段英麗

(中鐵十六局集團(tuán) 北京工程有限公司，北京 100018)

不停航跑道下超淺埋暗挖隧道初支和二襯施工技術(shù)

段英麗

(中鐵十六局集團(tuán) 北京工程有限公司，北京 100018)

在機(jī)場主跑道不停航條件下修建超淺埋大斷面隧道在國內(nèi)外尚屬首次。本文介紹了不停航跑道下超淺埋大斷面平頂直墻隧道初支、二襯以及沉降控制施工技術(shù)。工程實際表明，跑道沉降始終控制在容許范圍內(nèi)，確保了飛機(jī)正常起降，為以后類似工程的施工提供了借鑒。

超淺埋隧道 大斷面暗挖 初支 二襯 施工 沉降

在飛機(jī)正常起降的跑道下，利用多導(dǎo)洞淺埋暗挖法修建大斷面平頂直墻隧道，尤其在初支與二襯受力轉(zhuǎn)換時，既要保證工程施工安全，又要確保沉降控制在跑道道面允許范圍內(nèi)，不影響飛機(jī)正常起降。北京首都機(jī)場旅客捷運系統(tǒng)工程T3E-T2捷運聯(lián)絡(luò)線及汽車通道工程，采用化整為零，隨挖隨撐的施工方案，實現(xiàn)了超淺埋大斷面隧道暗挖過程中跑道沉降始終控制在容許范圍內(nèi)。本文針對其初支、二襯及沉降控制施工技術(shù)進(jìn)行分析，以期為類似工程提供借鑒。

1 工程概況

北京首都機(jī)場旅客捷運系統(tǒng)工程T3E-T2捷運聯(lián)絡(luò)線及汽車通道工程，隧道為直墻平頂隧道，高9.1 m，寬23.9 m?？傞L754 m，東西方向，與主跑道垂直。其中明挖段施工522 m，暗挖段施工232 m。暗挖段位于主跑道下，工程與跑道位置關(guān)系見圖1。

圖1 工程與跑道位置關(guān)系

2 工程技術(shù)特點及難點

1)工程環(huán)境特殊

該工程位于T2航站樓與T3航站樓之間，地處敏感的機(jī)場管控區(qū)域，為24 h不停航施工，且要從不停航的機(jī)場跑道下方穿過。

2)沉降控制要求嚴(yán)

該工程為超淺埋，最大埋深5.6 m，整個施工過程道面沉降不得超出30 mm，兩點相鄰高差需控制在1‰，其中管幕施工階段不得超出6 mm，暗挖階段不得超出18 mm，工后沉降不得超出6 mm。

3)施工風(fēng)險度高

多導(dǎo)洞開挖主要問題為多次受力轉(zhuǎn)換，群洞效應(yīng)引發(fā)的穩(wěn)定風(fēng)險大，群洞的開挖工況多、步序復(fù)雜、應(yīng)力場不斷發(fā)生重分布，松弛區(qū)隨工況的變化而變化，位移多次重復(fù)疊加且具有不確定性，難以準(zhǔn)確用數(shù)值模擬預(yù)控。

3 施工方案

開挖支護(hù)是以新奧法為指導(dǎo)“化整為零”的淺埋暗挖法，通過臨時中隔板(墻)將隧道掌子面分成10個小導(dǎo)洞分別開挖，充分發(fā)揮圍巖的自承能力，每個小導(dǎo)洞隨挖隨撐，及時形成單獨的支護(hù)體系。先開挖兩側(cè)邊洞及中洞，然后施做二襯結(jié)構(gòu);其后開挖跨中部位并施作二襯結(jié)構(gòu)，施工過程中通過受力轉(zhuǎn)換確保了原初期支護(hù)的穩(wěn)定性和安全。同時通過施工監(jiān)測收集大量的位移、受力數(shù)據(jù)，并及時將數(shù)據(jù)加以分析、處理，對施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全做出綜合判斷，及時掌握跑道變形情況，有效控制地表沉降。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 隧道10個導(dǎo)洞斷面(見圖2)

圖2 暗挖斷面導(dǎo)洞布置(單位:mm)

4.2 總體工藝流程(見圖3)

