田廣積， 儲 冬， 劉 翔

(中鐵四局集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 511400)

0 引 言

為了適當(dāng)?shù)販p少新建交通設(shè)施區(qū)間隧道對下穿既有隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的負(fù)面影響，國內(nèi)相關(guān)的學(xué)者展開了深入的研究，積極的投入到相關(guān)課題的討論中，積累了諸多的經(jīng)驗(yàn)并完善具體的措施[1]。但是因區(qū)間隧道穿越地段涉及到相對復(fù)雜的地質(zhì)條件，同時(shí)涉及多種類型的地貌，加之既有隧道結(jié)構(gòu)本身的特殊性，使得相關(guān)研究需進(jìn)一步深入，對既有隧道結(jié)構(gòu)的基本使用特征以及工程環(huán)境等加以考察。

1 工程項(xiàng)目的基本情況

以某工程項(xiàng)目為例，其縱向35 m的范圍穿越既有隧道。新建暗挖隧道的開挖所造成的橫斷面，其造型類似于望遠(yuǎn)鏡，其具體尺寸規(guī)格為28 m×12.38 m[2]。隧道整體的開挖面積達(dá)到了347 m2，屬于國內(nèi)跨接長度相對較大的交通隧道工程，其具體內(nèi)容的實(shí)施是借助于C形平頂網(wǎng)格法，以此為基礎(chǔ)對其間隔進(jìn)行合理開挖處理，但是整體的施工難度較大。暗挖隧道軸線與與整個(gè)城市道路的隧道軸線呈現(xiàn)出立體且垂直的分布狀態(tài)，在南北側(cè)的市政道路范圍中，其眉深深度大約達(dá)到了10.4 m，如圖1所示。

圖1 南北道路管線斷面圖

其重點(diǎn)包含著既有隧道結(jié)構(gòu)組成部分，同時(shí)涉及變形縫的設(shè)置要求[3]。新建隧道拱頂豎向靜距離的長度達(dá)到了1.71 m，匝道車道底板和新建隧道拱頂豎向長度的凈距離達(dá)到了6.77 m。根據(jù)上述總結(jié)，該項(xiàng)目屬于超淺埋暗挖下穿既有隧道。在該項(xiàng)目的南北側(cè)市政道路地表范圍中鋪設(shè)了多種已經(jīng)處于運(yùn)行狀態(tài)的市政管網(wǎng)，呈現(xiàn)出相對密集的作業(yè)狀態(tài)，淺層電力排管埋深為0.8 m，深層污水管埋深為4.2 m。暗挖隧道周邊的地下水類型重點(diǎn)涉及到上層滯水以及基巖裂隙水。

暗挖隧道工程的橫斷面為橢圓形，在具體施工的過程中借助于復(fù)合式襯砌施工手段。在對工程進(jìn)行初期支護(hù)的施工階段，通常會運(yùn)用噴混凝土聯(lián)合鋼架的施工方式；在二次襯砌的施工過程中，一般是使用模注混凝土施工。在兩次操作時(shí)需要加設(shè)柔性防水層，以便實(shí)現(xiàn)相對理想的設(shè)計(jì)效果。根據(jù)具體的工程實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)，輔助工程包括大管棚、超前小導(dǎo)管注漿等多個(gè)內(nèi)容。相應(yīng)的厚度應(yīng)該控制于350 mm，臨時(shí)支護(hù)的厚度則需要控制在250 mm，仰拱以及拱墻基本的厚度應(yīng)該控制于700 mm，主體結(jié)構(gòu)底板以及中隔墻的厚度分別是700 mm和800 mm[4]。

2 超淺埋暗挖大跨隧道下穿既有隧道的沉降控制難點(diǎn)

2.1 難度較大

在該項(xiàng)目中，對于新建暗挖隧道的開挖尺寸，一般需要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，將其控制于特定的范圍內(nèi)，以28 m×12.38 m為準(zhǔn)，屬于望遠(yuǎn)鏡形狀，涉及多種管線以及市政道路。依照起初最基本的施工設(shè)計(jì)方案，需要將隧道拱頂上下3 m范圍內(nèi)的地層采用合理的施工方式進(jìn)行加固，但是運(yùn)用這樣的施工方法無法確切有效的保證地層整體工程施工的安全性，在后續(xù)具體的開挖作業(yè)施工過程中，仍然存在著較大的施工風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 地質(zhì)復(fù)雜

在項(xiàng)目建設(shè)過程中，暗挖隧道一般需要經(jīng)過一些復(fù)雜的地段，尤其是在該項(xiàng)目市政道路北側(cè)的20 m范圍中，地層屬于相對復(fù)雜的種類，涉及雜填土、淤泥以及粉質(zhì)黏土等不同的種類，既有隧道的34 m范圍中，涉及粉質(zhì)黏土以及素土等多種土質(zhì)種類，暗挖隧道市政道路南側(cè)16 m范圍中，包含著淤泥以及風(fēng)化砂巖等多種土質(zhì)類型，地質(zhì)呈現(xiàn)出明顯的分布不均勻的情況。

