劉湛省

1 工程概況

重慶軌道交通2號(hào)線臨江門(mén)車(chē)站工程,地處重慶市最繁華的商業(yè)步行街下,車(chē)站主體沿鄒容路走向布置,車(chē)站主體洞室長(zhǎng)198m,寬21.8 m～23.4m,高約19.9 m～20.6m,埋深約10m～15m。

該車(chē)站具有復(fù)雜的工程環(huán)境條件:單跨大斷面、淺埋、鄰近地面高層建筑物多、地下人防洞室密布。車(chē)站隧道洞室采用曲墻拱形斷面形式、等截面封閉襯砌結(jié)構(gòu)。

該車(chē)站為地下雙層島式站臺(tái)車(chē)站,由上至下分別為站廳層、站臺(tái)層。附屬工程有4個(gè)出入通道,2處排風(fēng)道。工程全部位于地下。

車(chē)站工程地質(zhì)條件:臨江門(mén)車(chē)站在區(qū)域構(gòu)造上處于解放碑向斜軸部地段,巖層產(chǎn)狀平緩,巖層走向北北東,傾角變化范圍5°～16°,無(wú)斷裂構(gòu)造。車(chē)站隧道洞室拱頂為砂巖,邊墻與底板為中微風(fēng)化厚層砂巖、砂質(zhì)泥巖。砂巖圍巖分級(jí)為Ⅱ級(jí),砂質(zhì)泥巖圍巖分級(jí)為Ⅲ級(jí)。

2 車(chē)站施工的難點(diǎn)

1)車(chē)站隧道斷面大(斷面截面積約420m2),開(kāi)挖難度大。掘進(jìn)過(guò)程中需要及時(shí)支護(hù),嚴(yán)格控制爆破能量。2)車(chē)站洞室周?chē)叵氯朔蓝词颐懿?破壞了原有巖體的完整性,施工風(fēng)險(xiǎn)大。這些人防洞室一般寬3.5 m～5m,高2.5 m～5m。成洞年代不一,縱橫交錯(cuò),在空間上錯(cuò)綜復(fù)雜,上下層疊,有的在車(chē)站開(kāi)挖范圍內(nèi),有些與車(chē)站洞室相交,有些與車(chē)站相距甚近,構(gòu)筑標(biāo)準(zhǔn)不盡相同,有的已經(jīng)襯砌,有的未襯砌。3)車(chē)站周邊高層建筑物林立,距離過(guò)近,施工風(fēng)險(xiǎn)大。這些高層建筑的深基坑與車(chē)站間距很小,基坑底標(biāo)高多位于車(chē)站隧道拱部附近,使得車(chē)站隧道周邊出現(xiàn)很大側(cè)壓力。4)由于臨江門(mén)車(chē)站位于鬧市區(qū),上部為解放碑步行街及分布了較多的重要建筑物。周邊地表建筑物控沉、防坍是施工難點(diǎn)之一。

3 車(chē)站隧道的開(kāi)挖方法

經(jīng)過(guò)方案比選,數(shù)字仿真分析,車(chē)站開(kāi)挖采用雙側(cè)壁導(dǎo)洞預(yù)留核心土分部開(kāi)挖、初期支護(hù)緊跟開(kāi)挖工作面、全斷面二次襯砌的施工方法。

3.1 具體開(kāi)挖步序

隧道開(kāi)挖步序橫斷面圖見(jiàn)圖1。

1)上部導(dǎo)洞A部的開(kāi)挖→初期支護(hù)→臨時(shí)中隔墻支護(hù)、臨時(shí)Ⅰ20b型鋼橫向支撐Ⅰ→復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度(英文數(shù)字表示開(kāi)挖及施工二次襯砌步序,羅馬數(shù)字表示初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)步序,其與開(kāi)挖步序相同)。2)中部導(dǎo)洞B部的開(kāi)挖→初期支護(hù)Ⅱ→臨時(shí)中隔墻支護(hù)Ⅱ、臨時(shí)型鋼橫向支撐Ⅱ。3)下部導(dǎo)洞C部的開(kāi)挖→初期支護(hù)Ⅲ→臨時(shí)中隔墻支護(hù)Ⅲ。4)施工C部邊墻基礎(chǔ)仰拱鋼筋混凝土。5)隧道拱部D部的開(kāi)挖→初期支護(hù)Ⅳ→在核心土上部架立鋼桁柱支撐Ⅳ。6)拆除鋼桁柱支撐,隧道核心土E部的開(kāi)挖。7)采用模板臺(tái)車(chē)全斷面二次襯砌F部(距隧道拱部開(kāi)挖面的距離不大于16 m)。8)隧道核心土G部的開(kāi)挖。9)隧道仰拱H部的開(kāi)挖。10)隧道K部仰拱鋼筋混凝土及仰拱H部的填充。

3.2 淺孔微震爆破技術(shù)

由于車(chē)站隧道位于市中心繁華商業(yè)區(qū),地表行人車(chē)輛密度大,隧道埋深淺,地表高層建筑物林立、高層地下室與車(chē)站開(kāi)挖邊線距離近,且基底標(biāo)高在車(chē)站隧道拱部,又有縱橫交錯(cuò)的人防洞室。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究和試驗(yàn),隧道爆破施工確定不同的開(kāi)挖部位采用不同的爆破方法和參數(shù),主要采用了光面爆破、低爆速炸藥、開(kāi)挖面增打減震孔、預(yù)留光爆層、非電毫秒不對(duì)稱(chēng)起爆網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(將相鄰段起爆時(shí)差控制在50ms～70ms內(nèi),以免地震波發(fā)生疊加增大)等綜合減輕震動(dòng)的控制爆破技術(shù)。

