軌道交通暗挖隧道施工質(zhì)量控制及預(yù)防處理措施分析

高會(huì)軍　趙勇勝

摘 要：隨著地下空間的利用日益受到關(guān)注和重視，隧道穿越地質(zhì)情況越來(lái)越復(fù)雜，與建（構(gòu)）筑物間距離和埋深越來(lái)越小，小近距并行、上下重疊交叉等情況逐步增多，隧道工程實(shí)際面臨的降水、地層加固等施工工藝和施工方法有待進(jìn)一步研究、完善和推廣。文章論述了軌道交通暗挖隧道施工中的暗挖與盾構(gòu)小凈距并行隧道施工質(zhì)量控制及預(yù)防處理措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：城市軌道；隧道；暗挖；盾構(gòu)；小近距

1 隧道施工現(xiàn)狀

新奧法利用施工監(jiān)控措施，監(jiān)測(cè)圍巖變形和應(yīng)力，調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)控制變形，充分利用地層地質(zhì)條件，圍巖本身自承能力得到最大限度的發(fā)揮。新奧法在隧道實(shí)踐廣泛應(yīng)用并得以推廣，理論對(duì)實(shí)踐起到指導(dǎo)作用，國(guó)內(nèi)學(xué)者利用FLAC，ANSYS等分析軟件對(duì)雙孔重疊、交錯(cuò)、平行的實(shí)際工程項(xiàng)目進(jìn)行了施工動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬，同時(shí)借助于模型試驗(yàn)，考慮近距離雙孔平行、重疊、交錯(cuò)隧道開挖相互影響因素，取得一定成績(jī)。工程實(shí)踐中，施工方法可選擇較多，僅臺(tái)階法就有兩臺(tái)階、三臺(tái)階、三臺(tái)階七部開挖等；在軟弱圍巖中以中隔壁法（CD法）、交叉中隔壁法（CRD法）和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法使用較多；在城市軌道交通工程中大斷面隧道開挖時(shí)交叉中隔壁法（CRD法）使用較廣泛；結(jié)合工程實(shí)際，特別是降水成功后，三臺(tái)階預(yù)留核心土法相比更快速、更經(jīng)濟(jì)。

2 工程概況

某某市軌道交通工程某土建標(biāo)承建2站+2區(qū)間+出入段線工程施工任務(wù)，其中**（百花嶺站至佛子嶺站）區(qū)間采用盾構(gòu)法施工，左線區(qū)間長(zhǎng)度為1116.53m；右線區(qū)間長(zhǎng)度為1116.36m，隧頂埋深15.80m-30.10m。**區(qū)間東側(cè)為出入段線，其中出段線到佛子嶺車站，單線暗挖隧道長(zhǎng)線412.32m；入段線單線暗挖隧道長(zhǎng)601.35m，雙線暗挖隧道長(zhǎng)164.98m，起止里程為RDK0+169.550一RDK0+334.53，為入段線折返線，采用三臺(tái)階法開挖。折返線出百花嶺站后北行與**區(qū)間盾構(gòu)隧道并行，隧道間凈距2.29m-4.44m，軌面高差0m-0.72m。

2.1 工程地質(zhì)

折返線洞身穿越巖層主要為⑦1-2⑦1-3⑦2-3⑦2-3及⑦4層，各層特征如下：泥巖、粉砂質(zhì)泥巖⑦1-2層：標(biāo)貫擊數(shù)31擊/30cm～50擊/30cm，單軸抗壓強(qiáng)度為1.25MPa一1.59MPa。泥巖、粉砂質(zhì)泥巖⑦1-3層：標(biāo)貫擊數(shù)大于50擊，單軸抗壓強(qiáng)度值2.22MPa～6.864MPa。粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖⑦2-2層：標(biāo)貫擊數(shù)為30擊/30 cm-45擊/30 cm，單軸抗壓強(qiáng)度值1.02MPa～1.23MPa。粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖⑦2-3層：標(biāo)貫擊數(shù)大于50擊，單軸抗壓強(qiáng)度值1.02MPa～6.91MPa。炭質(zhì)泥巖⑦4層：標(biāo)貫擊數(shù)大于50擊，單軸抗壓強(qiáng)度值0.536MPa～2.52MPa 。

2.2 水文地質(zhì)

沿線地下水主要有兩種類型，分別為上層滯水和基巖裂隙水。

（1）上層滯水，位于沿線大工填土和坡積粘性土層中，透水性、富水性弱，因填料和壓實(shí)程度的差異很不均勻。主要是受大氣降水補(bǔ)給，排泄主要為大氣蒸發(fā)；上層滯水的水位、水量、埋深受補(bǔ)給條件影響，變化較大，穩(wěn)定水位埋深0.6m-12.0m，水位埋深標(biāo)高為79.03m-93.13m。

（2）基巖裂隙水，地下水主要賦存于下伏第三系半成巖泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖⑦2-3層的裂隙中，具承壓性，富水性差，屬弱透水層。穩(wěn)定水位埋深2.5m-12.3m，水位埋深標(biāo)高為74.25m-92.28m。基巖裂隙水補(bǔ)給來(lái)源主要來(lái)自大氣降水的入滲補(bǔ)給，沿含水層滲流排泄。