2.3 工序、施工方案問題

在具體作業(yè)的過程中,開挖導(dǎo)洞施工環(huán)節(jié)涉及的工作內(nèi)容相對較少，其中具體的施工工序和二次襯砌施工細(xì)節(jié)呈現(xiàn)出交叉的狀態(tài)，對于整個(gè)施工周期能夠產(chǎn)生負(fù)面的影響[5]。工程的拱頂結(jié)構(gòu)部分若采用分部澆筑混凝土的施工方式，會非常容易導(dǎo)致施工縫問題，這將對工程的整體結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生非常不利的影響，在后期的施工過程中也會導(dǎo)致與之相對應(yīng)的滲漏問題，直接影響到整個(gè)施工過程的安全。

3 超淺埋暗挖大跨隧道下穿既有隧道的沉降控制措施

3.1 旋噴樁加固處理技術(shù)

針對隧道兩側(cè)的市政道路工程中的下部土體，應(yīng)該依據(jù)項(xiàng)目工程建設(shè)所表現(xiàn)出的基本情況，在南北輔道上依照基本的施工原則，在合理的施工位置為其設(shè)置垂直旋噴裝，將基本的施工深度合理的控制在隧道拱頂上部位置的一米范圍內(nèi)，然后在具體操作的過程中建筑純水泥漿高壓旋噴樁，將其合理的置換出不良的地層，由此讓土體處于相對穩(wěn)固的狀態(tài)下，達(dá)到較為理想的鞏固效果。根據(jù)基本的項(xiàng)目建設(shè)需要，在旋噴樁徑的選擇上，應(yīng)該考慮600 mm范圍內(nèi)，水泥漿液的壓力控制，需要根據(jù)基本的規(guī)定和要求分析，將其控制于25～30 MPa的范圍內(nèi)。合理地利用提升壓縮空氣壓力的手段，確?？諝庵械膲毫Ρ幌拗朴?.6～0.8 MPa。

3.2 超前大管棚加固技術(shù)

根據(jù)之前的設(shè)計(jì)方案，70 m暗挖隧道超前管棚屬于既有隧道下部地層相對合理的加固方案，施工的范圍主要是由明挖小里程逐步的向著大里程方向開挖28 m。另外，設(shè)置對應(yīng)的管棚工作室，以此達(dá)到理想的加固成效，為基本的加固細(xì)節(jié)保駕護(hù)航，經(jīng)管棚工作室打孔25 m到既有隧道下穿南側(cè)匝道的下方區(qū)域時(shí)，可以確定基本的范圍，之后落實(shí)管棚防護(hù)細(xì)節(jié)，讓相關(guān)的工作模式趨向合理，達(dá)到較為可靠的成效[6]。在具體的管棚防護(hù)工程實(shí)踐中，應(yīng)該重視明挖大里程方向打孔25 m的區(qū)域，保證這個(gè)階段的操作符合標(biāo)準(zhǔn)和要求，以此為項(xiàng)目加固提供可靠保障。為控制工期，需要將之前的設(shè)計(jì)合理地優(yōu)化，將三段管棚結(jié)構(gòu)調(diào)整為兩端明挖預(yù)留套管交叉鉆孔38 m，以此收獲合理的防護(hù)效果，讓管棚穿越階段不會受到復(fù)雜地層的干擾。

3.3 超前小導(dǎo)管注漿技術(shù)

借助于外徑是32 mm、壁厚為3.5 mm的超前小導(dǎo)管對既有下穿地層進(jìn)行注漿加固處理。其環(huán)向的間距一般是400 mm，依照隧道縱向的深度每隔6榀鋼架合理的搭設(shè)，具體的外插角度應(yīng)該控制在15°,如圖2所示。

圖2 超前小導(dǎo)管縱向布置示意圖

4 結(jié)束語

通過本文的概述，明確了超淺埋暗挖大跨隧道下穿既有隧道的沉降控制措施，為了在超淺施工的過程中控制好埋暗挖大跨度隧道地層沉降問題，可以在具體操作過程中適當(dāng)?shù)慕档桶低谒淼老麓┘扔兴淼啦僮鬟^程中所存在的施工安全風(fēng)險(xiǎn)，保障隧道整體的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)安全性，需要結(jié)合先進(jìn)的施工經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用科學(xué)的施工方案，對已有土體進(jìn)行加固處理，針對兩側(cè)市政道路下部土體進(jìn)一步鞏固。