■ 羅田郎 郭躍

1 工程概況

瀏陽河隧道淺埋穿越建筑群主要集中在瀏陽河兩岸一級階地上，DIIK1568+468—+630段埋深為32.68~32.01 m，DIIK1569+080—547.5段埋深為24.62~15.99 m。主要地層自上而下依次為：第四紀(jì)人工填土厚2～5 m；粉砂土（局部為淤泥層）厚1～2 m；圓礫土厚2～4 m，該圓礫土為富水層，略具承壓性，與瀏陽河具水力聯(lián)系；基巖為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，一般地面至基巖面為6～8 m。設(shè)計(jì)要求在穿越建筑群時(shí)地面沉降值控制在20 mm，并要求在施工中對建筑物及現(xiàn)場裂縫發(fā)育情況進(jìn)行拍照，同時(shí)在洞內(nèi)及地面設(shè)置量測點(diǎn)進(jìn)行量測及分析。

2 綜合施工技術(shù)措施

瀏陽河隧道為武廣高速鐵路最長的雙線隧道，也是我國鉆爆法穿越河流的第一條隧道，同時(shí)也是以大斷面穿越城市的地下隧道。如何保證地表建筑物的安全是本工程的難點(diǎn)之一。為保證隧道安全穿越地面建筑群，經(jīng)過認(rèn)真分析，主要采取了以下措施。

2.1 詳細(xì)的施工地質(zhì)調(diào)查，加強(qiáng)監(jiān)控量測

調(diào)查地面構(gòu)筑物分布及隧道中線的關(guān)系，測量了隧道上部建筑物基礎(chǔ)的覆蓋層厚度、隧道埋深情況。同時(shí)在隧道兩側(cè)布設(shè)地面沉降觀測網(wǎng)（見圖1），地表監(jiān)測斷面與洞內(nèi)監(jiān)測斷面相對應(yīng)，保證兩觀測斷面在同一里程，以便掌握變形規(guī)律。

量測原則：觀測斷面超前隧道開挖掌子面進(jìn)行，超前距離按太沙基理論計(jì)算而定，一般為20～30 m。

2.2 選擇合理的施工方法

瀏陽河隧道穿越建筑群段圍巖為Ⅳ～Ⅴ級圍巖，巖石為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖，巖層近乎水平，中厚層狀，節(jié)理發(fā)育一般，該類圍巖受力以垂向?yàn)橹?，?cè)壓力較少，巖石自立性較好。設(shè)計(jì)采用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法，后經(jīng)研究分析，改為二臺(tái)階法施工。主要原因：一是三臺(tái)階法上臺(tái)階矢跨較小，承受壓力過分依靠拱腳部位，同時(shí)需要進(jìn)行多次爆破開挖，對圍巖產(chǎn)生多次振動(dòng)影響，開挖中下臺(tái)階時(shí)易發(fā)生較大二次變形；二是三臺(tái)階法施工速度較慢，難以發(fā)揮機(jī)械化優(yōu)勢，也不利于支護(hù)快速閉合成環(huán)。施工實(shí)踐證明上下臺(tái)階法是成功的，掌子面一直比較穩(wěn)定，并能滿足瀏陽河隧道工期的要求。

2.3 嚴(yán)格管理，狠抓工序質(zhì)量達(dá)標(biāo)

瀏陽河隧道下穿建筑群淺埋地段設(shè)計(jì)超前支護(hù)采用φ108 mm超前管棚套打φ42 mm超前小導(dǎo)管，初期支護(hù)采用Ⅰ20型工字鋼，間距50 cm，噴C25鋼纖維混凝土25 cm。深埋Ⅳ級圍巖地段超前支護(hù)采用φ25 mm超前中空注漿錨桿，150 mm、φ22 mm格柵鋼架，間距75 cm，網(wǎng)噴C25改性聚酯纖維混凝土，拱部22 cm、仰拱10 cm；深埋Ⅴ級圍巖地段超前支護(hù)采用φ42 mm超前小導(dǎo)管，初期支護(hù)采用Ⅰ20型工字鋼，間距60 cm。施工時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)參數(shù)，施作超前支護(hù)、初期支護(hù)、打設(shè)系統(tǒng)錨桿。噴射混凝土采用攪拌站統(tǒng)一拌制，罐車運(yùn)輸，并采用濕噴工藝。超挖部分用噴射混凝土回填密實(shí)，并保證鋼架背后噴射到位，使鋼架與巖壁密貼。由于各項(xiàng)措施施作到位、工藝嚴(yán)格，仰拱及時(shí)施作閉合成環(huán)等種種措施均有效控制了洞內(nèi)變形，也減少了地面沉降量。

