索再飛

（中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司 北京 100040）

1 前言

隨著城市空間不斷向縱深發(fā)展，為避免或減少拆遷和降低對(duì)周邊環(huán)境以及交通的干擾，暗挖工法得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，尤其是在地鐵工程和地下通道中，其中CRD法應(yīng)用最為普遍，該方法以地層預(yù)加固（處理）為前提，以錨、網(wǎng)噴支護(hù)為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮加固后的地層與初支體系共同受力，承受外部荷載，以監(jiān)控量測(cè)手段指導(dǎo)施工，控制初支結(jié)構(gòu)的拱頂沉降和收斂［1］，但逢特殊部位，如地下通道三通等部位，需采取專門技術(shù)措施進(jìn)行處理。

本文以北京市朝陽(yáng)區(qū)雅寶路某地下通道工程為例，對(duì)暗挖工程中三通處的施工特點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行分析，并有針對(duì)性地采取技術(shù)措施，輔以信息化監(jiān)控，使工程得以順利實(shí)施。

2 工程概況

2.1 地理位置及周邊條件

地下通道位于北京市東二環(huán)中路東側(cè)，地下兩層，暗挖段采用淺埋暗挖法施工，其中地下二層（A通道）連接住宅區(qū)地下車庫(kù)三層，地下一層（B、C通道）連接住宅區(qū)地下車庫(kù)二層，周邊緊臨現(xiàn)狀高層辦公樓、住宅樓，暗挖段施工期間地面交通不中斷。地下通道平面位置見(jiàn)圖1。

圖1 地下通道平面位置

2.2 水文地質(zhì)條件

地下通道最大埋深15 m，表層為人工堆積房渣土，厚度6.8～7.3 m，其下主要為粉土、粉質(zhì)黏土、砂層和粉細(xì)砂層、卵石、圓礫，地層分層不均勻，開(kāi)挖范圍內(nèi)地下水埋深1.7 m，為上層滯水，無(wú)承壓水。

2.3 結(jié)構(gòu)形式

通道暗挖段采用初期支護(hù)和二次襯砌組成的復(fù)合式襯砌，平頂直墻，初期支護(hù)由格柵鋼架、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土組成，二次襯砌為模筑鋼筋混凝土。

3 施工難點(diǎn)分析

通道初期支護(hù)選用CRD法施工，把大斷面分割成小斷面，減少了開(kāi)挖對(duì)周圍地層的擾動(dòng)，充分利用開(kāi)挖的時(shí)空效應(yīng)［2］，穩(wěn)定土體和減小地表沉降，但在整個(gè)地下通道結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的A、B、C三通道交匯處（見(jiàn)圖2、圖3），施工難度大，需要結(jié)合工程特點(diǎn)專項(xiàng)分析。主要難點(diǎn)如下：

圖2 三通平面圖

圖3 三通1-1剖面圖

（1）通道頂部土層為房渣土，有上層滯水，且施工期間地面交通不中斷，地表沉降控制要求高。

（2）A、C通道施工相互干擾大。由于A、C通道平面位置緊鄰、重疊，施工相互影響嚴(yán)重，對(duì)相互土層擾動(dòng)極大，設(shè)計(jì)施工風(fēng)險(xiǎn)大，無(wú)論是先施工A通道或C通道，都會(huì)產(chǎn)生較大的地層疊加沉降，對(duì)另一條帶來(lái)較大影響［3-7］。

（3）通道轉(zhuǎn)向處新開(kāi)馬頭門無(wú)作業(yè)空間。三通處A、C通道連接主通道均為直角轉(zhuǎn)向，無(wú)法一次施工，因此必須先完成主通道A、B直段部分施工，再新開(kāi)馬頭門進(jìn)行二次施工，但需解決作業(yè)空間。

（4）平頂直墻，斷面尺寸大。由 A、B通道到C通道直段起點(diǎn)處跨度較大，開(kāi)挖尺寸為寬10.2 m、高7.9 m，A、B通道施工時(shí)導(dǎo)洞分割尺寸過(guò)大，而且受通道頂管道限制采用平頂直墻結(jié)構(gòu)，不利于變形控制［8］。

（5）整個(gè)斷面采用 CRD法施工，分節(jié)分部較多，尤其還需在主通道（A、B通道）貫通后再轉(zhuǎn)向開(kāi)挖次通道（A、C通道），施工時(shí)累計(jì)沉降較大。

4 主要技術(shù)措施

針對(duì)三通處施工難點(diǎn)分析，重點(diǎn)要解決的就是控制地表沉降以及轉(zhuǎn)向處新開(kāi)馬頭門、主通道跨度過(guò)大和A、C通道施工相互干擾的問(wèn)題。為解決以上施工難點(diǎn)，主要采用以下幾項(xiàng)技術(shù)措施。

（1）超前支護(hù)。采取小導(dǎo)管超前支護(hù)并注漿加固地層，預(yù)先控制開(kāi)挖面前方土體的變形。小導(dǎo)管采用φ42×3.25 mm普通鋼管，管長(zhǎng)2.0 m，注漿鋼管沿開(kāi)挖輪廓線布置，外插角取5°～10°，縱向前后相鄰兩排小導(dǎo)管搭接的水平投影長(zhǎng)度不小于1 m。

