上至下分別為：雜填土、強風化、中風化和微風化層。其中，馬頭門所處地層巖體由于受構造影響有砂土狀碎裂巖、塊狀碎裂巖及糜棱巖，構造節理及風化裂隙較發育，多為高角度節理。基巖裂隙水主要以構造裂隙水為主，呈帶狀、脈狀產出，無統一水面，整體上構造裂隙水較發育，在開挖過程中有滲流乃至小型噴涌狀滲出的情況。

2 馬頭門施工方案設計

2.1 施工方案

鑒于該馬頭門所處地層構造裂隙水較發育，馬頭門開挖前采用拱部雙排超期小導管注漿止水。豎井開挖至馬頭門拱部高程以上0.3米，做完豎井初支后，對馬頭門拱頂輪廓線進行放樣，并標記出超前小導管孔位。超前小導管長6m，孔位布設于馬頭門拱頂120°范圍內，雙層布置，環向間距40cm，層間距20cm。超前小導管打設完成并注漿后，豎井開挖支護至馬頭門拱部以下，破除豎井初支格柵，并開挖馬頭門拱部，進行初期支護，依次序開挖支護2～3m后，豎井繼續向下施工至底板完成，開挖馬頭門下部并支護。

2.2 施工工藝

施工工藝流程見圖1：

圖1

2.2.1 打設超前小導管并注漿

小導管采用φ42、壁厚3.5mm熱軋無縫鋼管制作，長度為6m。為達到注漿時加固周圍巖體和止水目的，沿管身鉆設φ6滲漿孔，孔縱向間距30cm，環向均布3排，梅花型布置。沿馬頭門拱部外輪廓線，依次按照標記的孔位將小導管打入地層，小導管縱向外插角度控制在10°～15°。小導管布設見圖2。導管安裝完畢后，進行注漿作業，注漿壓力控制為0.5～1.0MPa，注漿過程中采用隔孔注漿，并在孔口處設置止漿塞。注漿材料選用1：1水泥漿。注漿時當壓力達到注漿終壓，且注漿量達到設計注漿量80%以上時，可結束單孔注漿。

2.2.2 豎井向下施工至馬頭門拱腳

超前小導管施工完畢后，按照豎井施工設計向下開挖并支護至馬頭門拱腳處。考慮到馬頭門開挖時將會對該深度范圍內巖體造成二次擾動，因此此段范圍豎井開挖時應盡量減小對周圍巖體的干擾波動。

2.2.3 馬頭門拱部開挖及支護

馬頭門開挖采用上下兩臺階法分部開挖（見圖3）。馬頭門拱部開挖前，按照設計在豎井壁上畫出馬頭門輪廓線，破除馬頭門上臺階（豎井井壁）混凝土，切斷馬頭門拱部的豎井支護格柵，架立拱部鋼格柵，噴射混凝土封閉開挖面。清理鋼格柵兩邊腳，噴射混凝土封閉，與拱部和邊墻的鋼格柵及噴射混凝土形成聯合初期支護。再向前繼續開挖馬頭門拱部，進深1米，連立三榀加強格柵，依此循環，直至上臺階進尺達3米。為保證馬頭門開挖過程中的穩定和安全，馬頭門兩側豎向連接筋各增設4根，作為馬頭門的加強暗柱，格柵鋼筋與被割斷的豎井水平鋼格柵焊接成一體，共同受力。且在拱腳處各打設2根鎖腳錨桿。

2.2.4 豎井向下施工至底板完成

馬頭門拱部向前進尺2～3m后，繼續向下施做豎井結構至設計標高，封閉豎井底板。再破除馬頭門下部的豎井壁水平格柵，支立馬頭門邊墻和底部格柵，噴射混凝土。

2.2.5 馬頭門下部開挖及支護

為減少對周圍巖體的擾動，馬頭門下部開挖時一次開挖進尺控制在0.5m以內，開挖時采用松動爆破開挖，下部中槽開挖后，兩側邊墻交錯開挖，每次錯開不小于3榀格柵，待一邊邊墻格柵安裝完畢噴射混凝土結束并達到一定強度后，方可開挖另一側邊墻。為防止圍巖失穩，嚴禁同一榀格柵兩側拱腳同時懸空。馬頭門下部邊墻開挖并支護完成后，及時施做底部仰拱格柵，以達到開挖后支護措施及早封閉成環的目的。

3 馬頭門監控量測

馬頭門在施工過程中監測的項目為地表沉降、馬頭門拱頂沉降及凈空收斂。在馬頭門施工時，加強對以上監測項目的測量頻率，對監測結果進行及時詳盡的分析。監測結果表明，在馬頭門及相應范圍內豎井施工過程中，按上述施工方案施工達到了設計預期的要求。

4 施工注意要點

4.1 馬頭門施工完成后應盡快進行隧道初期支護的施工，使馬頭門格柵與隧道格柵焊接，形成整體，共同受力。

4.2 加工成型的鋼筋格柵在運輸、安裝時應采取措施，防止鋼筋格柵變形，裝卸中禁止拋摔。

4.3 馬頭門格柵支立時拱腳應與豎井壁暗柱焊接，馬頭門位置拱部格柵應密排多榀格柵，必要時設置臨時仰拱，暫時封閉成環，防止馬頭門結構變形，增強洞口的穩定性和安全性。

4.4 對于馬頭門施工時有地下水存在，特別是在土層和不穩定巖體中，容易造成失穩，不但無法施工，而且影響安全，因此必須采取降水或止水措施。

4.5 馬頭門施工過程中應加強對地表下沉、馬頭門結構拱頂下沉的監控量測，適當增加測量頻率，發現異常時應及時采取措施，預防突發事故的發生。

5 結束語

（1）在馬頭門施工過程中，加強對地表沉降、拱頂沉降和洞內水平收斂的監控量測，并對量測結果的反饋及時進行支護措施的調整，能有效保證區間馬頭門的順利施工。（2）在馬頭門拱頂處于砂土狀碎裂巖、塊狀碎裂巖等節理裂隙發育地層，且構造裂隙水較豐富時，開挖前采用雙排超前小導管注漿止水和加固地層、馬頭門開挖時連立多榀格柵多種支護措施相結合的方案，給馬頭門施工提供了安全保障。（3）開挖時將格柵快速封閉成環，是控制馬頭門洞周圍巖變形的有效措施。

參考文獻

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