楊濤

中鐵交通投資集團(tuán)有限公司 廣西南寧 530023

1 工程概況

1.1 設(shè)計(jì)概況

青秀山站是南寧軌道交通3 號(hào)線從北到南的第17 個(gè)站，站位位于鳳嶺南路與青山路交叉口東側(cè)約180m。根據(jù)地形顯示，地面高程從104．58m 到119．00m，地勢(shì)起伏較大，總體上南高北低，中高東西低。青秀山站為地下四層（局部五層）明暗挖結(jié)合分離島式站臺(tái)車站，車站橫跨鳳嶺南路，在鳳嶺南路北側(cè)的金匯如意坊廣場(chǎng)設(shè)置明挖活塞風(fēng)井，南側(cè)青秀山公園內(nèi)設(shè)置地下四層（局部五層）明挖站廳，站臺(tái)層采用暗挖法，明挖站廳通過從底板斜向下的扶梯斜通道與站臺(tái)層橫通道中部相通，兩條扶梯斜通道夾在平行站臺(tái)層隧道中間，相鄰區(qū)間均在1 號(hào)風(fēng)亭組位置盾構(gòu)吊出。站位北側(cè)為八角樓（4 層）及金匯如意坊（仿古建筑）等低層餐飲商業(yè)建筑，西側(cè)為秀山花園小區(qū)（8 層），南側(cè)為青秀山風(fēng)景區(qū)（5A 級(jí)風(fēng)景區(qū)）。車站起點(diǎn)里程YDK20+045．200,終點(diǎn)里程為YDK20+229．900，埋深60m，總長(zhǎng)184．7m，其中明挖站廳起點(diǎn)里程YDK20+136．500,終點(diǎn)里程為YDK20+218．900，明挖結(jié)構(gòu)總長(zhǎng)為82．4m，標(biāo)準(zhǔn)段總寬41．8m。

暗挖施工范圍為：連接新增豎井與正線隧道的橫通道、站臺(tái)層隧道、橫通道、連接站廳基坑與站臺(tái)層隧道的豎向通道及扶梯斜通道，洞身結(jié)構(gòu)為初期噴錨格柵拱架支護(hù)、中設(shè)防水層、鋼筋混凝土二次襯砌；輔助措施有：超前大管棚、超前注漿小導(dǎo)管、注漿等。

1.2 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)概況

（1）工程地質(zhì)。

暗挖隧道主要處于第三系⑦2-3 地層，北端頭局部處在⑦3-3 地層，局部夾雜著⑦1-3 的泥巖，綜合圍巖等級(jí)為V 級(jí)。

粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖⑦2-3（E）：青灰色，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，成巖程度較深，呈半巖半土狀，局部含泥質(zhì)，厚層狀構(gòu)造。該層普遍分布于車站。層厚0．70 ～46．80m，平均層厚12．30m。進(jìn)行標(biāo)貫試驗(yàn)6 次，擊數(shù)75 ～150 擊，平均108．33 擊，修正擊數(shù)平均89．32 擊。天然狀態(tài)下單軸抗壓強(qiáng)度為0．79 ～3．79MPa，標(biāo)準(zhǔn)值為2．12MPa。

粉（細(xì)）砂巖⑦3-3（E）：青灰色，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，已固結(jié)成巖石狀的半成巖，巖質(zhì)較硬，厚層狀構(gòu)造。本次勘察有28 個(gè)鉆孔揭露該層，主要在青秀山區(qū)域鉆孔揭露，該層埋深較大，揭露深度平均在64m 左右，與泥質(zhì)粉砂巖⑦3-2 相似，多以透鏡體狀分布于⑦2-3 中。層厚1．20 ～17．30m，平均層厚5．36m。天然狀態(tài)下單軸抗壓強(qiáng)度為1．78 ～18．25MPa，標(biāo)準(zhǔn)值4．35MPa。其 中YDK20+125．953 ～YDK20+170．20 段 揭 露 該 層，MCZ3-QXS-01、MCZ3-QXS-07 鉆孔于洞身段附近都有揭露該層，厚度5．6 ～15．4m 不等。

