徐亞軍,孫曉峰,李新增,鄒鑫
(1.中國鐵路設計集團有限公司,天津 300308;2.徐州地鐵集團有限公司,江蘇 徐州 221018)
該聯絡通道位于蟠桃山站—馱藍山路站區(qū)間范圍內,區(qū)間線路沿馱藍山路布設,區(qū)間盾構隧道長度為1.876km、內徑5.5m、外徑為6.2m,管片寬度為1.2m、厚度為0.35m。聯絡通道位于左、右線直線段落,里程為右DK1+830(右DK1+830=左DK1+830),線間距為14m。聯絡通道投影長度7.92m,底部最長10.55m,結構凈空寬度3m,開挖寬度4.1m(含初支)。聯絡通道結構凈空高度3.2m,開挖高度4.4m。該工程采用礦山法進行施工,施工時單向開洞并開挖貫通,初支總厚度0.25m,二襯厚度0.3mm。該聯絡通道地質勘查報告顯示,從上至下主要地質情況為雜1-1 填土、11-4-3 中風化石灰?guī)r、11-4-3 中風化石灰?guī)r裂隙較發(fā)育,存在巖溶裂隙水。
聯絡通道位于右DK1+830,盾構左、右線隧道由蟠桃山站始發(fā),馱藍山路站接收,管片環(huán)編號由蟠桃山站開始依次編號,聯絡通道中心線在左、右線隧道476、477 環(huán)中間。聯絡通道管片采用水磨鉆切割開孔,礦山法施工,單向開挖貫通。
區(qū)間聯絡通道埋深較大,地下水位高,聯絡通道位于11-4-3 中風化石灰?guī)r層,施工過程中可能存在拱頂坍塌、隧道坍塌傷人、涌水等安全風險;聯絡通道開挖可能造成道路沉陷等風險[1-2]。
為避免聯絡通道施工時對已處于穩(wěn)定狀態(tài)的成型盾構區(qū)間隧道造成較大影響,確保聯絡通道位置管片開口上方土體穩(wěn)定,聯絡通道施工前應對聯絡通道中心線兩側各5 環(huán)管片背后進行注漿加固,并確保密實,防止發(fā)生滲水情況。
加固前應進一步緊固隧道管片連接螺栓,確保管片間連接緊密,避免注漿造成管片錯臺、破損;在盾構施工階段完成注漿加固[3]。
在開門洞切割施工前,應對左、右線分別安裝臨時鋼支撐。為保證聯絡通道位置管片變形在允許范圍內,應對聯絡通道接口處的6 環(huán)管片架設臨時支架支撐,然后再進行正洞管片混凝土環(huán)管片切割。聯絡通道臨時支架共安裝4 榀,間距跨度為0.9m,兩側榀距為0.6m,支撐安裝完成后在支架兩端醒目位置粘貼反光貼[4]。
進洞前應打設超前地質探孔,探明前方地質情況及出水量大小,然后探測實際滲水情況,必要時可進行帷幕注漿,采用漸變斷面型式進行逐級擴挖。
進洞前應嚴格把控超前支護施工,并嚴格按照設計及規(guī)范要求進行上、下臺階法開挖施工。聯絡通道開挖完成或初期支護完成后,若出現大面積滲漏,應進行徑向注漿。
在初支完成后對初支背后進行注漿,需嚴格控制注漿壓力,確保初支背后充填密實[5]。
加強超前支護探測及監(jiān)測,針對初支出現失穩(wěn)預兆的情況,應立即撤出施工人員,并對掌子面進行封閉,在初支內側立即布置型鋼拱架,并設置水平、豎向支撐,減少支護結構變形[6-7]。
聯絡通道位于右DK1+830,隧道直線段落,左、右線管片環(huán)一一對應,聯絡通道中心線在476 環(huán)、477 環(huán)中間環(huán)縫處,施工中統(tǒng)一以蟠桃山站至馱藍山路站方向分左、右線,隧道內監(jiān)測點按照施工左、右線進行編號。聯絡通道平面位置如圖1 所示。
4.1.1 地表監(jiān)測點布設
地表監(jiān)測點應根據聯絡通位置,并結合隧道結構進行布設,主要影響區(qū)地表及管線監(jiān)測點如圖1 所示,主要地表監(jiān)測點范圍為453 環(huán)~503 環(huán),地表監(jiān)測點按照環(huán)號對監(jiān)測斷面的監(jiān)測點進行編號,如DBC453-1,其中DBC 為地表監(jiān)測點冠號,在圖中省略,453 為環(huán)號(監(jiān)測斷面號),-1 為453 環(huán)監(jiān)測斷面1 號監(jiān)測點,其余斷面監(jiān)測點編號以此類推。GXC-YS-68、70、71、72、73、75 為雨水管線監(jiān)測點。地表沉降控制值為+10mm、-30mm;雨水管線控制值±10mm。
