下穿立交橋的城市軌道交通工程暗挖隧道施工技術(shù)研究

王洪志 王靜雅 李金明

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，城市軌道交通工程與立交橋既有線交叉的情況越來(lái)越多。下穿立交橋的城市軌道暗挖隧道施工難度大、風(fēng)險(xiǎn)高，保證既有線正常運(yùn)營(yíng)和安全是施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文主要結(jié)合青島市地鐵4號(hào)線勁遼區(qū)間下穿海爾立交橋工程實(shí)例探討下穿立交橋的城市軌道暗挖隧道施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：下穿;安全;施工方法;監(jiān)測(cè)量測(cè)

一、工程概述

青島市地鐵4號(hào)線工程勁松七路站～遼陽(yáng)東路站區(qū)間（簡(jiǎn)稱勁遼區(qū)間），線路出勁松七路站后，沿遼陽(yáng)東路路中向東敷設(shè)，下穿海爾立交橋，最后進(jìn)入遼陽(yáng)東路站。海爾立交橋位于遼陽(yáng)東路，受影響范圍為 2#-7#橋墩，單跨徑最大31.2m，橋面全寬為43m。該橋設(shè)計(jì)單位為青島市市政工程設(shè)計(jì)研究院，施工資料不詳，于2005年建成后投入使用至今。

勁遼區(qū)間隧道在ZDK14+565.000～ZDK14+635.000（YDK14+570.000～YDK14+640.000）側(cè)穿海爾立交橋，線距橋墩柱最小凈距為13.6m，右線線距橋墩柱最小凈距約為14.3m，該立交橋?yàn)閿U(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)寬度為4m，基礎(chǔ)底埋深約3m，隧道拱頂埋深約16m，隧道右線圍巖III2級(jí)，隧道開挖斷面為6.04m×6.416m，隧道左線圍巖IV1級(jí)，隧道開挖斷面為6.4m×6.776m。

本段暗挖隧道直接影響到市政道路運(yùn)營(yíng)，減少對(duì)立交橋的影響，確保施工安全是隧道工程施工中的重中之重。

二、下穿施工必備條件

下穿施工直接關(guān)系到海爾立交橋的通行安全，必須同時(shí)滿足以下條件：

（一）分析地質(zhì)條件，地理環(huán)境，選用臺(tái)階法開挖方法。

（二）橋梁、橋墩監(jiān)測(cè)點(diǎn)，隧道地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)，隧道洞內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)合格，準(zhǔn)確采集初始值。

（三）嚴(yán)控施工爆破振速，爆破振速控制在1.5cm/s以內(nèi)。

三、下穿施工方法

（一）施工方法

為確保隧道上方海爾立交橋通行和隧道施工安全，施工中嚴(yán)格遵從“管超前，嚴(yán)注漿，短進(jìn)尺，強(qiáng)支護(hù)，快封閉，勤量測(cè)”的原則，采取必要的安全措施，隧道爆破時(shí)嚴(yán)格控制爆破振動(dòng)速率在1.5cm/s以內(nèi)。

1、超前支護(hù)

制作超前小導(dǎo)管，并在隧道拱部120°范圍開挖輪廓線外打設(shè)。打設(shè)完成后焊接止?jié){閥，進(jìn)行小導(dǎo)管注漿。超前小導(dǎo)管支護(hù)可以穩(wěn)定開挖工作面，加固松散巖層，有利于開挖后與初期支護(hù)完成期間圍巖的穩(wěn)定。在注漿期間，嚴(yán)格控制注漿壓力和注漿量，確保注漿效果。

2、隧道開挖

隧道開挖采用臺(tái)階法開挖，并對(duì)開挖出的斷面進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，以獲取開挖面的地質(zhì)信息，及時(shí)調(diào)整隧道開挖方案。臺(tái)階長(zhǎng)度控制在8m-10m和開挖進(jìn)尺0.5m-1m。

為保證該特殊地段施工安全，針對(duì)具體建筑結(jié)構(gòu)特性，采用短進(jìn)尺光面微差弱爆破技術(shù)。

（1）進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，采用微量、多孔、多次、多段爆破法。減少每次齊發(fā)爆破藥量，減輕爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)及對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的不利影響。

（2）進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)采用不耦合裝藥比耦合裝藥有明顯的降低爆破地震效應(yīng)的作用。在保證填塞長(zhǎng)度和質(zhì)量要求的前提下，采用分散裝藥比集中裝藥可更好地降低爆破地震效應(yīng)

（3）進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí)，也可以鉆一排或兩排不裝藥的空孔——減震孔（其孔距要小），也減輕對(duì)上方海爾立交橋基礎(chǔ)的震動(dòng)破壞，滿足《爆破安全規(guī)程》對(duì)振速的控制要求。

（4）隧道爆破完畢后，用裝載機(jī)、自卸汽車將渣土從隧道運(yùn)至豎井口，再用起重機(jī)將渣土吊運(yùn)至渣場(chǎng)，用渣土車將渣土從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)走。

