陳 程

（中鐵十六局集團(tuán)有限公司，北京 100020）

0 前言

大多在城區(qū)施工的地鐵工程會(huì)面臨較為密切的地下管線干擾，連續(xù)下穿管線屬于地鐵工程施工的重點(diǎn)與難點(diǎn)。在出入口通道暗挖施工中，暗挖連續(xù)下穿管線施工技術(shù)的應(yīng)用能夠提高施工效率和施工水平，地鐵的實(shí)踐應(yīng)用效果也能夠得到更好保障，為保證該技術(shù)的應(yīng)用取得預(yù)期效果，正是本文研究的目標(biāo)所在。

1 工程概況

本文以長(zhǎng)沙市軌道交通6 號(hào)線工程大路村站（簡(jiǎn)稱大路村站工程）作為研究對(duì)象，該工程附屬結(jié)構(gòu)1 號(hào)出入口暗挖段，主要負(fù)責(zé)連通車站主體與出入口（1A、1B）、安全口（2 號(hào)），圖1 為大路村站工程出入口暗挖段位置示意圖。

圖1 出入口暗挖段位置示意圖

1 號(hào)出入口暗挖段采用箱型混凝土框架結(jié)構(gòu)（地下一層），覆土厚度、通道凈高、通道凈寬分別為5.8～7.5m、4.3/5.5m、6.5m，側(cè)墻、頂板、底板厚度分別為600mm、600mm、700mm，暗挖初支為350mm?；诮Y(jié)構(gòu)斷面尺寸進(jìn)行劃分，可得到斷面兩種，包括弧形頂和平頂直墻，前者可細(xì)分為五種斷面，后者僅包含一種斷面。1 號(hào)出入口暗挖段周邊的管線及建構(gòu)筑物較多，因此施工對(duì)管線及建構(gòu)筑物的保護(hù)提出了較高要求。工程需要下穿雨水箱涵及污水管、下穿燃?xì)夤?，具體設(shè)計(jì)按照永久結(jié)構(gòu)開展，重要性系數(shù)、結(jié)構(gòu)安全等級(jí)分別為1.1、一級(jí)，同時(shí)工程存在五級(jí)的周邊巖石等級(jí)。

工程車站范圍內(nèi)地勢(shì)西高東低，市政道路存在于東西兩端，市政管線屬于周邊管線的主要工程，擁有條件較好的施工場(chǎng)地。暗挖范圍內(nèi)地層由下至上分別為中等風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、粉質(zhì)黏土、素填土、瀝青路面；場(chǎng)地包含基巖裂隙水和松散土層孔隙水類型，上層滯水主要靠地下管線滲漏、大氣降水補(bǔ)給，受滲透性差異大的土質(zhì)不均勻人工填土層影響，局部可能隔水。基巖裂隙水存在富水性貧乏特點(diǎn)，總體透水性差。出入口暗挖通道下穿矩形混凝土雨水箱涵、污水管及排水管；其中雨水為3m×2.5m矩形混凝土結(jié)構(gòu)，底板持力層為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，與結(jié)構(gòu)初支最小凈距約1.453m；污水管為直徑800，PVC 管，與結(jié)構(gòu)初支最小凈距約1.7m；排水管為直徑1500，砼，與結(jié)構(gòu)初支最小凈距約1.722m，下穿燃?xì)夤?；其中燃?xì)夤苤睆綖?00mm，材質(zhì)為PE 管，位于粉質(zhì)黏土層，與結(jié)構(gòu)初支最小凈距約0.976m；此區(qū)域施工前探明燃?xì)夤艿谰唧w位置及埋深，確保燃?xì)夤芫€施工安全。

基于水文分析，由于存在較少的地質(zhì)勘察顯示水量，因此需重點(diǎn)關(guān)注排水管道滲漏水的監(jiān)控，以此規(guī)避相關(guān)施工風(fēng)險(xiǎn)。