4.1.2 隧道結構主要監(jiān)測點布設
在隧道 左、右 線的455、462、467、472、475、478、485、490、496、503 環(huán)及左線481、右線480 環(huán)布設監(jiān)測斷面,每個監(jiān)測斷面布設拱底沉降監(jiān)測點、拱頂沉降監(jiān)測點、收斂監(jiān)測點。隧道結構沉降±10mm;隧道結構凈空收斂±12.4mm。
聯絡通道位于右DK1+830(右DK1+830=左DK1+830),施工方向為從右線向左線開挖。依據施工進度,2023 年3 月10 日進行開挖施工,5 月12 日開挖完成(含初支護施工),5 月26 日開始進行二襯施工,7 月16 日完成。
4.2.1 施工準備階段(2023 年3 月3 日—3月9 日)
主要地表及管線監(jiān)測點進行分析,累計沉降量最大的監(jiān)測點為DBC485-2(左線隧道地表監(jiān)測點),-0.6mm;隆起量最大的監(jiān)測點為DBC478-5(右線隧道地表監(jiān)測點),1.3mm。主要隧道結構監(jiān)測點(主要結構監(jiān)測點分析為左、右線462 環(huán)~490 環(huán)監(jiān)測點,后面各施工階段監(jiān)測點范圍相同):底板累計沉降量最大的監(jiān)測點為ZGGC467-1,-1.2mm,隆起量最大的監(jiān)測點為ZGGC478-1,1mm。拱頂累計沉降量最大的監(jiān)測點為YGGC480-2,-4mm,隆起量最大的監(jiān)測點為YGGC485-2,4mm;最大負收斂監(jiān)測點為ZGGJ-481,-3mm,最大正收斂監(jiān)測點為YGGJ-478,5mm;監(jiān)測數據穩(wěn)定可控。
4.2.2 開挖施工階段(2023 年3 月10 日—5 月12 日)
根據5 月12 日監(jiān)測數據,在主要地表及管線監(jiān)測點中,累計沉降量最大的監(jiān)測點為DBC485-2(左線隧道地表監(jiān)測點),-3.8mm;隆起量最大的監(jiān)測點為DBC478-6,6.2mm。
在主要隧道結構監(jiān)測點中,底板累計沉降量最大的監(jiān)測點為YGGC490-1,-2.4mm,隆起量最大的監(jiān)測點為YGGC485-1,5.4mm;拱頂累計沉降量最大的監(jiān)測點為ZGGC481-2、YGGC472-2,-1mm,隆起量最大的監(jiān)測點為YGGC462-2、YGGC478-2、YGGC480-2,4mm;最大負收斂監(jiān)測點為YGGJ-475、YGGJ-478、YGGJ-485、YGGJ-490,-3mm,最大正收斂監(jiān)測點為ZGGJ-475、ZGGJ-490,5mm。此階段監(jiān)測數據穩(wěn)定可控,結合工況分析,安全可控。
4.2.3 聯絡通道開挖貫通至二襯施工準備階段(2023 年5 月13 日—5 月25 日)
根據5 月25 日監(jiān)測數據,主要地表及管線監(jiān)測點中累計沉降量最大的監(jiān)測點為DBC485-2(左線隧道地表監(jiān)測點),-3.5mm;隆起量最大的監(jiān)測點為DBC478-6,5.5mm。在主要隧道結構監(jiān)測點中,底板累計沉降量最大的監(jiān)測點為YGGC490-1,-2.3mm,隆起量最大的監(jiān)測點為YGGC485-1,6.6mm;拱頂累計沉降量最大的監(jiān)測點為YGGC490-2,-1mm,隆起量最大的監(jiān)測點為YGGC475-2、YGGC480-2,5mm;最大負收斂監(jiān)測點為YGGJ-475、YGGJ-478,-5mm,最大正收斂監(jiān)測點為ZGGJ-475、YGGJ-467,5mm,此階段監(jiān)測數據穩(wěn)定可控。
