隧道下穿重要構(gòu)筑物施工保護(hù)技術(shù)

鐘運(yùn)秋

【摘要】城市軌道交通地鐵隧道穿越地下管線、人行地下通道以及各種地面建筑物時(shí)，會(huì)引起這些構(gòu)筑物下沉。為保證構(gòu)筑物的安全，必須根據(jù)地鐵隧道與構(gòu)筑物位置關(guān)系，采取相關(guān)措施，將構(gòu)筑物的沉降控制在一定范圍內(nèi)。

【關(guān)鍵字】下穿；施工；構(gòu)筑物

1、工程概況

K11+082.377～K11+185.224隧道上方為華新正街及建新南路，開挖跨度達(dá)15.44米，埋深最淺處僅4.323米，掌子面拱部及邊墻大部分均為砂卵石、粘土及粉砂回填土、淤泥土，含水豐富，掌子面有股狀水流出，極易坍塌變形，掌子面拱頂以下回填土最大高度達(dá)8米多，周圍結(jié)構(gòu)物、管線較多，緊鄰華新街地下人行通道、華唐路下穿道，特別是距離人行通道地面最小處僅1.2m，有三處擋墻，最大浸入隧道輪廓2.65m，加之本段管線較多，錯(cuò)綜復(fù)雜，K11+118一根Φ400排水管橫穿隧道，浸入隧道開挖輪廓0.7m，沿隧道走向拱頂有2根Φ400排水管，距離隧道開挖線3米，其余主要為光纜及電力、電信管線，拱頂路面車流量非常大，載重量大，路面、結(jié)構(gòu)物及管線沉降難以控制，極易造成坍塌，隧道開挖過程中掌子面左側(cè)有滲水情況發(fā)生，下雨時(shí)水量加大。原設(shè)計(jì)本段為V級(jí)圍巖，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，經(jīng)設(shè)計(jì)、地勘、業(yè)主、監(jiān)理四方代表現(xiàn)場察勘，本段圍巖確認(rèn)為Ⅵ級(jí)

2、施工方案及措施

本段（K11+114～+185.224）采用中壁交叉（CRD）法施工，人工切割開挖。人工切割采用火焰切割機(jī)切割。施工時(shí)嚴(yán)格控制開挖循環(huán)進(jìn)尺，遵從“管超前，嚴(yán)注漿，短進(jìn)尺，小斷面、快支護(hù)、強(qiáng)支護(hù)，早封閉，勤量測”的原則，并加強(qiáng)初期支護(hù)。

（一）開挖

按CRD法施工，隧道分成六個(gè)部分開挖，各部分開挖施工間隔為3～4m，每次開挖進(jìn)尺為一榀拱架間距，嚴(yán)禁多榀一次開挖（具體見下圖）。

該段隧道開挖前采用二重管無收縮超細(xì)水泥化學(xué)漿液注漿技術(shù)，對(duì)前方圍巖開挖輪廓線2米范圍內(nèi)土層進(jìn)行全斷面預(yù)加固，注漿孔全斷面（回填土范圍）布置，周邊孔間距400mm，掌子面調(diào)整為間距1000mm（根據(jù)土層情況及注漿效果可采取動(dòng)態(tài)調(diào)整），外插角確保開挖輪廓線外固結(jié)圈不小于2m，每6米施作一循環(huán)，鉆孔深8m，搭接2m；注漿材料采用水泥+水玻璃+XPM外加劑，設(shè)計(jì)配合比如下：

A液 水：超細(xì)水泥：XPM=1：0.33：0.0495

C液 水：水玻璃=0.65：1 PH=7.5

漿液凝結(jié)時(shí)間：30s-60s （根據(jù)地質(zhì)條件可作適當(dāng)調(diào)整）

注漿壓力：控制在2～4Mpa（具體根據(jù)注漿效果檢驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，埋深較淺處適當(dāng)縮小注漿壓力，并安排專人不間斷查看地面情況）；開挖中如發(fā)現(xiàn)注漿盲區(qū)，及時(shí)采取小導(dǎo)管注漿補(bǔ)強(qiáng)；開挖過程中，掌子面不穩(wěn)定時(shí)立即噴射砼（厚15cm）臨時(shí)封閉。

（二）超前支護(hù)

拱部（包括臨時(shí)支護(hù)拱部）超前支護(hù)采用Φ51超前自進(jìn)式錨桿，L=5000mm、環(huán)向間距300mm、縱向每1.5m一環(huán)，錨桿施工完畢后立即注雙液漿，穩(wěn)固掌子面前方土體，同時(shí)加大對(duì)擋墻基礎(chǔ)注漿加固，控制人行通道、擋墻及路面下沉。

（三）初期支護(hù)

