路 朋

（中鐵十八局集團(tuán)軌道交通工程有限公司 天津 300222）

某地鐵暗挖區(qū)間為近距離大斷面暗挖隧道作業(yè)，小里程方向包含雙線大斷面及聯(lián)絡(luò)線，大里程方向?yàn)榇髷嗝婕皹?biāo)準(zhǔn)斷面開(kāi)挖，其中單洞最大開(kāi)挖寬度15.3m，高10.8m；兩單洞近距分別約為1.4m和1.95m。穿越地層主要為中粗砂、泥巖，管線條件復(fù)雜，施工條件困難。本文詳細(xì)闡述了群洞施工的機(jī)械化施工工藝及減少群洞效應(yīng)的相關(guān)技術(shù)措施，包含開(kāi)挖順序控制、長(zhǎng)管棚施工土體加固、全斷面及深孔注漿土體加固、大斷面步距控制等。

1 工程概況

本區(qū)間主要沿現(xiàn)狀某快速路路中布置?？焖俾芳t線寬度為54m，為雙向機(jī)非混行6車(chē)道，包括輔路2個(gè)機(jī)動(dòng)車(chē)道。區(qū)間線路兩側(cè)建筑物主要為高層、多層建筑，多為混凝土結(jié)構(gòu)，目前基本在使用中，多為商業(yè)或企業(yè)辦公用地。主要管線有：雨水管，砼，DN300，埋深2.5m，東西走向，位于區(qū)間結(jié)構(gòu)側(cè)上方約6.3m；雨水管，砼，DN300，埋深2.8m，東西走向，位于區(qū)間結(jié)構(gòu)側(cè)上方約8.1m；污水管，砼，DN500，埋深3.6m，東西走向，位于區(qū)間結(jié)構(gòu)上方約7.3m；給水管，鑄鐵，DN400，埋深2.2m，東西走向，位于區(qū)間結(jié)構(gòu)上方約8.7m；雨水管，砼，DN300，埋深2.8m，南北走向，位于區(qū)間上方約8.1m。

場(chǎng)地地層沉積具有一定的規(guī)律性，場(chǎng)地地層主要由4部分組成：道路結(jié)構(gòu)層和人工堆積雜填土層、第4系中更新統(tǒng)沖洪積粘性土和砂土層、白堊系泥巖層。

（1）特殊性巖土：場(chǎng)區(qū)內(nèi)有人工雜填土分布，土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散不均，土層透水性好，管道漏水或地表積水下滲容易形成漏水洞穴，對(duì)洞室開(kāi)挖特別不利。

（2）場(chǎng)區(qū)條件內(nèi)不存在巖溶、滑坡、泥石流、危巖等其它不良地質(zhì)現(xiàn)象，在勘察過(guò)程中未見(jiàn)有毒氣體。

（3）根據(jù)《地鐵地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》，近場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)發(fā)育有8條斷裂帶，除伊舒西支斷裂（F7）對(duì)線路有較小影響外，其余均無(wú)影響。

2 施工工藝及技術(shù)措施

2.1 施工順序的確定

橫通道襯砌→開(kāi)挖小里程大斷面→小里程大斷面開(kāi)挖20m→左線大斷面開(kāi)挖→左線大斷面開(kāi)挖完成、深孔注漿土體加固→右線標(biāo)準(zhǔn)斷面開(kāi)挖→小里程大斷面深孔注漿土體加固→聯(lián)絡(luò)線開(kāi)挖。

根據(jù)施工步序，合理錯(cuò)開(kāi)施工步距，有效減小群洞效應(yīng)。下面談一下進(jìn)洞相關(guān)技術(shù)措施。

2.2 施工相關(guān)技術(shù)措施

（1）采用從大斷面向小斷面開(kāi)挖，減小開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn)。

（2）大斷面采用CRD法，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法將大斷面改為小斷面進(jìn)行開(kāi)挖。