2.4 優(yōu)化鉆爆設(shè)計(jì)，減少對地面建筑物的振動(dòng)

由于地面建筑物主要為兩層磚混結(jié)構(gòu)的民居，大部基礎(chǔ)薄弱或無基礎(chǔ)，基礎(chǔ)一有擾動(dòng)，房屋極易產(chǎn)生不均勻沉降及開裂。為此，按照《爆破安全規(guī)程》要求，嚴(yán)格控制一次起爆藥量。

《爆破安全規(guī)程》給出了一般磚房、非抗振的大型砌塊建筑安全允許振速（見表1）。

為了驗(yàn)證理論計(jì)算能否滿足隧道施工要求，并與實(shí)際相符，施工委托專業(yè)工程檢測技術(shù)單位對隧道施工爆破振動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測，以評價(jià)隧道施工對地面建筑的影響。在垂直距離為39 m時(shí)，按1 cm/s高于安全標(biāo)準(zhǔn)的爆破振速進(jìn)行計(jì)算，控制最大段位藥量為5.797 kg，實(shí)際最大段位裝量按6.0 kg控制，實(shí)測試結(jié)果為0.802 cm/s，頻率為27 Hz，低于允許2.3～2.8 cm/s的標(biāo)準(zhǔn)，說明理論計(jì)算與實(shí)際測試結(jié)果吻合。

表1 爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)

雖然在施工中每次需要計(jì)算爆破源距建筑物的距離，計(jì)算最大段位控制裝藥量。需要增加雷管數(shù)量及段位，增加了爆破設(shè)計(jì)難度，但卻保證了建筑物的安全。實(shí)際施工時(shí)只要根據(jù)安全允許振速的要求，對一次起爆同段位藥量進(jìn)行控制，施工爆破產(chǎn)生的振速對地表建筑的影響將在允許范圍內(nèi)。

3 施工效果分析

通過洞內(nèi)及地表監(jiān)控量測結(jié)果來看，拱頂下沉累計(jì)沉降值及水平收斂累計(jì)值均小于20 mm，地面沉降累計(jì)沉降值在豎井工區(qū)4～10 mm。井口部位出現(xiàn)沉降較大的主要是由豎井井身施工排水作用及地層顆粒的損失而引起。出口工區(qū)淺埋段地表累計(jì)沉降值最大達(dá)36 mm，大于設(shè)計(jì)20 mm的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。造成地表沉降變形較大的主要原因是：（1）洞內(nèi)量測均是在爆破后8～10 h內(nèi)進(jìn)行，即爆破完畢后到初期支護(hù)完成這段時(shí)間之后，這段時(shí)間內(nèi)淺埋隧道已發(fā)生一定量的變形而未觀測到；（2）上覆砂礫石富水含水層因開挖而引起地下水位下降或地層顆粒損失而造成地表沉降較大。

4 結(jié)束語

對于緊鄰建筑物的淺埋暗挖大斷面隧道施工，控制沉降是首要而又關(guān)鍵的問題。同時(shí)要控制爆破產(chǎn)生的振速在建筑物允許的安全速度內(nèi)。施工中應(yīng)堅(jiān)持十八字方針：“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”。一方面通過采取分部開挖超前支護(hù)注漿加固的方法施工；另一方面加強(qiáng)監(jiān)控量測、及時(shí)反饋，做到信息化施工，就能很好地解決此類問題。

[1]湖南中大建設(shè)工程監(jiān)測技術(shù)有限公司. 隧道施工爆破震動(dòng)檢測報(bào)告[R]，2007

[2]呂波. 緊鄰建筑物淺埋暗挖大斷面隧道施工技術(shù)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2006

[3]GB 50299—1999 地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S]

[4]GB 6722—2003 爆破安全規(guī)程[S]