張 玉 強(qiáng)

(中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司，河北 三河 065201)

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施的建立已成為當(dāng)前發(fā)展的重任，城市作為經(jīng)濟(jì)文化中心地帶，匯聚了先進(jìn)的技術(shù)科技，人口密集，工程設(shè)施齊全，但地上、地面、地下各專業(yè)及工程施工干擾大，交叉多，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工限制多，因而，如何在確保安全的情況下，因地制宜，采取針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施，完成工程建設(shè)任務(wù)，已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

本文通過(guò)對(duì)因場(chǎng)地限制而形成的鳳西路車站2號(hào)風(fēng)井及風(fēng)道與施工斜井交叉處大斷面橫豎洞室群施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，對(duì)過(guò)程控制措施進(jìn)行闡述，旨在為交叉洞室群施工提供參考，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)交流及工程創(chuàng)優(yōu)。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介及現(xiàn)狀

重慶軌道交通五號(hào)線一期工程鳳西路站，位于成渝高速公路的正下方，大體上呈東西走向；車站總長(zhǎng)219.8 m，采用暗挖單拱雙層結(jié)構(gòu)，設(shè)四個(gè)出入口、兩組風(fēng)亭及施工斜井一座，其中2號(hào)風(fēng)道除主風(fēng)道外，又分為2號(hào)新風(fēng)道及2號(hào)活塞風(fēng)道，呈T型狀，在T型端位置并排布設(shè)四口豎井，在2號(hào)新風(fēng)道左側(cè)設(shè)無(wú)障礙電梯井一座，共計(jì)五口井；車站北側(cè)為內(nèi)環(huán)高速路，車站南側(cè)為房建施工場(chǎng)地，場(chǎng)地限制多，故此施工斜井在橫向上穿2號(hào)活塞風(fēng)道及2號(hào)新風(fēng)道，豎向與五口豎井全部交叉通過(guò)，鳳西路站平面布置圖詳見(jiàn)圖1。

2號(hào)主風(fēng)道在車站施工期間即開(kāi)始施工，除接口14 m范圍風(fēng)道開(kāi)挖支護(hù)未施工外，其余部位結(jié)構(gòu)全部完成。

1.2 水文地質(zhì)條件

2號(hào)風(fēng)道走向173°，洞跨16.0 m，洞高約13.0 m(兩層)，隧道埋深17.0 m～18.0 m。表層由厚9.8 m～14.6 m的土層覆蓋，其下為砂質(zhì)泥巖與砂巖互層。中風(fēng)化圍巖厚3.3 m～8.8 m，為洞跨的0.2倍～0.6倍。圍巖裂隙發(fā)育，呈塊狀結(jié)構(gòu)，地下水發(fā)育，圍巖級(jí)別為Ⅴ級(jí)。洞頂中等風(fēng)化巖層厚度小于2.5Hq=18.90 m，為淺埋隧道，成洞條件差。隧道洞頂中風(fēng)化巖層最小僅約為3.3 m，開(kāi)挖過(guò)程中圍巖極易坍塌至地表，受地表影響極大。

本風(fēng)道出口設(shè)置一排風(fēng)亭，風(fēng)亭開(kāi)挖后將在83°，173°，263°,353° 4個(gè)坡向上形成邊墻，長(zhǎng)約5.7 m，寬約4.5 m，上部土層厚度約13.6 m～15.3 m，豎井深約18.2 m，井壁巖體主要為砂質(zhì)泥巖夾薄層砂巖。土質(zhì)邊坡較高，土體內(nèi)部可能產(chǎn)生圓弧滑動(dòng)或失穩(wěn)，風(fēng)道井身段圍巖均為中等風(fēng)化砂質(zhì)泥巖夾薄層砂巖，圍巖級(jí)別為Ⅴ級(jí)。

1.3 開(kāi)挖斷面及支護(hù)參數(shù)簡(jiǎn)介

風(fēng)道采用馬蹄形結(jié)構(gòu)，主風(fēng)道開(kāi)挖斷面寬14.96 m×高15.74 m，開(kāi)挖輪廓面積215.77 m2，雙層結(jié)構(gòu)；活塞風(fēng)道開(kāi)挖斷面寬11.96 m×高14.24 m，開(kāi)挖輪廓面積155.25 m2，雙層結(jié)構(gòu)；新風(fēng)道開(kāi)挖斷面寬6.68 m×高7.14 m，開(kāi)挖輪廓面積43.47 m2；最大豎井開(kāi)挖斷面8.1 m×5.8 m。

主風(fēng)道及最大豎井支護(hù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 主風(fēng)道及最大豎井支護(hù)參數(shù)表