（3）單洞單斷面采用臺(tái)階預(yù)留核心土法進(jìn)行施工，保證掌子面穩(wěn)定性。

（4）在橫通道初期支護(hù)完成后向兩側(cè)區(qū)間打設(shè)大管棚及第一榀小導(dǎo)管。打設(shè)導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)管與橫通道側(cè)壁鋼格柵焊接牢固。

（5）向西開(kāi)挖時(shí)先開(kāi)挖右線大斷面隧道。對(duì)大斷面隧道全斷面地層采用小導(dǎo)管進(jìn)行注漿加固。同時(shí)從大斷面區(qū)間對(duì)鄰近隧道的土層進(jìn)行深孔注漿加固。

（6）向東施作先開(kāi)挖左線大斷面隧道，則應(yīng)對(duì)鄰近左線隧道的土層進(jìn)行深孔注漿加固。同時(shí)對(duì)左線大斷面隧道進(jìn)行全斷面小導(dǎo)管注漿加固。

2.3 機(jī)械化大斷面開(kāi)挖施工工藝

機(jī)械化大斷面開(kāi)挖采用拱部及側(cè)壁超前小導(dǎo)管進(jìn)行土體加固后開(kāi)挖支護(hù)，有效控制沉降，降低開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn)。開(kāi)挖過(guò)程分步進(jìn)行開(kāi)挖：雙側(cè)壁導(dǎo)坑法采用6個(gè)小導(dǎo)洞進(jìn)行開(kāi)挖，首先開(kāi)挖1號(hào)洞室，待開(kāi)挖15m后進(jìn)行2號(hào)洞室開(kāi)挖，相同工序進(jìn)行3、4、5、6號(hào)洞室開(kāi)挖。開(kāi)挖過(guò)程中嚴(yán)格控制施工步距。具體施工步序圖詳見(jiàn)圖1。CRD法采用4導(dǎo)洞進(jìn)行開(kāi)挖，相關(guān)工序同雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。

圖1 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工步序圖

2.4 橫通道進(jìn)大斷面長(zhǎng)管棚施工工藝

2.4.1 管棚加工

橫通道進(jìn)大斷面需打設(shè)39根（48m/根）長(zhǎng)管棚，管棚采用縱向連接，連接絲扣長(zhǎng)度不小于150mm，絲扣為方形，螺距6mm。由專(zhuān)業(yè)加工隊(duì)伍進(jìn)行加工，加工成3m、4m兩種節(jié)長(zhǎng)。奇數(shù)管采用3m×4+4m×9形式進(jìn)行鋪管，偶數(shù)管采用4m×3+3m×12形式進(jìn)行鋪管，以滿(mǎn)足相鄰兩根管棚接頭不在同一個(gè)平面上。

2.4.2 管棚施工

本次施工采用有線導(dǎo)向、水循環(huán)跟管鉆進(jìn)方法一次將鋼管打進(jìn)48m，鋼管用絲扣連接。有線導(dǎo)向水循環(huán)跟管鉆進(jìn)法就是管棚鋼管最前端安裝一帶有有線導(dǎo)向儀的楔形鉆頭，鉆頭后面緊跟管棚鋼管。在鉆進(jìn)過(guò)程中采用水作為循環(huán)液排渣，鉆進(jìn)前先將循環(huán)液送至鉆頭前端后開(kāi)始鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過(guò)程中隨時(shí)利用有線導(dǎo)向儀進(jìn)行跟蹤測(cè)斜，發(fā)現(xiàn)管棚鋼管偏離設(shè)計(jì)軌跡時(shí)進(jìn)行糾偏，直到將管棚鋼管打設(shè)到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度進(jìn)行封孔注漿。

橫通道超前大管棚施工工藝流程如圖2所示。

圖2 超前長(zhǎng)管棚施工工藝圖

2.4.3 長(zhǎng)管棚施工技術(shù)控制要點(diǎn)

（1）每個(gè)孔位都要仔細(xì)調(diào)整鉆機(jī)方位，確保每根鋼管以準(zhǔn)確的方向鉆進(jìn)。

（2）因超前管棚為風(fēng)道的水平方向，考慮到鋼管的鋼度變化，管棚進(jìn)孔角度應(yīng)為1%，角度誤差控制在0.5%以?xún)?nèi)。

（3）大管棚打設(shè)時(shí)必須跳孔打設(shè)，終孔跟蹤注漿，注漿必須保證管內(nèi)外環(huán)狀間隙注滿(mǎn)填充實(shí)，跳打3～5個(gè)孔再回去補(bǔ)打。