2 施工重、難點(diǎn)及解決方案

2.1 施工重、難點(diǎn)

案例工程的施工重、難點(diǎn)可細(xì)分為三個(gè)方面，包括保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、確保施工期間管線安全、控制地面沉降。保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定屬于淺埋暗挖隧道施工的重點(diǎn)，開挖掘進(jìn)階段屬于其中關(guān)鍵，對(duì)于埋深較淺的案例工程來說，由于僅存在1～3m 厚度的拱頂以上中風(fēng)化巖層，這對(duì)施工提出了一定挑戰(zhàn)；確保施工期間管線安全同樣屬于施工的重、難點(diǎn)，具體涉及下穿雨水箱涵及污水管、下穿燃?xì)夤?，包括PVC 材質(zhì)的既有污水管、砼結(jié)構(gòu)的排水管、PE 材質(zhì)的燃?xì)夤?；控制地面沉降是由于工程處于地處交通要道，存在較大的車流量，因此必須設(shè)法規(guī)避地表開裂、控制地表沉降，這同樣對(duì)施工提出了較高挑戰(zhàn)[1]。

2.2 解決方案

為保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，淺埋暗挖隧道施工基于雙臺(tái)階法開展，正式施工前開展超前地質(zhì)預(yù)報(bào)并設(shè)置超前導(dǎo)管支護(hù)，以此開展短臺(tái)階、小分部、快封閉、短循環(huán)、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)式施工，具體施工做到了隨挖隨撐、分塊成環(huán)，隧道進(jìn)洞前的大管棚設(shè)置和監(jiān)控量測(cè)的強(qiáng)化也為施工的順利開展奠定了基礎(chǔ)，以此結(jié)合監(jiān)測(cè)得到的結(jié)果開展動(dòng)態(tài)施工，即可較好滿足工程建設(shè)需要；為確保施工期間管線安全，施工在排水管線、燃?xì)夤芫€保護(hù)中均投入了大量精力。

排水管線保護(hù)主要涉及復(fù)測(cè)管線位置及標(biāo)高、勘察雨水管道內(nèi)部、設(shè)置雙排超前小導(dǎo)管于下穿段、加密雙排超前小導(dǎo)管縱向間距（下穿管線風(fēng)險(xiǎn)段）、檢查雨水管道滲漏情況并開展針對(duì)性處理，每次開挖前對(duì)開挖掌子面打設(shè)超前探孔，探測(cè)前方土體土質(zhì)以及土體含水情況，是否有明水滲出，根據(jù)超前探孔情況及時(shí)調(diào)整開挖參數(shù)及提前進(jìn)行注漿，采用雙液漿確保注漿效果、嚴(yán)格落實(shí)設(shè)計(jì)方案和施工工序、重點(diǎn)開展監(jiān)控量測(cè)工作并及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)、避開雨水集中期進(jìn)行施工。

燃?xì)夤芫€保護(hù)與排水管線保護(hù)基本一致，但需要在施工過程中配置燃?xì)鉂舛葯z測(cè)設(shè)備，以此保證施工安全，同時(shí)嚴(yán)格觀測(cè)管線沉降和差異沉降，在收斂速度異?；虺两党霈F(xiàn)時(shí)立即開展停工處理、根據(jù)設(shè)計(jì)方案，下穿管線段超前小導(dǎo)管需設(shè)置加密雙排，但考慮燃?xì)夤艿罏樗蕉ㄏ蜚@拉管施工，管道埋深較深，無法精確探測(cè)管道位置，根據(jù)產(chǎn)權(quán)單位提供的管線資料，燃?xì)夤艿着c結(jié)構(gòu)初支最小凈距約0.976m，所以下穿燃?xì)夤艿蓝纬靶?dǎo)管應(yīng)采取“短打、密打”的方式，調(diào)整小導(dǎo)管打設(shè)角度，合理減少小導(dǎo)管長(zhǎng)度，加密每環(huán)小導(dǎo)管打設(shè)數(shù)量，臨近燃?xì)夤艿狼昂?m 上臺(tái)階開挖采用人工開挖，減少對(duì)土體的擾動(dòng)，確保安全下穿燃?xì)夤艿馈?/p>