3、初期支護(hù)

初期支護(hù)盡快封閉，減少圍巖暴露時(shí)間，確保隧道施工安全和立交橋通行安全。

（1）格柵鋼架施工

鋼格柵在集中加工廠加工，放樣時(shí)應(yīng)考慮圍巖情況適當(dāng)外放5～10cm，預(yù)留焊接收縮余量和切割、刨邊的加工余量。

鋼格柵安裝技術(shù)要求：

①鋼格柵基腳位置應(yīng)預(yù)留0.15m～0.2m原地基，架立鋼架時(shí)挖槽就位。

②在鋼格柵基腳處鋪設(shè)槽鋼，安裝鋼架，各單元栓接牢固，調(diào)整位置和高度，保證與隧道中線垂直。

③設(shè)置縱向連接鋼筋或拉桿。縱向連接鋼筋直徑為Ф22mm，環(huán)向間距1m。必要時(shí)拱腳設(shè)置鎖腳錨桿，節(jié)點(diǎn)板就位后3面圍焊。

④當(dāng)鋼格柵和初噴層面間存在較大孔隙時(shí)，應(yīng)設(shè)騎馬墊塊或楔形墊塊頂緊圍巖。

⑤鋼格柵安裝允許偏差：橫向和高程為±5cm。鋼架平面應(yīng)垂直于隧道中線，其傾斜度不大于2°，鋼架的任何部位偏離鉛垂面不大于5cm。

⑥格柵鋼架安裝完畢后盡快安裝網(wǎng)片和打設(shè)系統(tǒng)錨桿。

（2）噴射混凝土施工

①噴射前對(duì)噴射面進(jìn)行檢查，清除開挖面浮石、墻角石渣和堆積物。用高壓風(fēng)水沖洗噴面。作業(yè)區(qū)應(yīng)有良好的通風(fēng)和照明設(shè)施。噴射作業(yè)應(yīng)分段、分片，由下而上的順序進(jìn)行，分層噴射，邊墻每層厚度按3-4cm控制，拱部按2.5-3cm控制，后一層應(yīng)在前一層混凝土終凝后進(jìn)行。當(dāng)終凝1h后再噴射時(shí)，應(yīng)先用風(fēng)、水清洗噴層表面。混凝土終凝至下一循環(huán)放炮時(shí)間不應(yīng)小于3h。

②噴射砼的回彈率：拱部回彈不應(yīng)超過(guò)25%，邊墻不應(yīng)超過(guò)15%。

③噴頭宜與受噴面垂直，其間距以0.8～1.0m為宜，噴頭應(yīng)連續(xù)、緩慢的做橫向環(huán)型移動(dòng)，噴層厚度應(yīng)均勻。

④在巖面上的混凝土表面應(yīng)濕潤(rùn)光澤，無(wú)干斑、滑移及流淌現(xiàn)象。

待噴射混凝終凝后，進(jìn)入下一循環(huán)施工，并且時(shí)間間隔不應(yīng)小于3h。

四、技術(shù)保證措施

在下穿立交橋隧道施工過(guò)程中必須加強(qiáng)觀測(cè)，注意觀察。測(cè)量是施工的眼睛，通過(guò)監(jiān)控量測(cè)，分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確指導(dǎo)施工，確保立交橋運(yùn)行安全和隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。監(jiān)控量測(cè)布設(shè)如下：

（一）隧道變形管理等級(jí)

根據(jù)隧道監(jiān)測(cè)變形管理等級(jí)指導(dǎo)施工（見(jiàn)下表）。

（二）隧道沉降、收斂速度變化

1.隧道沉降、收斂速度大于2.0mm/d時(shí)，應(yīng)增加圓木支撐，放緩或停止拆除施工。

2. 隧道沉降、收斂速度小于2.0mm/d，拆除施工正常進(jìn)行。

（三）隧道監(jiān)測(cè)位移時(shí)態(tài)曲線形態(tài)

1.當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)位移速率一直下降時(shí)，結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，拆除施工正常進(jìn)行;

2.當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)位移速率始終不變時(shí)，結(jié)構(gòu)未趨于穩(wěn)定，應(yīng)增加圓木支撐;

3.當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)位移速率一直上升時(shí)，結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)，立即停止施工，采取加強(qiáng)支護(hù)措施。

六 結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，由于城市軌道交通工程環(huán)境的特殊性，使得隧道施工難度、風(fēng)險(xiǎn)加大。結(jié)合具體的地質(zhì)條件、施工經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)不斷優(yōu)化施工方法以及技術(shù)措施，確保既有線路通行安全和施工安全。本文結(jié)合工程實(shí)例分析下穿海爾立交橋暗挖隧道施工技術(shù)，以期能夠?yàn)橥惞こ烫峁﹨⒖寂c借鑒。

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