（1）、鋼拱架

永久鋼拱架采用Ⅰ25a工字鋼，縱向間距0.5m，每兩榀拱架之間采用Ⅰ25a工字鋼縱向焊接（每一開挖分部設(shè)兩根，每循環(huán)設(shè)12根），臨時(shí)支撐及臨時(shí)仰拱鋼拱架采用Ⅰ22a工字鋼，縱向間距與永久拱架一致，Φ22縱向連接筋環(huán)向間距1米，每根長0.5m。

（2）、錨桿：

永久錨桿采用Φ32自進(jìn)式錨桿，拱部環(huán)向間距40cm，邊墻80cm，縱向間距與拱架一致，每根長度3.5m。拱部土體部分錨桿斜向超前鉆孔，外插腳30～60度，起到承擔(dān)前方土體作用。位于巖石部分的拱腳，每個(gè)拱腳處打設(shè)4根Φ22鎖腳砂漿錨桿，每根長度3.5m。錨桿施工完畢后立即注雙液漿，加固前方及周邊土體圍巖；臨時(shí)支撐及臨時(shí)仰拱錨桿采用Φ22砂漿錨桿，錨桿長度3.5m，間距0.5×1m（環(huán)向間距1m）。

（3）、鋼筋網(wǎng)：

沿拱架內(nèi)外側(cè)鋪設(shè)φ8雙層鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距15×15cm，搭接2個(gè)網(wǎng)格。鋼筋網(wǎng)與錨桿尾端、鋼架焊接牢固，噴射混凝土?xí)r不得晃動(dòng)。臨時(shí)支撐及臨時(shí)仰拱鋼筋網(wǎng)采用單層φ8鋼筋網(wǎng)。

（4）、噴射混凝土

噴射混凝土采用C30早強(qiáng)混凝土，厚度33cm，每方混凝土中摻入50kg鋼纖維。噴射混凝土應(yīng)自上而下，分片、分層完成，拱架與圍巖之間的間隙亦要用噴射混凝土充填密實(shí)。臨時(shí)支撐及臨時(shí)仰拱厚度20cm。

（5）、鋼管樁

為控制初期支護(hù)及后期結(jié)構(gòu)下沉、收斂，按CQ3B-004號(hào)工程洽商及技術(shù)核定簽證表技術(shù)要求在左、右側(cè)邊墻每榀拱架打設(shè)兩根鋼管樁（Φ89×6），鋼管樁向下外插60°，每根長15m，鋼管內(nèi)設(shè)鋼筋籠，主筋為4根Φ12二級(jí)鋼筋，箍筋為φ8一級(jí)鋼筋，間距20cm，同時(shí)灌注M30水泥漿，使鋼管樁周圍（土）巖體達(dá)到固結(jié)。鋼管樁與鋼拱架等初期支護(hù)采用Ⅰ20a工字鋼縱向焊接連接牢固。

（四）加固措施

（1）、人行通道梯道加固方案

a、梯道兩側(cè)采用密目安全防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)，防止擋土墻瓷磚或其他雜物墜落傷人；

b、梯道底左右各上三級(jí)采用工字鋼結(jié)合腳手架作支架架空，面層鋪方木及5cm厚木板，確保行人通行。

c、梯道敞口處采用腳手架支撐，橫向內(nèi)支撐采用可旋緊式升降腳手架，間距0.6米，豎向及縱向腳手架間距1米，腳手架外側(cè)及頂部鋪設(shè)密目安全網(wǎng)，根據(jù)監(jiān)測情況必要時(shí)再在腳手架上部增設(shè)工字鋼橫撐。

d、4號(hào)擋墻采用Ⅰ20a工字鋼斜撐。

（2）、通道加固方案

a、拆除原照明燈具，在適當(dāng)位置增加臨時(shí)照明設(shè)施，確保行人安全通行；

b、人行通道內(nèi)部采用I20工字鋼支撐，現(xiàn)場拼裝，每70cm一榀，加固長10m，沿拱架內(nèi)側(cè)鋪設(shè)一層鋼筋網(wǎng)，根據(jù)監(jiān)測情況，如出現(xiàn)險(xiǎn)情，立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，噴射混凝土；縱向拱架之間用I18工字鋼連接，環(huán)向間距150cm，支撐地下通道拱部，拱腳縱向用32槽鋼、橫向用I20工字鋼連成整體，橫向工字鋼上面鋪方木及5cm厚木板。

（3）、根據(jù)地面監(jiān)測情況及洞內(nèi)注漿效果，必要時(shí)采用從地面垂直向下注漿。

結(jié)論與展望

本文對(duì)城市軌道交通地鐵隧道穿越地下管線、人行地下通道以及各種地面建筑物時(shí)引起的這些構(gòu)筑物下沉進(jìn)行了分析及得出了合理的施工方案。保證了構(gòu)筑物的安全，得出了根據(jù)地鐵隧道與構(gòu)筑物位置關(guān)系，采取相關(guān)措施，將構(gòu)筑物的沉降控制在一定范圍內(nèi)的結(jié)論。為今后類似工程提供了一定參考價(jià)值。

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