泥巖、粉砂質(zhì)泥巖⑦1-3（E）：青灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，局部粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，成巖程度較深，呈半巖半土狀，風(fēng)干開裂，遇水易軟化，局部含有深灰色、灰黑色薄層泥煤層或炭質(zhì)泥巖。該層普遍分布于車站范圍內(nèi)。層厚0．70 ～24．70m，平均層厚7．16m。進(jìn)行標(biāo)貫試驗(yàn)24 次，擊數(shù)50 ～188 擊，平均91．30 擊，修正擊數(shù)平均79．24 擊。天然狀態(tài)下單軸抗壓強(qiáng)度為0．59 ～7．25MPa，標(biāo)準(zhǔn)值為2．85MPa。自由膨脹率28．14%～43．63%，平均值35．88%，屬A2 類膨脹土。相對(duì)膨脹率1．71%～2．47%，平均2．09%，脹縮總率3．96%～3．97%，平均3．96%，屬中等脹縮土。其中MCZ2-DB2、MCZ3-QXS-06 鉆孔于洞身段附近都有揭露該層的透鏡體，厚度1．8 ～2．0m 不等。

（2）水文地質(zhì)。本車站工程影響范圍內(nèi)的地下水主要為上層滯水、第四系松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水。

根據(jù)詳勘報(bào)告測(cè)得的地下水位埋深為1．00 ～7．80m，水位高程98．10 ～117．50m，平均埋深3．90m，平均高程109．70m。受地勢(shì)高低起伏影響，水位埋深差異大。根據(jù)詳勘報(bào)告抽水試驗(yàn)成果，承壓水穩(wěn)定水位按高程89．22m 考慮。

2 施工方法、工藝及要求

青秀山站暗挖隧道施工，先對(duì)地下巖層進(jìn)行降水，保證水位在隧道底50cm 以下。在傳統(tǒng)三臺(tái)階一次仰拱成型的基礎(chǔ)上，采用高頻炮錘加銑挖機(jī)的機(jī)械開挖方法，減少人工開挖工作量，提高開挖效率，保證施工人員安全。

2.1 超深管井降水試驗(yàn)

隧道最大覆土54．5m，靜止水深32m，穿越第三系的泥質(zhì)粉砂巖半成巖巖層，對(duì)隧道施工在有水的情況下對(duì)隧道施工是最大的不利因素，在該地層在含水的條件下隧道開挖難度及安全風(fēng)險(xiǎn)是不可控的。

抽水試驗(yàn)階段，積極主動(dòng)邀請(qǐng)業(yè)界資深專家對(duì)青秀山站抽水試驗(yàn)及降水設(shè)計(jì)方案進(jìn)行專家論證。根據(jù)該地區(qū)長(zhǎng)期水位觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)，地下水水位呈周期性變化，通過本次群井抽水試驗(yàn)，查明了本地區(qū)承壓含水層的水文地質(zhì)參數(shù)，最終確定了本站的降水井施工方案。

2.2 三臺(tái)階法施工

青秀山站站臺(tái)層暗挖隧道為Ⅴ級(jí)圍巖，正線斷面為A、B、C、D、E 五種斷面，斷面面積從77．56m2～125．34m2，初期支護(hù)采用C25 噴射混凝土加格柵鋼架，二次襯砌采用模筑鋼筋混凝土或支架模板鋼筋混凝土，初支與二襯之間設(shè)全包柔性防水層。原設(shè)計(jì)開挖工法為CD 工法，后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)降水效果好、掌子面前方巖層整體穩(wěn)定性好、隧道作業(yè)空間條件對(duì)設(shè)備工裝的工效影響嚴(yán)重及開挖支護(hù)施工快速封閉成環(huán)的需要等因素，變更為三臺(tái)階施工工法，進(jìn)行非爆破開挖，機(jī)械結(jié)合人工修邊的方式，嚴(yán)格按照“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、快封閉”的原則組織施工。