3 盾構(gòu)隧道先行施工方案

3.1 臨時(shí)封閉暗挖隧道掌子面

盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入并行段掘進(jìn)時(shí)，立即停止暗挖施工并臨時(shí)封閉暗挖掌子面。中、下臺(tái)階左右兩側(cè)初支跟齊并縮短臺(tái)階長(zhǎng)度至5m以內(nèi)；上、中臺(tái)階于拱架拱腳位置采用28b型鋼作為臨時(shí)橫撐，與初支拱架焊接牢固，間距1m；取消核心土，掌子面橫向設(shè)置I28h型鋼，間距1m，與原隧道初支拱架間采用螺栓連接，同時(shí)增設(shè)θ22砂漿錨桿，間距1mx1m，錨桿與掌子面型鋼焊接牢固。上中下臺(tái)階增設(shè)的28b型鋼間均采用θ22鋼筋連接，連接筋間距1m，內(nèi)外兩側(cè)錯(cuò)開布置；設(shè)θ8單層鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格間距為150mmx150mm；臨時(shí)橫撐及掌子面均噴射360mm厚C25旱強(qiáng)混凝土，對(duì)暴露的巖土而實(shí)施全封閉。盾構(gòu)區(qū)間左、右線盾構(gòu)機(jī)均超前暗挖隧道掌子面20m后，按三臺(tái)階法恢復(fù)暗挖隧道開挖施工。

3.2 盾構(gòu)區(qū)間正線推進(jìn)方案

在進(jìn)入與暗挖隧道并行段的推進(jìn)過(guò)程中，嚴(yán)格控制推進(jìn)參數(shù)，推進(jìn)參數(shù)如下：（1）推力不大于1000t；（2）速度控制在30mm內(nèi)；（3）刀盤轉(zhuǎn)速1.3r/min；（4）注漿量5.25m3/環(huán)，注漿壓力不大于4bar；（5）嚴(yán)格控制出土量，每環(huán)出土不大于65m3。通過(guò)同步注漿及時(shí)填充管片后方空隙，減少施工過(guò)程中的土體變形，保證壓注后強(qiáng)度上升得快，及時(shí)進(jìn)行管片壁后的二次注漿，減少折返線復(fù)工后對(duì)成型盾構(gòu)隧道的影響。

4 具體加固措施

4.1 地表注漿

暗挖隧道主要對(duì)穿過(guò)范圍及隧道頂?shù)奶钔翆英?：、泥煤層⑦4及粉砂巖層⑦2-2，進(jìn)行地面預(yù)注漿加固。注漿管采用θ48mm壁厚t=3.5mm鋼管，注漿管間距為縱向1.5m，橫向1.45m，錯(cuò)開布置。注漿加固平面范圍為隧道外邊緣線外擴(kuò)1.1m（隔離樁段），隔離樁之外段2m；豎向范圍為入段線隧道頂以上8.6m至⑦2-2二砂巖層的底部。

4.2 隔離樁設(shè)計(jì)

在折返線隧道與正線隧道間設(shè)置了θ1200@1500鋼筋混凝土隔離樁，長(zhǎng)62.45m（RCK0+169.55一RCK0+232.00段），隔離樁與折返線暗挖隧道凈距為0.5m，上、下樁端的嵌固深度均為6m，隔離樁先行完成施工。

4.3 輔助措施

加強(qiáng)并行段的施工監(jiān)測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)總變形量或變化速率超限時(shí)，對(duì)暗挖隧道初支背后注漿，對(duì)盾構(gòu)隧道進(jìn)行二次注漿并及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)參數(shù)。暗挖隧道臨時(shí)封閉段自掌子面往后每隔5m設(shè)1個(gè)斷面，初支成環(huán)段按設(shè)計(jì)要求每10m設(shè)1個(gè)斷面。臨時(shí)封閉段拱頂沉降共3個(gè)斷面，沉降觀測(cè)點(diǎn)9個(gè)；凈空收斂3個(gè)斷面，收斂觀測(cè)點(diǎn)5組，掌子面變形觀測(cè)點(diǎn)9個(gè)。地表沉降按原設(shè)計(jì)布置。盾構(gòu)通過(guò)折返線時(shí)，監(jiān)測(cè)頻率為2次/d。盾構(gòu)區(qū)間通過(guò)折返線暗挖掌子面20m后，折返線恢復(fù)施工，盾構(gòu)區(qū)間正線隧道對(duì)應(yīng)折返線施工位置，每10環(huán)設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，每個(gè)斷面包括1個(gè)沉降測(cè)點(diǎn)，1組收斂測(cè)點(diǎn)及1組水平位移測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)頻率為1次/d。加強(qiáng)降水管理，對(duì)暗挖隧道未成環(huán)段，在盾構(gòu)機(jī)通過(guò)降水井位置后，及時(shí)對(duì)降水井進(jìn)行修復(fù)，通過(guò)一口，修復(fù)一口，修復(fù)后立即實(shí)施降水。

5 結(jié)語(yǔ)

盾構(gòu)法隧道與暗挖法隧道小近距并行施工，相互擾動(dòng)影響大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，盾構(gòu)隧道軸線控制難度大，借助數(shù)值模擬高科技手段，按照新奧法原理，加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，做好信息化動(dòng)態(tài)施工管理，采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施和輔助措施，減小后施工隧道對(duì)先施工隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)隧道與暗挖隧道同期施工，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

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