淺談重慶某超大斷面隧道施工組織

李小剛

(中鐵隆工程集團有限公司, 四川成都 610000)

[定稿日期]2017-09-07

不同于一般市政工程，地鐵項目有其特殊性：地下工程本身風險高、不可預見因素多、社會關注度高、安全環保標準化要求高。對于大型地鐵土建施工項目，制定一套科學合理、規范高效的施工組織流程是保證項目順利實施的前提，而施工過程中難免遇到問題而導致目標控制出現偏差，如何及時正確地進行組織調整，使項目目標始終可控狀態，是項目決策者們值得重視和思考之處。本文描述的重慶某地鐵車站超大斷面隧道土建施工具有典型性，前期籌劃、工序搭接、工作面流水作業、資源合理高效利用等方面均有多種方案可供選擇，各有利弊和優缺點，本文就其中的某些方面進行探討交流。

1 工程概述

某地鐵車站為地下三層暗挖島式車站，長度240 m，為環線與規劃四號線的跨線同臺換乘站，雙島四線疊落布置。其中，跨線上行環線軌面埋深約59.3 m，車站頂部覆蓋層厚45.3～42.5 m，環線與四號線平面線間距為18.2 m，車站隧道開挖寬度30.1～25.7 m，開挖高度為28.1 m，開挖斷面面積675 m2，屬于超大斷面深埋隧道；車站采用拱蓋明挖逆作法施工，車站主體呈東西走向，東接重慶北站，西接洪湖東路站；車站設3個出入口，4組風亭，另設1個預留出入口，其中3號出入口最長，285 m；1號風道最長，68 m，風道開挖斷面約300 m2；4號豎井最深，75 m。另外各出入口均設有一座疏散井。車站主體開挖土方量16.3×104m3，附屬結構開挖土方量18×104m3，車站總平面布置三維圖及標準斷面見圖1、圖2。

車站設置一座施工通道，主通道長度763.5 m，接入洪民區間渡線段隧道位置，服務與站前區間施工。另外施工通道設置有3條支通道：A支道接入站后區間兼顧大里程端鉆爆區間的施工； B支道接入車站上部，服務于車站拱蓋施工； C支通道車站接入車站下部，服務與車站中下部施工。車站主體采用拱蓋法鉆爆施工，附屬結構采用明挖+鉆爆法施工。

車站穿越地質圍巖主要為砂質泥巖與砂巖，砂巖地段有較豐富的地下水，施工通道及附屬結構局部下穿城市道路及民房等建(構)筑物。

圖1 車站總平面布置三維圖

車站主體及風道、出入口等附屬結構施工方法見表1。

表1 地下結構施工方法

2 施工組織

2.1 臨建設施擴容

由于該暗挖車站處于重慶主城區主干道下方，采用施工主通道進入車站各部分進行施工，主通道洞口場地占用半幅道路緊鄰山坡修建臨建設施，洞口兩側布置噴射混凝土攪拌站、臨時渣場及設備存放區等，功能分區明確，布置有序。但由于施工前期受綠化遷改、交通疏解、居民協調等各種外界因素影響，在車站及站前、站后區間同時施工期間，臨時存渣場和洞內用風、用電配備能力明顯不足，嚴重制約每月開挖3×104m3的施工任務目標。項目部及時進行組織協調，分別采取以下措施進行改進，最終達到目標。

圖2 車站標準斷面

(1) 對原存渣場周邊的設備區進行搬遷，對兩座存渣場進行了加高、加長改造，擴大臨時存渣容量，協調外渣運輸，使洞內渣及時外運，減少場內存放時間。

(2) 新增一臺1 000 kVA箱變，以滿足新增4臺空壓機、新增風機以及明挖附屬結構施工用電。

(3) 新增4臺20 m3/min空壓機，使車站空壓機總量達到10臺，每分鐘供風量達到150～250 m3，滿足洞內6～8個工作面同時進行爆破鉆孔或噴射混凝土作業用風需求。