（4）每節(jié)管打完后必須進(jìn)行角度測(cè)斜，確保管棚鋼管按設(shè)計(jì)軌跡鋪設(shè)。

2.5 深孔注漿施工工藝

2.5.1 注漿加固范圍

對(duì)大斷面隧道全斷面地層采用小導(dǎo)管進(jìn)行注漿加固，小導(dǎo)管為DN32水煤氣管t=3.25mm，長(zhǎng)度5m，間距0.5×0.5m，梅花形布置。注漿漿液根據(jù)地層情況由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，并根據(jù)圍巖條件控制好注漿壓力。注漿壓力應(yīng)控制在0.4～0.6MPa，須保證開(kāi)挖掌子面穩(wěn)定性。同時(shí)從大斷面區(qū)間鄰近隧道的土層進(jìn)行深孔注漿加固，注漿由大斷面斜向側(cè)前方搭設(shè)。注漿角度由施工單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定，注漿壓力控制在0.5～0.8MPa。漿液為水泥漿，根據(jù)地層條件可添加調(diào)節(jié)漿液凝結(jié)時(shí)間和可灌性的外加劑，漿液配比根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。注漿加固后的土體應(yīng)滿(mǎn)足：土體有良好的均勻性和自立性，其無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為0.5～0.8MPa。

2.5.2 注漿工藝

（1）鉆孔：鉆孔按先外圈、后內(nèi)圈的順序進(jìn)行。內(nèi)圈鉆孔可參照外圈鉆孔的順序，后序孔可檢查前序孔的注漿效果。逐步加密注漿一方面可根據(jù)鉆孔的情況調(diào)整注漿參數(shù)，另一方面如果鉆孔情況證明注漿效果已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即可進(jìn)行下一圈孔的鉆進(jìn)，減少鉆孔的工作量，加快施工進(jìn)度。鉆孔時(shí)，還要嚴(yán)格作好鉆孔記錄，包括孔號(hào)、進(jìn)尺、起訖時(shí)間、巖石裂隙發(fā)育情況、出現(xiàn)涌水位置、涌水量和涌水壓力。

（2）配漿：漿液為水泥漿，根據(jù)地層條件可添加調(diào)節(jié)漿液凝結(jié)時(shí)間和可灌性的外加劑，漿液配比根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。本工程采用水：水泥=1∶1配比進(jìn)行配漿。

（3）注漿：

①注漿壓力：為防止過(guò)大的注漿壓力破壞初支結(jié)構(gòu)，注漿過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制注漿壓力，選用的壓力大小與各層的材料結(jié)構(gòu)有關(guān)。初步確定注漿壓力控制在0.4～0.6MPa左右，壓力可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)調(diào)整。

②每次注漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，若需間斷，則間斷時(shí)間應(yīng)小于漿液的初凝時(shí)間。

③當(dāng)注漿壓力達(dá)到最大注漿壓力2倍后仍注不進(jìn)漿液時(shí)，即可結(jié)束注漿（見(jiàn)圖3-4）。

圖3 注漿工藝流程圖

圖4 注漿內(nèi)剖面圖

3 結(jié)束語(yǔ)

礦山法大跨度群洞隧道機(jī)械化施工，重難點(diǎn)就是地表沉降、管線沉降及結(jié)構(gòu)形變。合理控制施工順序、步距及超前土體加固是預(yù)防沉降變形的重要因素。通過(guò)沉降表可以看出，該區(qū)間開(kāi)挖開(kāi)始至結(jié)束沉降量基本處于可控狀態(tài)，本區(qū)間通過(guò)步距控制、超前管棚、深孔注漿及全斷面注漿等施工工藝，有效控制沉降，保證地鐵施工安全，為后續(xù)類(lèi)似大跨度群洞施工提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。