（1）施工工藝流程。先開挖上臺(tái)階斷面，待開挖至一定長(zhǎng)度后再開挖中下臺(tái)階斷面，三臺(tái)階斷面同時(shí)并進(jìn)的施工方法。施工工藝流程圖見圖4。

（2）開挖方法及作用流程。三臺(tái)階開挖時(shí)，上臺(tái)階開挖進(jìn)尺每循環(huán)原則上不超過1 榀拱架間距，圍巖情況穩(wěn)定情況下可適當(dāng)放大，每循環(huán)進(jìn)尺不超過2 榀拱架及1 米；中臺(tái)階開挖進(jìn)尺每循環(huán)原則上不超過2 榀拱架間距，圍巖情況穩(wěn)定情況下可適當(dāng)放大，每循環(huán)進(jìn)尺不超過3 榀拱架及1．5 米；下臺(tái)階開挖進(jìn)尺每循環(huán)不得超過3 米及6 榀拱架。

（1）第1部：開挖①部后及時(shí)架設(shè)格柵拱架進(jìn)行上臺(tái)階Ⅱ部噴、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，并復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度，形成較穩(wěn)定的承載拱。

（2）第2 部：在滯后①部3 ～5m 后開挖③部，并進(jìn)行中臺(tái)階Ⅳ部噴、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，在滯后③部2m 后開挖⑤部，并進(jìn)行下臺(tái)階Ⅵ部噴、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)。

（3）第3、4 部：及時(shí)施作仰拱砼、填充混凝土，及早封閉成環(huán)。

（4）第5 部：進(jìn)行圍巖量測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)反饋，出現(xiàn)預(yù)警，及時(shí)分析原因，采取必要的加固處理措施，直至變形數(shù)據(jù)收斂。

3 監(jiān)控量測(cè)

3.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及測(cè)點(diǎn)布置

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，三臺(tái)階法隧道施工主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及測(cè)點(diǎn)布置原則如下：

詳見表1。

表1 隧道監(jiān)控量測(cè)設(shè)計(jì)表

表2 隧道監(jiān)控頻率設(shè)計(jì)表

3.2 監(jiān)測(cè)頻率

注：（1）B-礦山法開挖隧道的開挖寬度，L-開挖面至監(jiān)測(cè)點(diǎn)或監(jiān)測(cè)斷面的水平距離（m）；（2）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定后，監(jiān)測(cè)頻率宜為1 次/15d；（3）礦山法隧道斷面變化以及當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)提高監(jiān)測(cè)頻率；

3.3 監(jiān)控項(xiàng)目控制值

詳見表3。

4 結(jié)束語

青秀山站站臺(tái)層暗挖隧道處于第三系泥質(zhì)粉砂巖富水地層，原設(shè)計(jì)CD 工法施工，空間小，設(shè)備使用空間不足5m，各分部施工機(jī)械設(shè)備將會(huì)受到較大的空間限制，施工時(shí)間不可控，進(jìn)度指標(biāo)10m/月，各部工序的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致作業(yè)不連續(xù)，特別是橫通道進(jìn)入右線的拱架轉(zhuǎn)換后，CD 工法的中隔墻將對(duì)后續(xù)施工造成非常大的干擾和影響。本文通過提前對(duì)地層進(jìn)行降水，保證隧道無水開挖。根據(jù)市政環(huán)境下的隧道施工條件，本隧道采用高頻破碎錘加銑挖機(jī)的三臺(tái)階一次仰拱成型非爆破施工方法，可以實(shí)現(xiàn)25m/月進(jìn)度指標(biāo)，可大大提高了施工工效并節(jié)約了現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。