彭冬冬

（中鐵三局集團(tuán)第四工程有限公司 北京 102300）

軟土地層淺埋暗挖地鐵的施工方法

彭冬冬

（中鐵三局集團(tuán)第四工程有限公司 北京 102300）

本文結(jié)合工程實(shí)例介紹了城市地鐵區(qū)間隧道淺埋暗挖穿越軟流塑地層施工技術(shù)。從方案的比選到施工工藝、參數(shù)的選擇和確定以及施工方案的實(shí)施效果做了較細(xì)致介紹。

淺埋暗挖；城市地鐵；軟土地層

引言

此前，國(guó)內(nèi)在處于軟土的地鐵暗挖隧道施工環(huán)境中，均采用冰凍法或盾構(gòu)法。在隧道斷面尺寸小、隧道長(zhǎng)度短和地質(zhì)變化大的隧道施工環(huán)境中，盾構(gòu)法不適應(yīng)，而冰凍法卻存在著較大的施工風(fēng)險(xiǎn)。因此，采用何種措施，使操作靈活方便而技術(shù)成熟的開(kāi)挖方法應(yīng)用于軟土地層，是一個(gè)急待攻克的難關(guān)。

1 工程概況

某地鐵車站為地下島式站臺(tái)車站，車站總長(zhǎng)179.8m，其中橫跨平安大街部分長(zhǎng)68.6m，寬23.86m，為暗挖單層三跨拱形結(jié)構(gòu)，側(cè)洞法施工；兩端為三層三跨框架結(jié)構(gòu)，南端長(zhǎng)55.8m，北端長(zhǎng)55.4m，寬均為26.2m，明挖法施工。明挖法施工段地下一層為站廳層，地下二層為設(shè)備層，地下三層為站臺(tái)層。

車站范圍為第四系覆蓋層，沖洪積成因的松散沉積物。其中暗挖段拱部為粉細(xì)砂層，開(kāi)挖時(shí)自穩(wěn)能力差，尤其遇到上層滯水容易產(chǎn)生流沙，開(kāi)挖時(shí)保證拱部和掌子面的穩(wěn)定，避免產(chǎn)生坍方是關(guān)鍵，施工難度較大；中部為卵石層；隧道仰拱坐落在粘土層。

2 施工工藝

2.1 CRD法施工

分步采用人工配合小型挖掘機(jī)開(kāi)挖方式，5T自卸汽車運(yùn)輸至車站盾構(gòu)口，垂直提升至地面臨時(shí)存土場(chǎng)。每部開(kāi)挖完成后及時(shí)施作初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)。上臺(tái)階采用人工開(kāi)挖翻渣至下臺(tái)階，機(jī)械裝渣運(yùn)輸至洞外，下臺(tái)階采用機(jī)械開(kāi)挖預(yù)留30cm左右進(jìn)行人工刷邊。在施工過(guò)程中加強(qiáng)洞內(nèi)和地表的監(jiān)控量測(cè)，防止沉降失控。

拱部180°范圍采用準(zhǔn)32自鉆式錨管，L=3.5m，環(huán)向間距0.3m，縱向間距1m。鋼架為格柵鋼架，間距0.5m，采用準(zhǔn)22連接筋，環(huán)向間距0.5m。每榀格柵設(shè)2根準(zhǔn)32鎖腳錨管，錨管長(zhǎng)3m。中隔壁厚0.25m噴射C25早強(qiáng)混凝土支護(hù)，全斷面沿拱架外緣布設(shè)單層準(zhǔn)8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸150mm×150mm。

2.2 施工技術(shù)措施

隧道按噴錨構(gòu)筑法進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)形式。初期支護(hù)采用超前支護(hù)和噴混凝土、鋼筋網(wǎng)、錨桿，二襯采用鋼筋混凝土。各支護(hù)參數(shù)如下：

（1）超前措施：準(zhǔn)32 自鉆式錨管，拱部 180°布置，L=3.5@0.3×1.0m。（2）初支噴混凝土：C25混凝土，厚0.30m，全斷面支護(hù)。

（3）鋼筋網(wǎng)：采用準(zhǔn)8鋼筋，構(gòu)成150×150mm網(wǎng)格，全環(huán)單層設(shè)置。其噴混凝土保護(hù)層厚度不小于40mm，應(yīng)隨受噴面的起伏鋪設(shè)。

（4）二次襯砌：C35防水鋼筋混凝土，厚0.40m，其抗?jié)B標(biāo)號(hào)P8，混凝土中添加抗裂劑。

（5）格柵鋼架：間距500mm，各榀間用直徑22mm的縱向鋼筋連接，連接筋內(nèi)、外層雙排布置。其布置間距可根據(jù)地質(zhì)情況或監(jiān)控信息予以調(diào)整；每榀鋼架設(shè)置準(zhǔn)32自鉆式鎖腳錨管，L＝3m，每處2根。

2.3 隧道支護(hù)施工

按照設(shè)計(jì)要求，采取濕噴工藝，噴射C25、早強(qiáng)混凝土，及時(shí)封閉。

2.3.1 工藝流程

按照設(shè)計(jì)配合比，把噴射混凝土拌制好后，送入噴射機(jī)料斗，加入速凝劑后，噴射機(jī)活塞將噴射混凝土送入混合室，與壓縮空氣混合后進(jìn)入噴射管，料束從噴嘴射到受噴面。

