地鐵渡線雙線小斷面隧道變單線大斷面隧道施工技術

雷勇祥，王滿谷，彭學軍，湯 宇，凌 濤

（中鐵五局集團第一工程有限責任公司，湖南 長沙 410117）

隨著地鐵建設的大力發展，為了使列車得以折返，往往在地鐵站后設置渡線。在渡線的設計時會出現大小斷面之間的轉變來實現單線隧道與雙線隧道的轉變，而目前解決大斷面變小斷面（即“一變二”）隧道掘進的方法比較成熟且廣為運用，但是因各種原因影響，有時必須由兩單線小斷面隧道轉變為雙線大斷面隧道（即“二進一”）。本文以沈陽地鐵九號線二十標淮皇區間渡線施工為例，介紹了兩單線小斷面隧道轉變為雙線大斷面隧道的施工技術，以期為其他施工項目類似情況大斷面隧道施工提供經驗借鑒。

1 工程概況

1.1 工程簡介

淮河街站～皇姑屯站區間北起淮河街車站、南至皇姑屯車站，區間長844 m，施工采用礦山法，區間設兩座豎井，1號豎井里程為DK1+952.000，為臨時施工豎井，位于淮河街西側的沈洲醫院的空地上。

根據原設計方案，區段隧道施工方向為淮河街站至1號豎井，開挖由7-7斷面至4-4斷面，后逐漸轉換為兩個標準斷面；在開挖期間遇漸變邊墻外放坡度為1∶3，拱頂挑高坡度分別75 mm/榀、43 mm/榀、72 mm/榀。按照原設計施工順序，需要淮河街站提供工作面進行施工，目前淮河街站因受管線遷改制約，車站尚未開始正常施工。為滿足項目施工進度要求，本段區間隧道變更后開挖方向為由1號豎井至淮河街，即兩單線隧道向雙線隧道（4-4斷面）開挖，之后依次開挖3-3、2-2、7-7斷面，具體掘進斷面見圖1。

圖1 變更后施工順序圖

1.2 工程地質情況

根據1號橫通橫通道及附近正洞開挖揭示地層來看，拱部為圓礫層、砂礫層，中下部中粗砂層，具體1號橫通道開挖揭示地層情況見圖2。

圖2 1號橫通道開挖揭示地層情況圖

根據1號橫通橫通道及附近正洞開挖揭示情況來看，地下水主要賦存于中粗砂、圓礫等土層中，水位深度9.9～11.4 m，含水層上部滲透性強，底部含水層含泥量逐漸增加，局部存在黏土隔水層。采用降水措施后，地下水位較掘進開挖面低1 m以上。

2 施工技術方案

2.1 1號橫通道向4-4斷面漸變開挖

2.1.1 開挖技術方案

在開挖過程中左右線間渡線隧道以及右線單線隧道均需要漸變開挖至4-4斷面，具體施工安排為：

（1）施工過程中線開挖掘進左右線間渡線隧道，在施工過程中為確保周邊巖體穩定，需要對左右線間渡線隧道與右線隧道間土體、隧道徑向方向土體進行加固；隧道在10.75 m開挖距離內需要挑高2.37 m、底部放低1.57 m，經過計算掘進過程中每榀挑高、放低距離分別為11.9 cm、7.9 cm具體掘進斷面見圖3（a）。

（2）左右線間渡線隧道施工到位后（即隧道斷面達到設計要求時），為降低掘進難度及對周邊巖體擾動，先掘進4-4斷面側壁導洞（①、②）至3-3斷面處，隨后進行封端處理，具體掘進斷面見圖3（b）。

（3）開挖右線單線隧道至4-4斷面處，開挖過程中隧道斷面漸變挑高，開挖需在10.75 m長度范圍內挑高2.37 m，平均每榀格柵挑高11.9 cm，底部放低1.57 m，平均每榀放低7.9 cm，具體掘進斷面見圖3（c）。