2.2 洞內通風優化

該車站施工，洞身開挖除拱蓋大拱腳采用機械破碎外，其余均采用鉆爆法開挖，爆破后產生的煙塵、大型機械設備長期洞內作業排放尾氣等均產生大量廢氣和熱量，噴射混凝土作業區空氣污濁不堪，因此改善洞內空氣質量、降低洞內作業溫度和排出有毒有害氣體刻不容緩。

隧道通風原采用機械壓入式通風方式，在主通道洞口安裝1臺2×110 kW的軸流風機通風，在A支道和B支道采用三通接入掌子面，但由于主通道縱坡變換較大，而且B支道位置為反坡，車站拱蓋頂部高于相應支道三岔口處的主通道拱頂，因此，僅靠簡單的壓入式通風，洞內污濁空氣難以快速從主通道口排出，洞內作業條件惡劣。項目部針對此情況，及時進行通風方案優化和改進，在主通道相應位置增加4臺35 kW射流風機，采用接力方法加速排入主通道內污濁空氣的流通速度；在車站拱蓋頂部對應地面位置打設一口φ1 200 mm通風孔，在地面風口位置安裝1臺55 kW軸流風機，從地面利用“煙囪原理”吸出洞內污濁空氣；利用地面打設的新增通道豎井漏渣孔(3號風亭組豎井)作為通風孔，在漏渣孔底部安裝1臺55 kW軸流風機，從地面吸入空氣，壓入式通入站前區間，站前區間污濁空氣從經主通道，接力排出洞口。通過以上措施，基本達到預期目標(圖3)。

圖3 車站通風布置示意

2.3 拱蓋施工調整

車站主體拱蓋部分采用雙側壁導坑法分6步開挖，拱蓋施做是進行車站中下部開挖的必要條件，拱蓋二襯原計劃采用1臺整體式襯砌臺車(長6 m)從大里程向小里程施工，但根據總體工期安排，采用1臺襯砌臺車單向施工，按10 d/6m每段的進度指標，襯砌完240 m長度將需要約400 d，無法滿足進度目標要求。通過工籌分析和綜合對比考慮，最終決定再增加1臺襯砌臺車，分別由大小里程向車站中部施工，另各配置1臺鋼筋、防水臺架(兼做核心土開挖臺架)，如此一來，拱蓋施工時間將比原計劃縮短近一半，滿足目標要求。

2.4 協調車站主體施工與風道施工的關系

風道開挖斷面大(寬13.8 m×高23.1 m)，為地下3層結構，拱蓋初支的風道口位置，受力復雜，施工風險高，因此風道開挖也是車站施工的一項重大風險點。風道口拱蓋二襯施工前，需先完成風道口變形縫范圍的二襯結構，再施工風道口拱蓋二襯，使風道縱梁與風道口的拱蓋大縱梁連成整體，封閉成環，方可繼續開挖風道上部。分幅開挖風道口主體，上層6 m通過車站內進行，剩余部分通過站后區間進入解決。風道口主體結構成環后，開挖風道中下部結構，逐層施工風道結構，此過程中，利用空隙時間進行豎井及出入口漏渣施工。

3 結束語

該車站結構復雜、施工工法多樣、工序轉換多、附屬結構交叉口多、施工風險高。針對施工過程中出現的或即將出現的各種影響項目正常推進的不利因素，除了需要決策者們具備前瞻性，更需要進行深入細致研究、科學分析、尋求對策，以使項目安全、質量、進度、成本等目標最終得以實現。

[1] 王夢恕. 中國隧道及地下工程修建技術[M]. 北京: 人民交通出版社，2010.

[2] 楊立新. 現代隧道施工通風技術[M]. 北京: 人民交通出版社，2012.

[3] 卿三惠. 隧道及地鐵工程[M]. 北京: 中國鐵道出版社，2013.