中鐵十一局集團(tuán)第四工程有限公司，湖北 武漢 430000

近年來，我國各大城市開始修建地鐵以緩解交通壓力，在地鐵建設(shè)過程中，經(jīng)常遇到下穿既有線路的問題。為保證施工順利進(jìn)行和既有線路正常運(yùn)營，這就要求在施工時(shí)采用一系列措施，包括管棚、管幕、超前注漿等措施，而比較常用的就是管棚施工，文章通過結(jié)合廣州市軌道交通22號(hào)線礦山法隧道利用超長管棚小凈距下穿既有3號(hào)線的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行全面分析，希望能夠起到參考作用。

1 工程線路概況

廣州市軌道交通22號(hào)線番祈1#豎井至番禺廣場站共55.2m（DK35+009.400～ZDK35+064.600），下穿地鐵既有3號(hào)線（如圖1所示）。兩條隧道凈距為2.7m，22號(hào)線設(shè)計(jì)為單洞雙線，隧道寬度為14.3m，高度為11.988m，采用CRD法施工，初支采用35cm厚的C25噴射混凝土，二次襯砌采用厚度為60cm的C35混凝土，拱頂采用Φ108mm管棚進(jìn)行超前支護(hù)，管棚間距為30cm，輔以WSS注漿，確保拱頂?shù)貙臃€(wěn)定。

圖1 線路交叉示意圖

為保護(hù)既有運(yùn)營3號(hào)線，下穿3號(hào)線區(qū)間采用Φ108mm超長大管棚一次性穿過，其中由番禺廣場往豎井方向施作管棚50.2m，結(jié)合WSS全斷面注漿及其他初期支護(hù)措施，對(duì)下穿3號(hào)線區(qū)間進(jìn)行加固，通過這些措施使得負(fù)荷能夠均勻分布，減少土體發(fā)生沉降或者變形的概率，有助于提高建筑整體穩(wěn)定性，減少軸線偏差，確保隧道施工及既有運(yùn)營3號(hào)線的安全性。隧道施工支護(hù)參數(shù)如表1所示。

表1 隧道施工支護(hù)參數(shù)表

2 超前大管棚施工技術(shù)原理、施工流程及技術(shù)要點(diǎn)

為保護(hù)既有運(yùn)營3號(hào)線，下穿3號(hào)線區(qū)間采用Φ108mm超長大管棚一次性穿過，其中，由番禺廣場往豎井方向施作管棚50m，由豎井往廣場方向施作管棚6m，搭接1m，將3號(hào)線整體加固。并結(jié)合WSS全斷面注漿及其他初期支護(hù)措施，對(duì)下穿3號(hào)線區(qū)間進(jìn)行加固，使負(fù)荷能夠均勻分布，減少土體發(fā)生沉降或者變形的概率，有助于提高建筑整體穩(wěn)定性，減少軸線偏差，確保隧道施工及既有運(yùn)營3號(hào)線的安全性。為確保施工精度，超前大管棚打設(shè)采用有線儀器定向鉆進(jìn)技術(shù)，先定向鉆孔后送管的工藝進(jìn)行施工。管棚施工采用非履帶式鉆機(jī)，規(guī)避履帶式鉆機(jī)現(xiàn)場操作時(shí)因發(fā)生晃動(dòng)而造成管棚偏位嚴(yán)重。

2.1 技術(shù)原理

有線儀器定向鉆進(jìn)施工工法是由鉆桿進(jìn)行導(dǎo)向，并根據(jù)需要使用導(dǎo)向儀，鉆頭內(nèi)含有傳感器，可以傳輸信號(hào)，進(jìn)而在工作人員控制的顯示器上顯示，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆頭鉆進(jìn)方向、深度以及進(jìn)度的全面控制。為了達(dá)到最佳鉆進(jìn)效果，需要結(jié)合打設(shè)長度設(shè)計(jì)合理的鉆進(jìn)軌跡，在鉆進(jìn)過程中，可使用相應(yīng)的導(dǎo)向系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。鉆進(jìn)時(shí)，主要利用高頻振動(dòng)對(duì)巖體進(jìn)行沖擊，達(dá)到鉆進(jìn)效果，鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生的渣土可以經(jīng)過高壓風(fēng)管沖出，鉆進(jìn)過程中要根據(jù)需要對(duì)鉆進(jìn)方向進(jìn)行糾正。

2.2 施工流程及技術(shù)要點(diǎn)

（1）施工導(dǎo)向墻、導(dǎo)向管。超前大管棚施工前測(cè)量放線出管棚施工輪廓線，定好管棚施工位置，以既有地連墻作為導(dǎo)向墻施工，在地連墻上鉆芯取孔，將其作為導(dǎo)向管，導(dǎo)向管孔徑為150mm，外插角度為0.5°。

（2）搭設(shè)移動(dòng)平臺(tái)。在管棚的施工建設(shè)過程中，為了實(shí)現(xiàn)最佳的施工效果，需要根據(jù)具體情況移動(dòng)鉆機(jī)，不僅如此，還要根據(jù)施工需要對(duì)鉆機(jī)高度進(jìn)行調(diào)整。為了確保鉆機(jī)的有效工作，必須在相應(yīng)位置搭建穩(wěn)定的操作平臺(tái)和移動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)升降功能。