1.4 風(fēng)險(xiǎn)描述

本風(fēng)井及風(fēng)道洞室群與施工通道在橫豎向相交，風(fēng)井所處位置以土質(zhì)圍巖為主，整個(gè)施工區(qū)域位于回填土區(qū)，地下水豐富，在風(fēng)道上方豎井密布，井壁最小距離3 m，開(kāi)挖過(guò)程中極易形成坍塌及井壁失穩(wěn)。風(fēng)井及風(fēng)道與施工通道立面關(guān)系圖詳見(jiàn)圖2。

2 施工工藝

2.1 總體思路

由于風(fēng)道及風(fēng)井與施工斜井相交，風(fēng)道及風(fēng)井施工需先截?cái)嗍┕ば本?，?duì)施工斜井進(jìn)行臨時(shí)加固，利用斜井拉槽開(kāi)挖進(jìn)入風(fēng)道上斷面開(kāi)挖作業(yè)，材料及渣土運(yùn)輸通過(guò)車站及豎井運(yùn)輸，先施工活塞風(fēng)道，完成活塞風(fēng)道襯砌后，再開(kāi)挖支護(hù)主風(fēng)道及豎井。

2.2 工藝流程

總體施工工藝流程詳見(jiàn)圖3。

3 施工組織

3.1 施工斜井加固

1)在豎井與施工斜井、風(fēng)道與施工斜井相交的影響范圍內(nèi)，設(shè)置雙排臨時(shí)Ⅰ22a橫撐，第一排設(shè)在起拱線位置，第二排設(shè)置在拱腳風(fēng)道開(kāi)挖影響區(qū)外，臨時(shí)橫撐設(shè)置間距同斜井支護(hù)拱架間距，先鑿除施工斜井噴射混凝土，將橫撐與斜井初支拱架焊接固定；

2)在設(shè)置第二排橫撐的施工斜井初支拱架拱腳部位增設(shè)兩根φ42，L=4.5 m長(zhǎng)鎖腳錨管。

影響范圍內(nèi)施工斜井加固示意圖見(jiàn)圖4。

3.2 豎井開(kāi)挖支護(hù)

1)豎向安裝支護(hù)豎井在施工斜井內(nèi)的支護(hù)拱架，完成臨空部位支護(hù)，并對(duì)豎井臨空范圍回填渣土；

2)自上而下依次完成豎井開(kāi)挖支護(hù)直至施工通道底板位置；

3)為防止活塞風(fēng)道上方兩口活塞風(fēng)井及疏散樓梯間與新風(fēng)井間因井壁過(guò)薄變形，每榀豎井支護(hù)拱架間增設(shè)兩根φ25對(duì)拉錨桿，@1.0 m設(shè)置；

4)在疏散樓梯間與施工斜井相交位置前后各架立3榀豎向Ⅰ18護(hù)拱，@0.5 m布置，以增強(qiáng)疏散通道及疏散樓梯間與施工斜井相交部位豎向支撐。

豎井加固示意圖見(jiàn)圖5。

3.3 斜井底板拉槽開(kāi)挖支護(hù)活塞風(fēng)道

1)從新風(fēng)道端頭位置施工斜井底板位置開(kāi)始拉槽進(jìn)入主風(fēng)道中板頂，完成活塞風(fēng)道上斷面開(kāi)挖支護(hù)，渣土通過(guò)拉槽運(yùn)至施工斜井內(nèi)用于斜井回填。

2)自活塞風(fēng)道端頭位置拉槽反向開(kāi)挖完成活塞風(fēng)道下斷面開(kāi)挖支護(hù)；活塞風(fēng)道開(kāi)挖按照8步CRD法施工，其中上下斷面各兩層，風(fēng)道施工工序圖如圖6所示。

3)活塞風(fēng)道正上方為施工斜井，活塞風(fēng)道施工會(huì)增加該部位空間尺寸，為防止施工斜井在活塞風(fēng)道施工時(shí)下坐，活塞風(fēng)道施工時(shí)在拱部施工斜井支護(hù)拱架拱腳部位左右側(cè)各增設(shè)2根T51自進(jìn)式錨桿，L=6 m，縱向間距同活塞風(fēng)道拱架間距，以對(duì)拱腳部位補(bǔ)強(qiáng)加固，活塞風(fēng)道與施工斜井加固橫向剖面如圖7所示。

3.4 活塞風(fēng)道及活塞風(fēng)井襯砌施工

1)活塞風(fēng)道初支完成后，立即澆筑底板混凝土，搭設(shè)支架體系，采用型鋼+鋼模的組合方式澆筑側(cè)墻及中板混凝土；

2)混凝土澆筑過(guò)程中臨時(shí)支撐不拆除，在中板位置人工鑿開(kāi)臨時(shí)支護(hù)與中板接口部位噴射混凝土，安裝中板鋼筋，將臨時(shí)支撐型鋼一起澆筑在中板內(nèi)；

