聯(lián)絡(luò)通道施工監(jiān)測(cè)分析及風(fēng)險(xiǎn)控制

徐亞軍，孫曉峰，李新增，鄒鑫

（1.中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，天津 300308；2.徐州地鐵集團(tuán)有限公司，江蘇 徐州 221018）

1 工程概況

該聯(lián)絡(luò)通道位于蟠桃山站—馱藍(lán)山路站區(qū)間范圍內(nèi)，區(qū)間線路沿馱藍(lán)山路布設(shè)，區(qū)間盾構(gòu)隧道長(zhǎng)度為1.876km、內(nèi)徑5.5m、外徑為6.2m，管片寬度為1.2m、厚度為0.35m。聯(lián)絡(luò)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(lián)絡(luò)通道投影長(zhǎng)度7.92m，底部最長(zhǎng)10.55m，結(jié)構(gòu)凈空寬度3m，開挖寬度4.1m（含初支）。聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)凈空高度3.2m，開挖高度4.4m。該工程采用礦山法進(jìn)行施工，施工時(shí)單向開洞并開挖貫通，初支總厚度0.25m，二襯厚度0.3mm。該聯(lián)絡(luò)通道地質(zhì)勘查報(bào)告顯示，從上至下主要地質(zhì)情況為雜1-1 填土、11-4-3 中風(fēng)化石灰?guī)r、11-4-3 中風(fēng)化石灰?guī)r裂隙較發(fā)育，存在巖溶裂隙水。

2 主要風(fēng)險(xiǎn)

聯(lián)絡(luò)通道位于右DK1+830，盾構(gòu)左、右線隧道由蟠桃山站始發(fā)，馱藍(lán)山路站接收，管片環(huán)編號(hào)由蟠桃山站開始依次編號(hào)，聯(lián)絡(luò)通道中心線在左、右線隧道476、477 環(huán)中間。聯(lián)絡(luò)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(lián)絡(luò)通道埋深較大，地下水位高，聯(lián)絡(luò)通道位于11-4-3 中風(fēng)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(fēng)險(xiǎn)；聯(lián)絡(luò)通道開挖可能造成道路沉陷等風(fēng)險(xiǎn)[1-2]。

3 施工風(fēng)險(xiǎn)控制

3.1 對(duì)中心線兩側(cè)管片進(jìn)行二次注漿加固

為避免聯(lián)絡(luò)通道施工時(shí)對(duì)已處于穩(wěn)定狀態(tài)的成型盾構(gòu)區(qū)間隧道造成較大影響，確保聯(lián)絡(luò)通道位置管片開口上方土體穩(wěn)定，聯(lián)絡(luò)通道施工前應(yīng)對(duì)聯(lián)絡(luò)通道中心線兩側(cè)各5 環(huán)管片背后進(jìn)行注漿加固，并確保密實(shí)，防止發(fā)生滲水情況。

加固前應(yīng)進(jìn)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(cuò)臺(tái)、破損；在盾構(gòu)施工階段完成注漿加固[3]。

3.2 安裝臨時(shí)鋼支撐

在開門洞切割施工前，應(yīng)對(duì)左、右線分別安裝臨時(shí)鋼支撐。為保證聯(lián)絡(luò)通道位置管片變形在允許范圍內(nèi)，應(yīng)對(duì)聯(lián)絡(luò)通道接口處的6 環(huán)管片架設(shè)臨時(shí)支架支撐，然后再進(jìn)行正洞管片混凝土環(huán)管片切割。聯(lián)絡(luò)通道臨時(shí)支架共安裝4 榀，間距跨度為0.9m，兩側(cè)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]。

3.3 打設(shè)地質(zhì)探孔

進(jìn)洞前應(yīng)打設(shè)超前地質(zhì)探孔，探明前方地質(zhì)情況及出水量大小，然后探測(cè)實(shí)際滲水情況，必要時(shí)可進(jìn)行帷幕注漿，采用漸變斷面型式進(jìn)行逐級(jí)擴(kuò)挖。

3.4 進(jìn)行超前支護(hù)

進(jìn)洞前應(yīng)嚴(yán)格把控超前支護(hù)施工，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行上、下臺(tái)階法開挖施工。聯(lián)絡(luò)通道開挖完成或初期支護(hù)完成后，若出現(xiàn)大面積滲漏，應(yīng)進(jìn)行徑向注漿。

在初支完成后對(duì)初支背后進(jìn)行注漿，需嚴(yán)格控制注漿壓力，確保初支背后充填密實(shí)[5]。

3.5 采用信息化技術(shù)手段加強(qiáng)超前支護(hù)探測(cè)及監(jiān)測(cè)