（2）跨度調(diào)整。在三通A、B轉(zhuǎn)向處，因考慮交通視線問(wèn)題，需圓弧過(guò)渡，此處實(shí)際開(kāi)挖尺寸L1和L2將超過(guò)通道初支跨度10.2 m，格柵間距也將沿圓弧而變化，加大施工難度，影響拱頂沉降的控制。將三通處工作面分為直段區(qū)和轉(zhuǎn)向區(qū)兩部分，使兩直段格柵跨度盡量均等，即 L1≈L2，避免過(guò)大，形成兩個(gè)直段，二次施工，解決圓弧上格柵間距過(guò)大或過(guò)小的問(wèn)題，既減少開(kāi)挖斷面加快進(jìn)度，又保證安全。見(jiàn)圖4。

（3）洞口加強(qiáng)環(huán)梁。馬頭門是暗挖通道結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，也是施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［9］。為實(shí)現(xiàn)縱向與橫向通道接口部位結(jié)構(gòu)的受力順利轉(zhuǎn)換，確保破除馬頭門進(jìn)洞安全，在洞口設(shè)置加強(qiáng)環(huán)梁，環(huán)梁鋼筋與豎向連接筋、格柵鋼筋、小導(dǎo)管及預(yù)留筋焊接在一起，見(jiàn)圖5。

圖4 三通跨度調(diào)整后平面布置

（4）A通道加高。A通道在轉(zhuǎn)彎處與C通道上下重疊，后逐步爬坡與C通道等高。為減小A、C通道施工時(shí)相互擾動(dòng)，同時(shí)考慮此段通道長(zhǎng)度較短，增加工程量很少，將A通道加高與C通道頂平齊，將兩通道合并施工，見(jiàn)圖6。

圖5 洞口加強(qiáng)環(huán)梁平面位置

（5）作業(yè)面加寬加高。由于施工完A、B通道直段部分后，施工C、A通道轉(zhuǎn)向部分需新開(kāi)馬頭門，馬頭門頂部和A通道側(cè)邊需預(yù)留施工作業(yè)面，加高、加寬到一定高度，才能實(shí)現(xiàn)開(kāi)設(shè)洞門［10］，因此在上層通道轉(zhuǎn)彎前1 m處初支高度開(kāi)始逐漸增加，下層通道加寬500 mm，漸變加高、加寬斷面，便于暗挖受力的轉(zhuǎn)換和銜接。為保證高度漸變處格柵間距及線形，格柵需按每榀分別進(jìn)行放樣、加工制作，依據(jù)間距計(jì)算出每榀加高的高度。見(jiàn)圖6。

（6）導(dǎo)洞劃分。整個(gè)開(kāi)挖斷面劃分為5個(gè)導(dǎo)洞，按照1→2→3→4→5的順序進(jìn)行開(kāi)挖，導(dǎo)洞與導(dǎo)洞相隔6～8 m，各導(dǎo)洞每次開(kāi)挖進(jìn)尺為一個(gè)格柵間距，嚴(yán)禁多榀一次開(kāi)挖。在各開(kāi)挖分部?jī)?nèi)，按正臺(tái)階法分兩臺(tái)階開(kāi)挖支護(hù)，臺(tái)階長(zhǎng)度2～3 m。導(dǎo)洞劃分及施工順序見(jiàn)圖7。

圖6 三通高度調(diào)整后剖面圖

（7）其他主要措施。適當(dāng)縮短二襯分段長(zhǎng)度，分段跳倉(cāng)進(jìn)行臨時(shí)中隔墻、臨時(shí)中隔板及臨時(shí)鋼支撐的拆除和襯砌的施工，及時(shí)封閉成環(huán)，及時(shí)進(jìn)行回填注漿，控制結(jié)構(gòu)變形［11］。二次襯砌施工起始步序見(jiàn)圖8。

圖7 導(dǎo)洞劃分及施工順序

圖8 二次襯砌施工起始步序

5 沉降監(jiān)測(cè)

變形監(jiān)測(cè)是地下工程施工中必不可少的程序，通過(guò)監(jiān)控量測(cè)對(duì)工程施工可能產(chǎn)生的環(huán)境影響進(jìn)行全面監(jiān)控［12］。在通道內(nèi)外布設(shè)足夠的觀測(cè)點(diǎn)，在通道內(nèi)開(kāi)挖未進(jìn)入該三通段影響范圍時(shí)，即開(kāi)始收集該段施工影響范圍內(nèi)的通道內(nèi)及地表的沉降資料及實(shí)時(shí)變化趨勢(shì)，據(jù)此進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)前方的沉降量，并積極采取預(yù)防措施或調(diào)整施工方案，必要時(shí)輔以洞內(nèi)臨時(shí)支撐、地面跟蹤注漿等技術(shù)措施。

從地表沉降過(guò)程曲線來(lái)看，隨著主通道的開(kāi)挖，地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降不斷增加，并于主通道開(kāi)挖過(guò)次通道沉降達(dá)到峰值；次通道開(kāi)挖后對(duì)地表沉降影響也逐漸增加，但斜率降低，未產(chǎn)生地層疊加沉降，直至次通道貫通后趨于穩(wěn)定。典型地表沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖9。

圖9 典型地表觀測(cè)點(diǎn)沉降變化曲線

6 結(jié)束語(yǔ)

本工程在三通處采取調(diào)整通道高度、增加作業(yè)面寬度與高度以及導(dǎo)洞劃分等技術(shù)措施，降低了通道重疊的干擾，為新開(kāi)馬頭門提供作業(yè)面，解決進(jìn)洞難題，有效控制了群洞效應(yīng)引起沉降疊加而造成的過(guò)量沉降，并通過(guò)調(diào)整二次襯砌厚度和裝修實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的通道建筑外形和尺寸，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)意圖。