3)待側(cè)墻及中板混凝土澆筑結(jié)束后，在中板上搭設(shè)支架，澆筑風(fēng)道拱部混凝土，活塞風(fēng)井與活塞風(fēng)道接口范圍內(nèi)1 m混凝土隨拱部一起澆筑，盡早完成接口封閉。

3.5 新風(fēng)道及主風(fēng)道施工

1)活塞風(fēng)道開(kāi)挖結(jié)束后，及時(shí)開(kāi)挖支護(hù)主風(fēng)道，主風(fēng)道采用CRD法施工；

2)主風(fēng)道同活塞風(fēng)道采用8步施工，中板上渣土通過(guò)施工斜井運(yùn)輸，中板以下渣土通過(guò)風(fēng)道自車站內(nèi)運(yùn)出；

3)在中板下開(kāi)挖支護(hù)前，對(duì)新風(fēng)道進(jìn)行局部處理，完成初期支護(hù)；

4)由于主風(fēng)道上方有豎井且與支風(fēng)道相接，接口部位受力復(fù)雜，開(kāi)挖臨空面大，該部位臨時(shí)支撐全部掛網(wǎng)滿噴混凝土，且與豎井相接部位主體拱架不切除，全部滿噴支護(hù)，待后期襯砌完成后再拆除；

5)主風(fēng)道開(kāi)挖支護(hù)結(jié)束后澆筑底板混凝土，分塊澆筑中板及側(cè)墻混凝土，先澆筑靠近新風(fēng)道側(cè)中板及側(cè)墻混凝土，該部位混凝土同新風(fēng)道底板混凝土一同澆筑；

6)待混凝土強(qiáng)度滿足要求后，拆除臨時(shí)中隔壁，中隔壁拆除物通過(guò)靠未澆筑中板側(cè)運(yùn)出；

7)澆筑新風(fēng)道襯砌混凝土；

8)澆筑主風(fēng)道剩余部位混凝土及豎井混凝土。

4 結(jié)論與體會(huì)

1)大斷面橫豎洞室群在施工前需進(jìn)行詳細(xì)的施工過(guò)程模擬分析，對(duì)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)判及風(fēng)險(xiǎn)防御，通過(guò)組合式加強(qiáng)措施，合理化布置施工工序，可有效降低施工過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)，在同等條件下的施工環(huán)境中可借鑒。

2)該洞室群在實(shí)施過(guò)程中，采取了增設(shè)臨時(shí)支撐、鎖腳錨管、自進(jìn)式錨桿、延緩支撐拆除時(shí)間等措施對(duì)豎井與風(fēng)道接口、施工斜井與風(fēng)道接口、風(fēng)道內(nèi)部空間進(jìn)行加強(qiáng)，并加密監(jiān)控量測(cè)頻率，采取減震爆破等方式降低施工過(guò)程擾動(dòng)。

3)施工過(guò)程中可根據(jù)實(shí)施情況結(jié)合監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化施工工序，該洞室群體在2號(hào)活塞風(fēng)道開(kāi)挖結(jié)束后，立即澆筑了活塞風(fēng)道中板及側(cè)墻混凝土，同時(shí)同步實(shí)施主風(fēng)道開(kāi)挖支護(hù)，并分左右幅澆筑了主風(fēng)道側(cè)墻及中板，在右幅(靠新風(fēng)道)中板澆筑后，對(duì)主風(fēng)道臨時(shí)支撐實(shí)施拆除，拆除物通過(guò)左幅風(fēng)道底板運(yùn)出，有效降低了后期臨時(shí)支撐拆除風(fēng)險(xiǎn)。

4)該洞室群施工過(guò)程中需做到工序銜接連貫，在施工各項(xiàng)加強(qiáng)措施后，及時(shí)完成開(kāi)挖支護(hù)作業(yè)，封閉主風(fēng)道左右側(cè)的活塞風(fēng)道及新風(fēng)道，減少洞內(nèi)空間裸露時(shí)間。

5)由于該洞室群所處位置地質(zhì)條件差，圍巖孔隙水及裂隙水發(fā)育，受降雨影響，施工過(guò)程中豎井內(nèi)出現(xiàn)大量水幕，通過(guò)在井壁進(jìn)行底壓注漿及地面設(shè)置降水井可減弱部分滲水，如何采取有效措施降低施工期間地下水影響是本工程的研究改進(jìn)方向。