李 剛

(中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司 北京 101300)

1 工程概況

近年來，隨著我國經(jīng)濟建設的蓬勃發(fā)展，基礎建設的逐步擴大深化，特別是各個城市地鐵線路不斷增加，修建技術得到了長足進步，地鐵隧道向長、大、深方向發(fā)展，斷面形式復雜多變。 深圳地鐵10 號線1012-2A 標甘坑站至涼帽山站區(qū)間，其中右線大里程方向DK22 ＋657.172，設計為右線正線與出入段線交匯，右線、出入段線兩個小斷面匯總進入大斷面，大小斷面為突變相接，大斷面寬15.99 m，高11.87 m，圍巖級別為Ⅲ～Ⅴ級，采用雙側壁導洞法施工；右線正線小斷面寬6.5 m，高6 m，圍巖級別為Ⅲ級，采用全斷面法施工，大、小斷面的尺寸相差近2.5 倍，給施工帶來很大難度。 現(xiàn)階段小斷面突變至大斷面初支的開挖施工方法基本為傳統(tǒng)的漸變擴挖式施工，尺寸差異很大的大小斷面，傳統(tǒng)的漸變擴挖式施工難度大，安全風險高，漸變后反掏施工周期長，無法滿足實際工期要求，施工單位經(jīng)過多位專家及技術骨干的深入討論，決定采用橫通道施工方法完成大、小斷面轉換技術難題[1]， 該技術在甘涼區(qū)間得到成功應用，安全系數(shù)高，節(jié)約工期，得到業(yè)主、設計院一致好評，為類似工程起到參考借鑒意義。

2 施工方案

小斷面施工完畢，將大斷面按照①、②、③、④、⑤、⑥劃分為6 個導洞(見圖1)，先用臺階法漸變反掏開挖①、②導洞，待②導洞進尺15 m，在大小斷面端頭處分別施作寬6 m 的上、下部橫通道封閉成環(huán)的矩形洞門；然后開始①導洞向⑤、③導洞橫向沿大斷面上初支輪廓漸變式開挖上部橫通道，隨挖隨撐，直至大斷面左邊緣0.5 m 處停止施工；采用臺階法開挖②導洞向⑥、④導洞橫向沿大斷面下初支輪廓漸變式開挖下部橫通道，隨挖隨撐，直至大斷面左邊緣0.5 m 處停止施工，橫通道部位全環(huán)支撐體系采用22 工字鋼，間距0.5 m 布置，上下橫通道立柱垂直對正，用鋼板螺栓連接[2]；最后在橫通道大里程端部施作3 榀拱架，向大斷面各導洞方向采用雙側壁導洞法開挖大斷面。

圖1 大斷面各導洞劃分

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程(見圖2)

圖2 施工工藝流程

3.2 操作要點

3.2.1 小斷面施工完畢，大斷面施工前準備

小斷面施工完畢，將掌子面封閉；超前地質預報探測，檢查洞內土體圍巖、溶洞等，為后續(xù)開挖提供安全保證；清理封閉的小斷面掌子面，測量放線，確定施工位置；在小斷面沿隧道環(huán)向1.5 m、水平方向0.8 m梅花形布置注漿孔位。 注漿管為直徑φ42 mm 鋼管，管壁按梅花形布置溢漿孔，注漿壓力1.5 ～2 MPa，水灰比為0.75∶1 ～1∶1，水泥漿與水玻璃的體積比為1∶1 ～1∶0.8，單次注漿深度15 m， 采用后退式方法對圍巖進行注漿加固[3]。 注漿時，將根據(jù)現(xiàn)場實際地質情況選擇不同的漿液類型，根據(jù)注漿部位的強度要求，隨時調整注漿配合比，跳孔施工。

3.2.2 大斷面①、②導洞初支施工

大斷面①、②導洞采用臺階法漸變反掏開挖，一次開挖步距0.5 m(鋼架間距)，上下臺階的步距控制在3 ～5 m，①導洞下臺階與②導洞上臺階的步距控制在5 m。 每開挖完一步土方，將加工好的臨時橫撐、豎撐及永久初支鋼架沿導洞開挖方向安裝，并與圍巖密貼，采用鋼板螺栓連接，封閉成環(huán)，并在兩側打設鎖腳錨桿，錨桿深度不小于3 m，用鋼筋網(wǎng)及連接筋與臨時橫撐、豎撐及永久初支鋼架縱向焊接，鋼筋網(wǎng)片搭接不小于10 cm，并對支護結構噴射混凝土，應分段、分片、分層進行，由下向上，從無水、少水向有水、多水地段集中，噴嘴與受噴射面應保持垂直，距離應為1.5 m 左右，保護層不小于5 cm[4]。