圖3 初支、二襯轉(zhuǎn)換施工工藝流程

4.3 施工操作要點

4.3.1 邊洞初支破除、二襯結(jié)構(gòu)施工

1)破除1、2號洞臨時中隔板，注意只破除臨時中隔板混凝土，保留工字鋼，以防發(fā)生洞體收斂。

2)從隧道中部開始朝東西兩工作井退做邊洞下部二襯結(jié)構(gòu)，見圖4。

圖4 邊洞下部二襯施工

3)邊洞下部混凝土施工完畢后，開始割除邊洞臨時中隔板工字鋼，施工采用跳倉法，每倉8 m，割除一倉工字鋼立即進(jìn)行二襯施工，嚴(yán)禁超割。

4)工字鋼割除完畢后，立即進(jìn)行剩余邊洞二襯施工，施工使用跳倉退做法，每倉8 m，見圖5。

圖5 邊洞上部二襯施工

4.3.2 中洞初支破除、二襯結(jié)構(gòu)施工

1)破除中洞3、4號洞室臨時中隔板混凝土。

2)施工中洞3、4號洞室底板二襯混凝土。

3)施工中洞3、4號洞室中墻混凝土，將中隔壁工字鋼澆筑在混凝土中墻內(nèi)(圖6)。

圖6 中洞中墻二襯施工

4)施工中洞3、4號洞室頂板二襯混凝土，見圖7。

圖7 中洞頂板二襯施工

4.3.3 跨中頂板初支破除、二襯結(jié)構(gòu)施工

1)破除5號洞室臨時中隔板。

2)跳倉退做跨中5號洞室頂板二襯，見圖8。

4.3.4 跨中底板初支破除、二襯結(jié)構(gòu)施工

1)割除中洞3、4號洞室內(nèi)臨時中隔板工字鋼。

2)破除洞內(nèi)所有剩余臨時中隔板、隔墻，見圖9。

圖8 跨中5號洞室二襯施工

圖9 跨中6號洞室二襯施工

5 沉降監(jiān)測與控制

5.1 拱頂下沉監(jiān)測

根據(jù)暗挖隧道導(dǎo)洞施工進(jìn)度，布設(shè)拱頂下沉監(jiān)測點。監(jiān)測點布設(shè)間距為6 m，本工程暗挖隧道采用10導(dǎo)洞開挖法，拱頂下沉測點布設(shè)在上導(dǎo)洞內(nèi)。共需布設(shè)拱頂下沉測點200個。然后以洞口臨時水準(zhǔn)基點為基準(zhǔn)，每日對洞內(nèi)拱頂下沉監(jiān)測點進(jìn)行復(fù)測。鑿除中隔墻時，拱頂下降預(yù)警值累計為 16 mm，變化速率＜2 mm/d。

5.2 隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測

隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形采用收斂儀測量。因隧道開挖采用10導(dǎo)洞法，根據(jù)開挖特點和變形預(yù)測，選擇兩側(cè)邊導(dǎo)洞和中間導(dǎo)洞布設(shè)收斂測點。鑿除中隔板時，墻身收斂預(yù)警值為30 mm，即B值(導(dǎo)洞寬度)的0.6%。

沉降觀測及收斂觀測的監(jiān)測頻率相同，見表1。

表1 監(jiān)測頻率

6 關(guān)鍵工序降低沉降的保證措施

為降低沉降，主要采用以下三種措施，根據(jù)沉降的不同程度依次遞增采用。

1)加強(qiáng)跑道下土體注漿。

2)拆除邊洞臨時中隔板后增設(shè)側(cè)墻勁頂支撐，見圖10。

圖10 側(cè)墻勁頂支撐(單位:mm)

3)拆除中隔墻是引起頂板沉降較大的工序，為盡量降低沉降，在保持原有二襯與初支間間隙注漿工藝的同時，增加頂板勁頂支撐，勁頂支撐主要采用預(yù)埋千斤頂方式，見圖11。

圖11 中墻頂板勁頂支撐

7 結(jié)束語

2013年4月該工程的主體結(jié)構(gòu)232 m全部貫通。在初支與二襯受力轉(zhuǎn)換時，沉降控制始終在跑道道面允許范圍內(nèi)，完全滿足不停航條件。最大沉降控制在10 mm以內(nèi)，平均沉降2 mm，最大沉降約為跑道道面暗挖階段沉降控制值18 mm的1/2，效果極其顯著。

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U455．4

A

10．3969/j．issn．1003-1995．2014．01．12

1003-1995(2014)01-0040-03

2013-08-20;

2013-10-16

段英麗(1969— )，女，陜西臨潼人，高級工程師，碩士。

(責(zé)任審編 孟慶伶)