施 偉
(中鐵十八局集團 第四工程有限公司,天津300350)
隧道工程聯(lián)絡通道施工多采用豎井開挖或者隧道內部開孔暗挖的方法,但在復雜地質條件下,尤其是遇到軟土地基,無論選擇何種施工方法,在開挖之前,都需要進行開挖面土體加固處理[1]。油閥管注漿加固后礦山法施工技術,通過注漿形成止水帷幕,為巖體加固營造一個無水環(huán)境,然后進行隧道暗挖[2]。合理選擇注漿參數(shù)和開挖方法,可確保土地加固效果及聯(lián)絡通道開挖的安全性?;诖?,開展隧道工程聯(lián)絡通道施工技術分析就顯得尤為必要。
鄭州市軌道交通6號線一期工程西段區(qū)間起點位于滎陽市賈峪鎮(zhèn),沿線經二七區(qū)馬寨鎮(zhèn)、中原區(qū)到達市民文化服務中心。區(qū)間在其中部的左、右線之間設置了一個聯(lián)絡通道,一旦發(fā)生災害,乘客可以通過此通道疏散到旁邊的安全隧道中。一般情況下廢水泵房與該處聯(lián)絡通道合建,即聯(lián)絡通道內設置廢水泵房以及廢水抽排和人員檢修的通道、管道井。安寧路站~光明路站區(qū)間設置一座聯(lián)絡通道;光明路站~工業(yè)路站區(qū)間設置一座聯(lián)絡通道(具體見圖1),在右DK37+495.750處設置聯(lián)絡通道兼泵房,均采用油閥管注漿加固后礦山法施工。
圖1 本標段平面布置圖
本工程區(qū)間Ⅱ區(qū)沿線嵩山路以西淺部粉土具輕微濕陷,Ⅱ區(qū)及Ⅲ區(qū)沿線沖溝發(fā)育。不良地質包括:地下孔洞、沖溝、地震液化、濕陷、軟土震陷等。在基坑開挖和隧道盾構施工中,容易造成供水管道、排污管道變形而滲漏,如果情況嚴重甚至可能引發(fā)水管爆裂問題,進而引起嚴重的地面沉陷、基坑失穩(wěn)、淹沒等安全事故[3]。
土體加固是聯(lián)絡通道施工的第一步,其加固效果,直接決定了聯(lián)絡通道施工的安全性和施工質量。本工程地質條件比較復雜,為保證施工質量,土體加固時采用了袖閥管注漿施工工藝,施工效果顯著,可進行大力推廣應用。鉆孔直徑為90mm,放入直徑為52mm的PVC管,注漿時控制好注漿壓力避免對管片結構造成破壞。
注漿以滲透注漿方式為主,控制及減小注漿壓力,并適當加密注漿孔布置間距;必要時應提高注漿壓力,采用滲透與擠壓劈裂相結合的注漿方式。對聯(lián)絡通道部位進行全斷面注漿加固地層[4]。施工前觀察地層的地質和地下水情況,進一步核實地質情況。根據地質情況及時對地層進行加固以保證安全。注漿施工采取先試后作的原則,以便調整注漿參數(shù),選定最佳值。聯(lián)絡通道結構及全斷面注漿法地層加固示意圖如圖2所示:
圖2 聯(lián)絡通道橫剖面圖
鋼管片施工時,為保證各道工序順利開展,本工程通過千斤頂和手拉葫蘆聯(lián)合施工,先進行上部四塊管片施工,當聯(lián)絡通道貫通之后,拉下下部兩塊管片。為保證開管片施工順利進行,要提前準備好工具,包括:2臺32t千斤頂,一個2t手拉葫蘆,一個5t手拉葫蘆,一個10t手拉葫蘆。將千斤頂布置在需要開管片的兩側,通過橫梁將兩側管片連接到一起,借助頂推橫梁將管片向外推拉,此過程中,5t和10t手拉葫蘆主要起到拉拔管片的作用。具體施工示意圖如圖3所示:
圖3 聯(lián)絡通道開管片施工示意圖
手拉葫蘆一端鉤住需要拆除的管片,另一端掛在對面隧道管片之上,通過水平方向施加力進行管片拉拔[5]。2t手拉葫蘆的主要作用是拆除上方管片,其中一端鉤住要拆除的管片,避免管片拉出時掉落在工作平臺上。
聯(lián)絡通道采用礦山法開挖,聯(lián)絡通道及泵房先進行上部通道的開挖和支護,再對泵站開挖和支護。開挖步距為一個型鋼支護間距,開挖完成后即初噴混凝土3~5cm,接著架立鋼架,掛鋼筋網,混凝土噴射達到標準厚度,最后再進行下一循環(huán)的施工。人工開挖的工具根據土體強度,采用風鎬。開挖斷面嚴格按照施工圖紙進行,盡量避免超挖。開挖土渣由人工手推車翻至下部,下部由牽引軌道車運出洞外[6]。