（3）鉆機(jī)安裝就位。將鉆機(jī)施工平臺(tái)搭建完成后，將鉆機(jī)移動(dòng)到操作平臺(tái)，并根據(jù)施工需要將其移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的操作位置，為后續(xù)施工打下基礎(chǔ)。在施工過程中，可以根據(jù)管棚位置、鉆具長度和高度等因素合理確定相應(yīng)的孔位，在這個(gè)過程中必須保證鉆機(jī)的精準(zhǔn)定位，確保施工的有效性。

（4）預(yù)設(shè)鉆進(jìn)軌跡。根據(jù)工程施工方案預(yù)設(shè)相應(yīng)的鉆進(jìn)軌跡，在這個(gè)過程中，必須充分考慮相關(guān)因素，例如當(dāng)?shù)氐牡乩淼刭|(zhì)條件、管棚長度等，進(jìn)一步確保鉆孔的有效性。

（5）導(dǎo)向鉆進(jìn)。要科學(xué)確定施工順序，一般按照間隔兩個(gè)孔位的規(guī)律進(jìn)行。進(jìn)行鉆機(jī)施工前，工作人員必須對(duì)套管管位及其角度進(jìn)行檢測(cè)，確保其符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，誤差較大時(shí)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。開孔定位前必須做好調(diào)試，調(diào)試工作一般由專業(yè)人員負(fù)責(zé)實(shí)施，還要做好相關(guān)檢測(cè)。施工過程中根據(jù)需要選擇相應(yīng)型號(hào)的鉆機(jī)，鉆孔前，科學(xué)測(cè)定其位置、角度和方向，確保鉆進(jìn)的科學(xué)性，并對(duì)每個(gè)鉆孔編號(hào)。

（6）導(dǎo)向控制與糾偏。第一，控制上下偏移。鉆進(jìn)過程中，鉆頭受到自身質(zhì)量的影響，鉆具前段很容易發(fā)生下垂，為了有效處理這種情況，減少糾偏成本，避免環(huán)狀間隙的進(jìn)一步擴(kuò)大，在管棚中心距離隧道初支結(jié)構(gòu)開挖150mm處，使用水平導(dǎo)向儀以及鉆機(jī)探頭控制器進(jìn)行調(diào)整，從而保證鉆進(jìn)的有效性，確保鉆進(jìn)工作滿足工程需要。針對(duì)管棚的橫向偏差，可以通過對(duì)初始段的軸線方向進(jìn)行控制。施工必須保證鉆機(jī)的橫向穩(wěn)定，還要嚴(yán)格控制孔內(nèi)的環(huán)狀間隙。一般按照順時(shí)針方向進(jìn)行，在這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生右旋力，但是其偏斜幅度較小，一般比較容易控制。開孔定位可以進(jìn)行科學(xué)控制，以滿足施工要求。第二，方位偏移控制。施工人員要準(zhǔn)確控制鉆進(jìn)的傾角，通過遠(yuǎn)程顯示器進(jìn)行控制，嚴(yán)格把控鉆頭傾角偏差，如果出現(xiàn)較大偏差，必須對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。為了保證軌跡的精度，一次性鉆進(jìn)還要利用鉆桿實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向。即鉆進(jìn)前利用經(jīng)緯儀測(cè)定鉆桿的軸線方向，在此基礎(chǔ)上按照方向進(jìn)行鉆進(jìn)。第三，加強(qiáng)過程監(jiān)控與糾偏。在鉆進(jìn)施工前，需要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際科學(xué)確定具體的鉆進(jìn)位置，保證鉆機(jī)的鉆桿線與預(yù)期的設(shè)計(jì)線路吻合。要避免鉆進(jìn)方向的偏移，做好記錄，根據(jù)鉆進(jìn)情況及時(shí)做好調(diào)整工作，確保整體鉆機(jī)施工效果。

（7）管棚送管。在鉆進(jìn)完成后送管前，重新洗孔，確?？讖胶烷L度滿足要求后才能送管。管棚鋼管采用分節(jié)安裝，兩節(jié)之間用絲扣連接，絲扣螺紋段長大于150mm。為了提高管棚的抗壓性能，相鄰棚管接縫應(yīng)錯(cuò)開，縫距不小于1.0m。注漿鋼管上鉆注漿孔，孔徑為10mm，孔間距為200mm，呈梅花形布置。鋼管尾部（孔口段）2.0m不鉆花孔作為止?jié){段。

（8）管棚注漿。管棚送管停止后，安裝鋼筋籠，并做好孔口的密封工作，開始注漿。一般選擇水泥漿，還要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水泥漿制作。注漿過程中，水泥漿會(huì)通過管棚實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散。要合理控制注漿壓力，一般控制在0.5～1MPa。根據(jù)單孔內(nèi)具體情況合理控制泵壓，泵壓需要控制在0.2～0.4MPa。注漿完成后，要進(jìn)行檢查，保證各個(gè)間隙被充滿，達(dá)到良好的密實(shí)性效果。要實(shí)施針對(duì)性的保壓措施，這是達(dá)到最佳施工效果的前提和基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

在巖溶隧道的工程施工過程中，相關(guān)工作人員要科學(xué)應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行全面準(zhǔn)確探測(cè)，結(jié)合工地具體情況選擇相應(yīng)的鉆進(jìn)方法，只有這樣才能獲得準(zhǔn)確的地質(zhì)預(yù)測(cè)結(jié)果，從而為后續(xù)順利施工打下基礎(chǔ)。