（4）右線隧道施工到位后（即隧道斷面達到設計要求時），為降低掘進難度及對周邊巖體擾動，先掘進4-4斷面側壁導洞（③、④）至3-3斷面處，隨后開挖3-3斷面部分，具體掘進斷面見圖3（d）。

2.1.2 隧道擴挖挑高

在兩單線隧道開挖10.75 m范圍內隧道頂部、底部及兩側需分別增加2.3 m、1.6 m及0.3 m，隧道斷面會漸變增大。漸變斷面位置，采用內插法計算斷面凈空尺寸，格柵鋼架根據斷面凈空尺寸變化值分別加工編號。格柵安裝前采用全站儀放樣出每榀格柵安裝中線、里程及標高，確保漸變斷面凈空尺寸及平面位置符合設計要求，保證施工質量。為確保開挖安全并降低開挖引起的地表沉陷（避免開挖導致地面管線破裂），在隧道掘進期間需對周邊土體進行加固，注漿加固區域主要集中在開挖斷面上部（高度4 m）、左右線間隧道與右線單線隧道間土體，加固覆蓋隧道初支外輪廓面外2 m以上。

圖4 漸變挑高隧道半斷面注漿示意圖

2.2 4-4斷面開挖及加固措施

兩單線隧道開挖至4-4斷面后開挖采用雙側壁導坑方式，開挖順序為：①→②→③→④→⑤→⑥部分，具體見圖5。在①部和③部導洞均開挖至4-4斷面與3-3斷面轉換處后，從①部向③部臨時中隔墻位置開挖小橫通道（寬2 000 mm，高度2 551 mm～3 770 mm），小橫通道拱部起拱線至③部拱頂以上，具體小橫通道斷面見圖6；在小橫通道頂部位置從由③部向①部方向抬高擴挖，確保拱頂起拱線處于4-4斷面初支輪廓線以外位置。將小橫通道⑤部拱部格柵（3榀）與①部和③部拱部格柵連為整體，施做⑤部拱部初支，后向下開挖完成⑤部下部臨時仰拱。

小橫通道開挖前由①部拱頂向③部施工小導管注漿，橫通道在注漿加固土體下開挖，確保開挖安全。橫通道前3榀格柵連立并與4-4斷面①部格柵焊接形成整體。在橫通道挑高開挖過程中每榀打設A32×3.25 mm普通水煤氣花管，長度1.5 m，間距300 m。在⑤部導洞開挖一定距離后按照設計要求打設雙排超前小導管。⑤部第一榀拱部格柵架立完之后須與橫通道格柵焊接形成整體。在開挖過程中應依據現場條件布置監測方案，監測圍巖變形量，確保施工及地面管線安全；在監測期間發現地面沉降加速或者地面出現開裂時，則立即向有關部門報告，并按照批準計劃進行處理。現場用電嚴格按照臨電布置要求設置，禁止私拉亂接現象，確保用電安全。各種機械要有專人負責維修、保養，并經常對機械的關鍵部位進行檢查，預防機械故障及機械傷害的發生。

圖5 4-4斷面開挖及加固示意圖

圖6 小橫通道斷面圖

3 結束語

沈陽地鐵九號線二十標渡線段隧道受到設計變更影響，采用“二進一”方法進行暗挖施工以便提高隧道掘進效率。“二進一”方法施工時左右線間渡線隧道及右線隧道兩個小斷面隧道需要掘進合并成一個大斷面隧道，在施工過程中面臨擴挖挑高、圍巖穩定性控制、地面沉降控制等各種問題。依據現場實際條件，設計施工技術方案以及安全技術措施，并進行工程應用。現場應用效果分析，施工過程安全、質量可控，施工進度滿足進度計劃要求，沉降累計值及單日變化值滿足設計要求，未對周圍建筑物造成不良影響，為以后地鐵渡線段開挖施工積累了經驗。