3.4.1 聯(lián)絡通道防水設計
本聯(lián)絡通道的防水等級為二級防水標準,為提升防水效果,通過礦山法進行聯(lián)絡通道施工,采用復合式襯砌進行支護,保證聯(lián)絡通道的穩(wěn)定性,聯(lián)絡通道防水結構圖如圖4所示:
圖4 聯(lián)絡通道防水結構圖
由于本工程地質條件比較復雜,為解決地下水對聯(lián)絡通道造成的影響,提出了以下處理對策:
(1)通過15mm ECB實現(xiàn)全包防水,為便于后期注漿,在防水板表面上還設置了注漿系統(tǒng),縱向和環(huán)向之間的間距控制在4m左右,實現(xiàn)了混凝土結構自防水,襯砌支護時保證抗?jié)B等級達到P10。
(2)在進行聯(lián)絡通道結構設計中必須充分考慮水壓造成的影響,避免水壓過大,引發(fā)混凝土裂縫,允許存在的裂縫寬度最大為0.2mm。
(3)聯(lián)絡通道和盾構區(qū)間連接處是防水施工比較薄弱的環(huán)節(jié),為提升防水效果,需要在接頭位置設置兩道橡膠形止水條。此外,為防止二次襯砌之后,混凝土發(fā)生收縮裂縫,接頭位置通過微膨脹混凝土進行施工。
3.4.2 初襯基面處理
初襯支護完成后檢查確認現(xiàn)有基面是否侵限,對侵限部位進行鑿除處理;在鋪設防水層前,對隧道的初期支護表面進行清理,清除仰拱內的殘余土及墻壁上的掛土、尖銳物。接著進行基面找平處理,不平處重新補噴或用砂漿找平,陰陽角按要求用水泥沙漿順成圓弧形,達到防水層施做條件[7]。聯(lián)絡通道與主體隧道接防水圖如圖5所示:
圖5 聯(lián)絡通道與主體隧道接防水圖(單位:mm)
3.4.3 防水卷材施工
防水材料:主體結構采用防水混凝土,聯(lián)絡通道采用ECB塑料防水板;
防水鋪設:防水板采用無釘鋪設,襯墊為梅花型布置,間距拱頂0.7×0.7m,邊墻1.0×1.0m,不允許在防水板上釘明釘。防水板接縫處采用自動熱融機進行雙焊縫焊接?;炷潦┕で斑M行密閉性檢驗。
特殊部位防水:施工縫、變形縫參照車站、盾構井施工縫與變形縫的施工。
防水注意事項:聯(lián)絡通道二襯采用防水混凝土進行結構自防水,防水混凝土的抗?jié)B等級為P10。防水混凝土裂縫寬度不得大于0.2mm,且不得出現(xiàn)貫通裂縫。防水卷材應做好保護,防止綁扎鋼筋等作業(yè)時破壞防水層。地層開挖后,若有滲漏水影響鋪設防水卷材的質量,應進行注漿堵漏處理。防水卷材從拱頂向兩側鋪粘。防水卷材鋪設時要預留一定空間,以保證二襯混凝土施工時不被抓壞。本工程穿墻管防水施工示意圖如圖6所示:
圖6 穿墻管防水施工示意圖(單位:mm)
聯(lián)絡通道采用商品混凝土澆注?;炷吝\至盾構井后采用溜槽轉入自卸卡車中,再運至工作平臺,通過人工澆入倉內。聯(lián)絡通道混凝土施工模板采用了組合式模板,混凝土澆筑量比較大,為降低水化熱造成的裂縫,本工程采用了分層澆筑施工方法,聯(lián)絡通道拱部位置,通過擠壓泵進行施工,邊澆筑邊振搗,振搗器插入深度要進入下層混凝土20cm以上,保證上下兩層混凝土能夠形成一個整體,提升防水效果?;炷烈r砌示意圖如圖7所示:
圖7 混凝土襯砌示意圖
當混凝土襯砌強度達到100%后,及時開展回填注漿,縱向注漿管布設在拱頂襯砌外緣,注漿管的孔徑控制在50mm左右[8]?;靥钭{材料采用M10水泥砂漿,其配合比根據現(xiàn)場試驗確定,回填注漿壓力 0.05~0.15MPa。
聯(lián)絡通道工程是隧道工程施工建設的主要項目,在災難或者事故時,可保證乘客的安全性。聯(lián)絡通道施工難度較大,尤其是遇到不良地質條件之后,更會增加施工難度。采用油閥管注漿加固后礦山法施工技術,可保證施工質量,形成的止水帷幕可為聯(lián)絡通道施工營造一個無水環(huán)境,促使各道工序順利開展,值得大范圍推廣應用。