4.2.4 二襯施工階段
二襯施工自2023 年5 月26 日開始,于2023 年7 月16 日完成。根據2023 年7 月17 日監(jiān)測數據,在主要地表及管線監(jiān)測點中,累計沉降量最大的監(jiān)測點為DBC485-3(左、右線隧道之間道地表監(jiān)測點),-5mm,隆起量最大的監(jiān)測點為DBC478-6,5.4mm;在主要隧道結構監(jiān)測點中,底板累計沉降量最大的監(jiān)測點為YGGC467-1,-4.3mm,隆起量最大的監(jiān)測點為YGGC485-1,6.4mm;拱頂累計沉降量最大的監(jiān)測點為YGGC490-2,-3mm,隆起量最大的監(jiān)測點為YGGC475-2、YGGC480-2,5mm;最大負收斂監(jiān)測點為ZGGJ-490Y,-5mm,最大正收斂監(jiān)測點為ZGGJ-462,5mm;此階段監(jiān)測數據穩(wěn)定可控。
二襯施工完成階段的監(jiān)測工作截至8 月22 日,根據最后一天監(jiān)測數據,在主要地表及管線監(jiān)測點中,累計沉降量最大的監(jiān)測點為DBC485-2(左線隧道地表監(jiān)測點),-4.9mm,隆起量最大的監(jiān)測點為DBC478-6,6.1mm;在主要隧道結構監(jiān)測點中,底板累計沉降量最大的監(jiān)測點為YGGC467-1,-4.6mm,隆起量最大的監(jiān)測點為YGGC485-1,6.6mm;拱頂累計沉降量最大的監(jiān)測點為YGGC478-2、YGGC490-2,-3mm,隆起量最大的監(jiān)測點為ZGGC467-2、YGGC462-2,5mm;最大負收斂監(jiān)測點為ZGGJ-481、YGGJ-467,-4mm,最大正收斂監(jiān)測點為ZGGJ-472、YGGJ-478,5mm。各監(jiān)測點數據均小于監(jiān)測控制值,監(jiān)測數據變化量穩(wěn)定可控。
綜上可知,在聯絡通道施工中,通過監(jiān)測數據統(tǒng)計,并且對聯絡通道左、右已施工完成的盾構隧道結構主要監(jiān)測點(聯絡通道左、右至少10 環(huán))及聯絡通道施工地表主要監(jiān)測點進行重點分析,得出如下結論:
在聯絡通道施工前,應對聯絡通道兩側各5 環(huán)管片背后進行注漿加固、隧道安裝鋼支撐等技術措施;開挖施工應嚴格把控超前支護施工過程;在初支護施工完成并達到強度要求后,實施初支護背后注漿;二襯施工,需嚴格控制施工質量。在開挖施工階段,開挖施工時間較長,監(jiān)測數據略有變形,但在可控范圍內;二襯施工及后期監(jiān)測數據變化量較小,監(jiān)測數據變化量穩(wěn)定,該聯絡通道工程安全可控。
對礦山法聯絡通道工程施工、監(jiān)測等方面進行研究,結合施工中的風險控制措施和監(jiān)測數據分析對聯絡通道施工進行指導,總結如下:
第一,由于聯絡通道施工風險性較大,依據地質條件及地鐵設計規(guī)范合理選取聯絡通道位置尤為重要,聯絡通道宜選擇在地層相對穩(wěn)定、地下水位較低的位置。針對聯絡通道地質情況、支護及開挖施工方案,制定風險控制措施。在聯絡通道開挖過程中,嚴格控制工序,加強監(jiān)測,確保工程安全可控。
第二,建議在初支護施工階段,嚴格控制初支護背后注漿,避免由于注漿量不足,影響結構安全;在聯絡通道施工中,加強對既有盾構隧道的結構保護監(jiān)測,確保既有隧道結構安全可控。