唐雙升
(中鐵二十局集團第三工程有限公司,重慶 400000)
地鐵工程多數都是在城區(qū)中施工,地下管線比較密集,尤其是近距離下穿大直徑管線施工存在施工安全和環(huán)境風險安全兩方面因素,因此地下管線保護則顯得尤其必要,并要給予相應重視。本文以成都地鐵6號線紅高路站C2出入口通道暗挖近距離下穿大直徑管線施工為例,主要介紹暗挖近距離下穿大直徑管線施工技術重難點及解決方案、主要施工技術措施以及四、暗挖“CD”法施工技術。
對地鐵暗挖通道近距離下穿大直徑管線施工技術的深入研究,能有利于提升地鐵施工水平,使地鐵暗挖通道施工效率更加高效,進而可以增強城市發(fā)展中地鐵的實踐應用效果。因此,需要結合地鐵暗挖通道的實際情況及行業(yè)技術規(guī)范要求,從成本經濟性、技術可行性等方面入手,確定地鐵暗挖通道近距離下穿大直徑管線施工方案。確保地鐵實踐應用中能夠達到預期效果,并降低其施工風險,避免暗挖通道施工中城市管線造成不利影響。
成都地鐵6號線紅高路站C2出入口采用明挖結合暗挖方法施工,暗挖段施工下穿于1995年建設的DN1600預應力承插式柔性水泥給水管。因給水管線系城市主供水管線,承擔著向成都市主城區(qū)供水的任務,日供水能力為20 萬m3,它的安全運行直接影響著成都市上百萬市民的正常生活和工作。近距離施可能會擾動給水管,若導致給水管漏水或爆管無法及時搶修將造成重大損失和安全隱患,并產生不良社會影響。
該出入口暗挖段設計凈空為:7.5 m×4.8 m,開挖斷面尺寸為8.2 m×5.5 m,結構覆土4.3 m;給水管埋深約3 m,管底距開挖面約500 mm,位于粉質黏土及松散卵石層。根據紅高路站地勘報告顯示,豐水期歷史最高地下水位埋深一般為地面下2 m,水位年變化幅度約2~3 m之間,詳勘實測水位埋深為4.7~5.8 m,施工前與過程中采用管井降水,暗挖設計采用“CD”法施工。
根據《紅高路站管綜圖》《紅高路地勘報告》及現場實際考察,出入口通道下穿DN1600給水管與一般暗挖通道相比存在以下幾個難點需要突破:
(1) 給水管管底距離暗挖通道開挖拱頂太近,且管線年代久遠,暗挖通道施工時容易擾動管線接頭位置,引起給水管滲漏或爆裂,采取高精度大管棚施工保護。
(2) 開挖過程中易導致管底土體塌落,開挖前需做好洞內超前注漿加固工作。
(3) 暗挖通道旁為紅高路,車流量較大,經常過一些渣土車、混凝土罐車等重型車輛。應控制開挖進尺及時封閉成環(huán),在暗挖上方鋪設20 mm厚鋼板,減小過往車輛在通道頂部形成的應力集中,加強地表監(jiān)測和洞內沉降、收斂監(jiān)測工作。
通過對車站暗挖出入口通下穿DN1600給水管風險分析,為確保給水管在施工期間的安全與正常使用,同時確保暗挖通道施工過程的安全,需要采取以下關鍵技術措施:
(1) 暗挖通道開挖前,做好超前地質探測工作,對地下管線做好調查工作,檢查是否存在滲漏水現象,與管線產權單位協商,在施工過程中,可對管線采取短期降壓措施。
(2) 采用“CD”法開挖通道,有效地減少開挖時對土體的擾動,并減少開挖的時間,使開挖面在最短的時間內形成封閉,盡快并有效地控制土體的應力釋放造成的暗挖通道拱頂土體的沉降,保證圍巖的穩(wěn)定性。
(3) 注漿加固:暗挖通道過DN1600給水管前,應探明管線位置,初步估計滲漏水情況,并加強與產權單位溝通。必要時在管線周邊1.5 m范圍內,深4 m采取袖閥管注漿加固措施,注漿壓力0.6~1.0 MPa,注漿壓力根據施工情況及時進行調整。在對管線注漿加固施工前應提前做試驗段,根據試驗段注漿效果,及時調整注漿漿液的配比,注漿壓力等注漿參數。注漿結束后,應在開挖前對注漿效果進行檢測,采用雷達探測法對注漿效果進行檢測,及時進行補漿。做到切實有效地對管線進行加固保護。
(4) 加密監(jiān)測點、監(jiān)測間隔時間,定期指派專人巡視。
(1) 施工過程中嚴格遵循“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、快封閉、勤量測”的十八字施工原則。
(2) 現場由專人負責監(jiān)控量測,主要監(jiān)控量測項目包括:①洞內及洞外觀察;②地表沉降;③臨近建 (構) 筑物 (沉降、傾斜、裂縫);④地下管線沉降;⑤初支拱頂沉降;⑥初支凈空收斂。
加強施工變形監(jiān)測及量測信息的處理及反饋,以施工過程中的監(jiān)測信息為依據,動態(tài)管理施工過程中的支護參數及技術措施,保證施工過程按照設定的程序進行。
(3) 暗挖通道開挖前,在明挖接暗挖處隔離樁上設置1 000×4 100導向梁,并預埋管棚導向管,在頂部開挖輪廓線以外200 mm位置設置Φ108×8 mm高精度大管棚,選用材質R780的無縫鋼管,環(huán)向中心間距0.3 m,外插角控制在1°以內,注漿壓力P≤1.0 MPa,注漿擴散半徑r=0.4 m。頂部及兩側豎向范圍設置Φ42×3.25 mm超前小導管,環(huán)相間距0.3 m,外插角控制在10~15°,注漿壓力P≤0.5 MPa。通道開挖前應檢測注漿效果,土體無側限抗壓強度不得小于0.8 MPa。
(4) 通過分成4個導洞分步開挖,每循環(huán)進尺0.5 m,上下臺階距離控制在2~3 m,有效地減少開挖時對土體的擾動,減少了開挖時間,使得開挖面在最短的時間內形成封閉,盡快地有效的控制土體的應力釋放造成的暗挖通道拱頂土體的沉降,保證圍巖的穩(wěn)定性。
(5) 格柵鋼架+雙層網片噴射砼:格柵間距500 mm,采用環(huán)向間距1 m、內外交錯設置的C22鋼筋焊接連接,并用I20a型鋼設中隔撐及橫撐,及時進行雙層網片噴砼初支,以減小隧道開挖的空間及土方暴露的時間,減小對土體的擾動,以縮短封閉時間并增加支護強度。隨二襯施工進度按要求拆除臨時支撐。
(6) 結構施工完層后及時進行背后注漿。
綜上所述,由于城市道路交通的迅速發(fā)展,國家對地鐵施工技術的要求也越來越高。地鐵暗挖通道近距離下穿大直徑管線施工是暗挖施工中的重點,通過對暗挖通道下穿大直徑管線注漿加固技術、暗挖施工對周邊土體擾動控制技術及監(jiān)控量測技術進行研究,有效地控制了地表沉降、管線的變形控制。同時有效地提高了施工質量及施工進度,為下一步的地鐵施工提供了保障,也為紅高路站附屬結構的順利施工提供了強有力的技術保障。對今后類似工程施工積累了寶貴的經驗,具有良好的借鑒作用和較高的推廣應用前景。