為了控制地面沉降，施工單位在強(qiáng)化監(jiān)控量測(cè)、暗挖施工工序控制方面投入大量精力和資源，以此開展數(shù)據(jù)分析，現(xiàn)場(chǎng)施工得以獲得充分指導(dǎo)，施工進(jìn)尺、初支后背注漿量的動(dòng)態(tài)控制得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)隧道施工在空間和時(shí)間的順接上也投入了大量精力，同時(shí)對(duì)各分步臺(tái)階間開展進(jìn)度協(xié)調(diào)，相關(guān)問題得以有效規(guī)避[2]。

在出入口通道暗挖連續(xù)下穿管線施工技術(shù)的具體應(yīng)用中，需關(guān)注施工工法的優(yōu)化和施工區(qū)域的深入分析。施工工法的優(yōu)化需結(jié)合管線沉降預(yù)防需要，具體施工中需分部開挖導(dǎo)洞一側(cè)，隨后施作中隔壁，之后分布開挖另一側(cè)，以此得到施工狀況良好的兩個(gè)導(dǎo)洞，每側(cè)導(dǎo)洞處理采用上下臺(tái)階法，各導(dǎo)洞縱距控制的強(qiáng)化也需要得到重視；施工區(qū)域的深入分析需強(qiáng)化超前支護(hù)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)上方土體需同時(shí)采用加固方法進(jìn)行處理，通過對(duì)上方土體的改善，得到滲透性較低、強(qiáng)度較高的客體，以此控制沉降并防止塌方，采用全斷面注漿加固法科學(xué)處理開挖前的斷面土體，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能夠進(jìn)一步提升。由于案例工程采用了超前小導(dǎo)管支護(hù)方法，因此在地鐵通道拱部進(jìn)行設(shè)置，優(yōu)選性能可靠注漿管并對(duì)其橫向間距、長(zhǎng)度等進(jìn)行控制，輔以功能特性良好的注漿漿液，出入口通道暗挖連續(xù)下穿管線施工質(zhì)量即可更好得到保障。

3 主要施工技術(shù)措施

3.1 CD 法施工

工程采用CD 法進(jìn)行五種斷面施工，基于一榀拱架間距控制開挖循環(huán)進(jìn)尺，即0.5m，機(jī)械開挖優(yōu)先進(jìn)行，拱腳等隅角處需進(jìn)行土體預(yù)留，規(guī)格為60～70cm，以此開展人工或小型設(shè)備開挖，規(guī)避超挖問題，預(yù)留核心土體積需在淺埋地段適當(dāng)加大，CD 法施工的具體流程可概括為：“①：開挖左側(cè)上部，超前支護(hù)→②：格柵架設(shè)，拱部掛網(wǎng)，側(cè)壁錨桿打設(shè)，混凝土噴射→③：開挖左洞室下部→④：同②→⑤：開挖左洞室下部→⑥：同②→⑦：開挖右側(cè)上部，超前支護(hù)→⑧：同②→⑨：開挖右側(cè)下部→⑩：同②→?：開挖右側(cè)下部→?：同②→?：底板墊層及防水、模筑底板及部分二次襯砌→?：側(cè)墻及頂拱防水，模筑側(cè)墻及拱部二次襯砌”。