3.3 開(kāi)挖爆破方法

1)A部開(kāi)挖采用核心掏槽(為降低爆破震動(dòng)波速度,增大爆源與周?chē)ㄖ锏木嚯x,核心掏槽部位設(shè)在A部靠核心土側(cè))逐層剝離光面爆破施工。2)B,C部開(kāi)挖采用微臺(tái)階(臺(tái)階長(zhǎng)3 m～5 m)拉中槽、兩側(cè)預(yù)留1 m光爆層的施工方法。3)D部開(kāi)挖爆破距離襯砌臺(tái)車(chē)距離近,控制爆破飛石距離是爆破控制的關(guān)鍵。4)核心E,G,H部的開(kāi)挖采用松動(dòng)爆破,機(jī)械裝碴的開(kāi)挖方法,個(gè)別比較大的利用小炮二次破碎。

3.4 開(kāi)挖效果

從整體爆破效果看,開(kāi)挖面成型較好,爆破震速得到了有效控制,開(kāi)挖爆破對(duì)周邊建筑物未造成傷害,未引起地表沉降,超(欠)挖均控制在允許范圍內(nèi)。

4 車(chē)站隧道二次襯砌施工

綜合比較,確定采用大斷面整體模板臺(tái)車(chē)全斷面襯砌方法。

為了確保全斷面大體積現(xiàn)澆混凝土的質(zhì)量,首先制定了詳細(xì)的施工方案,研制裝配了通用性好的一次襯砌成型模板臺(tái)車(chē),做好了施工前的準(zhǔn)備工作如人員配備、技術(shù)交底、機(jī)具和設(shè)備的準(zhǔn)備、測(cè)量準(zhǔn)備、安全和質(zhì)量保證措施交底等;其次在混凝土進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、泵送速度控制、混凝土澆灌、模板臺(tái)車(chē)加固及變形觀測(cè)、混凝土搗固、澆筑完成后混凝土的養(yǎng)護(hù)都有詳細(xì)的技術(shù)規(guī)定并且嚴(yán)格地加以實(shí)施。

臨江門(mén)車(chē)站隧道二次襯砌施工從開(kāi)始至結(jié)束,歷時(shí)8個(gè)月。二次襯砌完成后對(duì)車(chē)站隧道凈空測(cè)量,襯砌凈空符合要求,最大偏差4cm(設(shè)計(jì)允許誤差5cm),說(shuō)明臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)和襯砌混凝土施工合格;襯砌混凝土表面大面平順光滑,觀感好;襯砌混凝土表面無(wú)蜂窩麻面、露筋現(xiàn)象;混凝土實(shí)際用量為設(shè)計(jì)值的102.5%,說(shuō)明超欠挖控制較好,初期支護(hù)成型較好,混凝土用量較合理。

5 車(chē)站暗挖隧道施工效果

1)由于車(chē)站地處重慶市最繁華的解放碑商業(yè)區(qū),隧道埋深淺,周?chē)ㄖ锩芗?地面車(chē)流如潮,行人摩肩接踵,隧道結(jié)構(gòu)采用了單跨、大斷面、曲墻、仰拱的形式,避免了對(duì)地面交通、周?chē)ㄖ锛暗叵聵?gòu)筑物的影響。

2)由于車(chē)站隧道地理位置的特殊性,優(yōu)選了“雙側(cè)壁導(dǎo)洞預(yù)留核心土多層分部開(kāi)挖”的施工技術(shù),不但確保了施工安全,而且也加快了施工進(jìn)度。

3)在臨江門(mén)車(chē)站特殊環(huán)境條件下,對(duì)不同的分部開(kāi)挖面采用了不同的爆破方式和爆破參數(shù),形成了一套完整的城市復(fù)雜環(huán)境條件下大斷面隧道微臺(tái)階分部開(kāi)挖的淺孔微震控制爆破的技術(shù)和方法。

4)臨江門(mén)暗挖車(chē)站隧道結(jié)構(gòu)凈空高18.5 m、寬 20.1 m、斷面截面積約334.7 m2,一次澆筑混凝土量達(dá)200m3。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究和采取一些特殊措施,有效解決了模板臺(tái)車(chē)的剛度和穩(wěn)定性,還解決了多種斷面采用同一臺(tái)車(chē)多變化的支護(hù)技術(shù),并且從混凝土配制、澆筑工藝、施工方法、支拆模及養(yǎng)護(hù)等方面采取了一系列措施,確保了混凝土質(zhì)量達(dá)到內(nèi)實(shí)外光的要求。

5)監(jiān)控量測(cè)是新奧法施工的重要措施之一,《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》對(duì)監(jiān)控量測(cè)做了必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目的具體規(guī)定,為了保證隧道施工安全,在臨江門(mén)車(chē)站施工時(shí),把必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目均納入監(jiān)控量測(cè)范圍之內(nèi)進(jìn)行實(shí)施,為保證施工安全、指導(dǎo)施工及優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。

[1]瞿東江.新奧法施工在北斗坡隧道開(kāi)挖支護(hù)中的應(yīng)用[J].山西建筑,2008,34(12):308-309.