2.3.2 施噴方法

（1）混凝土分兩次噴射完成

①初噴混凝土：暗挖隧道開(kāi)挖后，及時(shí)進(jìn)行初噴混凝土封閉開(kāi)挖面，必要時(shí)噴射混凝土封閉掌子面，防止巖層風(fēng)化、坍塌。噴射前，在巖面上埋設(shè)控制噴射混凝土厚度標(biāo)志。

②復(fù)噴混凝土：超前小導(dǎo)管、格柵鋼架及鎖腳錨桿、鋼筋網(wǎng)片等施工完成后，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。噴射混凝土終凝2h后，噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。

（2）噴射機(jī)安裝好后，先注水、通風(fēng)、清潔管道內(nèi)雜物。同時(shí)用高壓風(fēng)吹掃受噴面，清除受噴面上的塵埃。

（3）噴射混凝土的混合料采用強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)拌和，攪拌時(shí)間不少于2min，應(yīng)保證連續(xù)供料。

3 施工監(jiān)測(cè)方案

變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)主要包括基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)等工作基點(diǎn)應(yīng)選擇在相對(duì)穩(wěn)定和方便使用的位置，且定期將工作基點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。在通視條件良好、距離較近、觀測(cè)項(xiàng)目較少的情況下可直接將基準(zhǔn)點(diǎn)作為工作基點(diǎn)。另外，基準(zhǔn)點(diǎn)不應(yīng)受工程施工、降水及周邊環(huán)境變化的影響，應(yīng)設(shè)置在位移和變形影響范圍以外、位置穩(wěn)定、易于保存的位置，并應(yīng)定期復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)周期視基準(zhǔn)點(diǎn)所在位置的穩(wěn)定情況而定。一般情況下，基準(zhǔn)點(diǎn)可利用設(shè)計(jì)單位提供的測(cè)量控制點(diǎn)（與同步復(fù)測(cè)成果）。若無(wú)法利用設(shè)計(jì)單位提供的測(cè)量控制點(diǎn)可選擇較穩(wěn)定位置自行制作。

3.1 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)原則

（1）基準(zhǔn)點(diǎn)是檢驗(yàn)工作基點(diǎn)穩(wěn)定性的基準(zhǔn)，選設(shè)在遠(yuǎn)離地鐵區(qū)間施工影響區(qū)范圍外的穩(wěn)固位置；

（2）工作基點(diǎn)是直接測(cè)點(diǎn)變形觀測(cè)點(diǎn)的依據(jù)，選設(shè)在相對(duì)穩(wěn)定的地段，一般至少距區(qū)間開(kāi)挖深度2.5倍范圍之外；

（3）基準(zhǔn)點(diǎn)的分布應(yīng)滿足準(zhǔn)確、方便引測(cè)全部觀測(cè)點(diǎn)的需要，每個(gè)相對(duì)獨(dú)立的測(cè)區(qū)基準(zhǔn)點(diǎn)及工作基點(diǎn)的個(gè)數(shù)均不應(yīng)少于3個(gè)，以保證必要的檢驗(yàn)、復(fù)核條件；

（4）基準(zhǔn)點(diǎn)及工作基點(diǎn)要避開(kāi)交通干道、地下管線、倉(cāng)庫(kù)堆棧、水源井、河岸、松軟填土、滑坡斜面及標(biāo)志易遭破壞的地點(diǎn)；

（5）定期做好基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)的高程聯(lián)測(cè)復(fù)核工作，確保監(jiān)測(cè)網(wǎng)的穩(wěn)定性。

3.2 儀器設(shè)備和元件

性能良好的儀器設(shè)備和元件是監(jiān)測(cè)工作能否順利進(jìn)行的基本保證，監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)采用的儀器設(shè)備和元件應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）滿足觀測(cè)精度和量程要求，且具有良好的穩(wěn)定性和可靠性能；

（2）應(yīng)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)或標(biāo)定，且校核記錄和標(biāo)定資料齊全，并應(yīng)在規(guī)定的有效期內(nèi)使用；

（3）監(jiān)測(cè)過(guò)程中應(yīng)定期對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)及監(jiān)測(cè)元件的檢查。

3.3 基本要求

為將監(jiān)測(cè)中的系統(tǒng)誤差減到最小，達(dá)到提高監(jiān)測(cè)精度的目的。量測(cè)過(guò)程中盡量使儀器設(shè)備額在基本相同的環(huán)境和條件（如環(huán)境溫度、濕度、光線、工作時(shí)段等）下工作。對(duì)于同一監(jiān)測(cè)項(xiàng)目宜按照下列要求執(zhí)行：

（1）采用相同的觀測(cè)方法和觀測(cè)路線；

（2）使用同一監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備；

（3）固定觀測(cè)人員；

（4）在基本相同的環(huán)境和條件下工作；

（5）初始值應(yīng)在相關(guān)施工工序之前測(cè)定，并至少連續(xù)觀測(cè)3次選取穩(wěn)定值的平均值作為初始值。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，淺埋暗挖法在軟弱土層地鐵車站施工中具有較大的作用，既能夠確保地面交通不中斷、地下管線正常使用，同時(shí)不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)工法對(duì)的污染。在施工過(guò)程中要仔細(xì)權(quán)衡利弊，應(yīng)該基于周圍環(huán)境條件、隧道斷面構(gòu)成、地質(zhì)條件等來(lái)選擇適宜的施工方法，確保地鐵車站施工的安全運(yùn)行。

[1]楊昆.淺談地鐵車站的淺埋暗挖施工法[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015.

[2]張?jiān)?淺談地鐵車站的淺埋暗挖施工法[J].城市建設(shè)理論研究，2015.

U456.3+1

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1004-7344（2016）04-0171-02

2016-1-20