可將上述流程概括為以下施工步驟：第一，完成2 號(hào)安全口結(jié)構(gòu)施工后，將φ108 管棚分別打設(shè)于拱部?jī)蓚?cè)，地層需開展超前預(yù)注漿加固，具體采用的超前小導(dǎo)管規(guī)格為φ42，開展臺(tái)階法施工。左洞室上部開挖的過程中需做好初期支護(hù)，墻腳加固選用鎖腳錨管；第二，依次開挖左洞室中部、下部、上部，同時(shí)墻腳加固采用鎖腳錨管；第三，右洞室下部分級(jí)開挖，同時(shí)開展初期支護(hù)施工，墻腳加固選用鎖腳錨管；第四，初期支護(hù)背后注漿，臨時(shí)支撐需結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分段拆除，最大按照8m 控制拆除支撐的每次長(zhǎng)度。依次開展底部防水層、底部及下部邊墻二次襯砌施工，防水板及鋼筋接頭的預(yù)留不容忽視；第五，開展拱部、邊墻防水層的施工，并同時(shí)進(jìn)行二次襯砌施工，得到封閉成環(huán)的結(jié)構(gòu)，在二次襯砌背后注漿完成后，需基于達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)開展后續(xù)施工[3]。

3.2 CRD 法施工

工程采用CRD 法進(jìn)行D 斷面施工，基于一榀拱架間距控制開挖循環(huán)進(jìn)尺，施工以機(jī)械開挖為主，拱腳等隅角處需進(jìn)行土體預(yù)留，規(guī)格為60～70cm，以此開展人工或小型設(shè)備開挖，規(guī)避超挖問題，預(yù)留核心土體積需在淺埋地段適當(dāng)加大，CRD 法施工的具體流程可概括為：“①：開挖左側(cè)上洞室，超前支護(hù)→②：格柵架設(shè)，臨時(shí)仰拱施工，拱部掛網(wǎng)，側(cè)壁錨桿打設(shè)，混凝土噴射→③：開挖左洞室下洞室→④：格柵架設(shè)，拱部掛網(wǎng)，側(cè)壁錨桿打設(shè)，混凝土噴射→⑤：開挖右側(cè)上洞室，超前支護(hù)→⑥：同②→⑦：右側(cè)下洞室→⑧：同④→⑨：底板墊層及防水、模筑底板及部分二次襯砌→?：側(cè)墻及頂拱防水，模筑側(cè)墻及拱部二次襯砌”。

可將上述流程概括為以下施工步驟：第一，施工完成1A 號(hào)出入口主體結(jié)構(gòu)后，將φ108 管棚分別打設(shè)于拱部?jī)蓚?cè)，地層需開展超前預(yù)注漿加固，具體采用的超前小導(dǎo)管規(guī)格為φ42，開展CRD 法施工，左上洞室開挖后需進(jìn)行初期支護(hù)，墻腳由鎖腳錨管加固；第二，開挖左下、右上、右下洞室并進(jìn)行初期支護(hù)，墻腳由鎖腳錨管加固；第三，初期支護(hù)背后注漿，不拆穿臨時(shí)支撐，開展底部防水層施工，進(jìn)行底部及下部邊墻二次襯砌，防水板及鋼筋接頭需要預(yù)留；第四，基于監(jiān)測(cè)結(jié)果將水平臨時(shí)仰拱分小段拆除，拱部、邊墻防水層和二次襯砌施工采用跳格法。結(jié)構(gòu)封閉成環(huán)，將豎向支撐拆除，最后開展二次襯砌背后注漿。

3.3 施工細(xì)節(jié)要點(diǎn)

為保證出入口通道暗挖連續(xù)下穿管線施工質(zhì)量，施工單位在各環(huán)節(jié)施工中均投入大量精力和資源。超前大管棚施工為例，具體施工流程如圖2 所示。

圖2 超前大管棚施工流程

4 結(jié)論

綜上所述，地鐵出入口通道暗挖連續(xù)下穿管線施工技術(shù)的應(yīng)用需關(guān)注多方面因素影響。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的CD 法施工、CRD 法施工、施工細(xì)節(jié)要點(diǎn)等內(nèi)容，則提供了可行性較高的技術(shù)應(yīng)用路徑。為更好滿足地鐵出入口通道暗挖連續(xù)下穿管線施工需要，針對(duì)性的監(jiān)控量測(cè)工作必須嚴(yán)格開展。