3.2.3 橫通道洞門施工

待②導洞下臺階進尺達到15 m 后開始施工橫通道洞門，橫通道設置在小斷面進大斷面端頭位置，寬度6 m，見圖3。

圖3 橫通道平面圖

(1)開設上部橫通道①導洞進⑤導洞洞門，在沒割除①導洞臨時豎撐前先施工洞門，首先在靠近①導洞豎撐頂部內邊施工3 道 22a 密排工字鋼縱梁作為上部橫通道洞門頂縱梁，上部橫通道洞門頂縱梁與已完成大斷面①導洞環(huán)向拱架跳榀焊接，縱梁兩端安裝 22a 工字鋼洞門立柱，立柱與頂縱梁用鋼板螺栓連接，在①導洞臨時橫撐上安裝底縱梁，采用鋼板焊接連接。

(2)開設下部橫通道②導洞進⑥導洞洞門，安裝下部橫通道洞門立柱，位置與上部橫通道洞門立柱垂直對應，下部橫通道洞門立柱與①導洞臨時橫撐采用鋼板焊接連接，立柱底部與大斷面②導洞仰拱拱架焊接連接，安裝下部橫通道洞門底縱梁，底縱梁與立柱鋼板螺栓連接[5]。 見圖4、圖5。

圖4 上、下部橫通道洞門施工

3.2.4 ①、②導洞臨時豎撐拆除

洞門支護結構完成后，將①、②導洞上下橫通道洞門范圍內的臨時豎撐全部拆除。 拆除前，在拆除位置增加監(jiān)控量測點，讀取初始值，后跳榀割除，如監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定可全部拆除臨時豎撐[6-7]。

3.2.5 上、下部橫通道施工

(1)待橫通道范圍內臨時豎撐拆除完成后即可進行上下部橫通道的正常開挖，橫通道采用漸變形式施工。 首先開挖上部橫通道，臺階法施工，一次開挖步距為0.5 m(鋼架間距)，上下臺階的步距控制在3 m。 進入⑤導洞后橫通道拱頂高程需高于大斷面初支面以上20 cm，底縱梁低于大斷面臨時橫撐以下20 cm[8]。 橫通道支護采用22 工字鋼，間距0.5 m 布置，縱梁與立柱采用螺栓連接，進洞第一榀拱架架設緊貼①導洞臨時豎撐位置，最后一榀拱架需施工至大斷面左邊緣0.5 m 處停止，橫通道立柱兩側拱腳施作2 根φ25 鎖腳錨桿，長度3 m，錨桿需和橫通道立柱焊接牢固，橫通道全環(huán)設置單層φ8 鋼筋網(wǎng)片，連接筋φ22 鋼筋間距1 m 布置，噴射25 cm厚混凝土，小里程端頭墻位置施工φ25 中空錨桿，長度4 m，0.5 m×1 m 梅花形布置。 見圖6。

圖5 橫通道洞門 1-1 剖面圖

圖6 上部橫通道拱架設置

(2)上部橫通道施工完成后即可開始施工下部橫通道，下部橫通道縱梁安裝高度需低于大斷面仰拱拱架底部20 cm，上下橫通道立柱、下部橫通道立柱與底部縱梁均采用螺栓連接，下部橫通道支護參數(shù)與上部相同，見圖7。

圖7 橫通道拱架設置

(3)上下部橫通道施工完畢，標志著小斷面成功轉換進入大斷面施工。

3.2.6 大斷面洞門及橫通道初支施工

橫通道施工完成后，在大里程方向靠近橫通道立柱處架設3 榀拱架，拱架間距0.5 m，需和①、②導洞已施作拱架在同一里程，此3 榀拱架需設臨時橫撐、豎撐，并與橫通道頂部縱梁利用工字鋼焊接牢固。 使橫通道進大斷面各導洞之前有3 榀已成環(huán)的大斷面拱架。 施工前3 榀大斷面拱架的同時，將橫通道內的大斷面初支全部閉合成環(huán)，但不用施工臨時支撐[9]。

3.2.7 拆除橫通道臨時立柱

橫通道內的大斷面初支完成后，由于④、⑥導洞進洞時需將橫通道立柱切除，為保證橫通道縱梁安全，在大里程方向進洞位置，橫通道縱梁以下設置兩道橫撐，橫撐兩側各焊接兩道斜撐，斜撐切割角度需現(xiàn)場量測后再進行切割加工[10-11]。

3.2.8 大斷面初支施工

上述工藝流程全部完成后，按設計要求采用雙側壁導坑法開挖大斷面，開挖工序與常規(guī)雙側壁導坑法一致，在此不作贅述。

4 結束語

由中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司施工的深圳地鐵10 號線1012-2A 標甘涼區(qū)間項目，首次應用本技術，從2018 年11 月著手方案比選和理論研究，于2018 年12 月開始應用，到2019 年1 月施工完成，歷時2 個月，應用效果良好，避免了反掏二次開挖帶來的安全風險，并且減少了換拱、拆除支撐的工作量，橫通道形成后將工作面全部拓展開來，各導洞使用小機械分別開挖，互相不產生干擾影響，有效提升了整體的施工進度，節(jié)約人工成本，對比傳統(tǒng)施工技術，節(jié)約工期至少一個月[12]。 隨著城市地鐵的不斷發(fā)展，隧道暗挖施工的日益密集，該施工技術將在以后的施工中得到越來越廣泛的應用。