加強(qiáng)超前支護(hù)探測(cè)及監(jiān)測(cè)，針對(duì)初支出現(xiàn)失穩(wěn)預(yù)兆的情況，應(yīng)立即撤出施工人員，并對(duì)掌子面進(jìn)行封閉，在初支內(nèi)側(cè)立即布置型鋼拱架，并設(shè)置水平、豎向支撐，減少支護(hù)結(jié)構(gòu)變形[6-7]。

4 監(jiān)測(cè)分析

4.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

聯(lián)絡(luò)通道位于右DK1+830，隧道直線段落，左、右線管片環(huán)一一對(duì)應(yīng)，聯(lián)絡(luò)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(lán)山路站方向分左、右線，隧道內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)按照施工左、右線進(jìn)行編號(hào)。聯(lián)絡(luò)通道平面位置如圖1 所示。

4.1.1 地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)聯(lián)絡(luò)通位置，并結(jié)合隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行布設(shè)，主要影響區(qū)地表及管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)如圖1 所示，主要地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)范圍為453 環(huán)～503 環(huán)，地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)按照環(huán)號(hào)對(duì)監(jiān)測(cè)斷面的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，如DBC453-1，其中DBC 為地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)冠號(hào)，在圖中省略，453 為環(huán)號(hào)（監(jiān)測(cè)斷面號(hào)），-1 為453 環(huán)監(jiān)測(cè)斷面1 號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其余斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)以此類推。GXC-YS-68、70、71、72、73、75 為雨水管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)。地表沉降控制值為+10mm、-30mm；雨水管線控制值±10mm。

4.1.2 隧道結(jié)構(gòu)主要監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

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(shè)監(jiān)測(cè)斷面，每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面布設(shè)拱底沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)、拱頂沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)、收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)。隧道結(jié)構(gòu)沉降±10mm；隧道結(jié)構(gòu)凈空收斂±12.4mm。

4.2 監(jiān)測(cè)分析

聯(lián)絡(luò)通道位于右DK1+830（右DK1+830=左DK1+830），施工方向?yàn)閺挠揖€向左線開挖。依據(jù)施工進(jìn)度，2023 年3 月10 日進(jìn)行開挖施工，5 月12 日開挖完成（含初支護(hù)施工），5 月26 日開始進(jìn)行二襯施工，7 月16 日完成。

4.2.1 施工準(zhǔn)備階段（2023 年3 月3 日—3月9 日）

主要地表及管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分析，累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為DBC485-2（左線隧道地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)），-0.6mm；隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為DBC478-5（右線隧道地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)），1.3mm。主要隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（主要結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)分析為左、右線462 環(huán)～490 環(huán)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，后面各施工階段監(jiān)測(cè)點(diǎn)范圍相同）：底板累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為ZGGC467-1，-1.2mm，隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為ZGGC478-1，1mm。拱頂累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC480-2，-4mm，隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC485-2，4mm；最大負(fù)收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)為ZGGJ-481，-3mm，最大正收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGJ-478，5mm；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)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(jù)5 月12 日監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，在主要地表及管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為DBC485-2（左線隧道地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)），-3.8mm；隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為DBC478-6，6.2mm。

在主要隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，底板累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC490-1，-2.4mm，隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC485-1，5.4mm；拱頂累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為ZGGC481-2、YGGC472-2，-1mm，隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC462-2、YGGC478-2、YGGC480-2，4mm；最大負(fù)收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGJ-475、YGGJ-478、YGGJ-485、YGGJ-490，-3mm，最大正收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)為ZGGJ-475、ZGGJ-490，5mm。此階段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可控，結(jié)合工況分析，安全可控。

4.2.3 聯(lián)絡(luò)通道開挖貫通至二襯施工準(zhǔn)備階段（2023 年5 月13 日—5 月25 日）

根據(jù)5 月25 日監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，主要地表及管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)中累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為DBC485-2（左線隧道地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)），-3.5mm；隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為DBC478-6，5.5mm。在主要隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，底板累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC490-1，-2.3mm，隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC485-1，6.6mm；拱頂累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC490-2，-1mm，隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC475-2、YGGC480-2，5mm；最大負(fù)收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGJ-475、YGGJ-478，-5mm，最大正收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)為ZGGJ-475、YGGJ-467，5mm，此階段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)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(jù)2023 年7 月17 日監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，在主要地表及管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為DBC485-3（左、右線隧道之間道地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)），-5mm，隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為DBC478-6，5.4mm；在主要隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，底板累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC467-1，-4.3mm，隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC485-1，6.4mm；拱頂累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC490-2，-3mm，隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC475-2、YGGC480-2，5mm；最大負(fù)收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)為ZGGJ-490Y，-5mm，最大正收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)為ZGGJ-462，5mm；此階段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可控。

二襯施工完成階段的監(jiān)測(cè)工作截至8 月22 日，根據(jù)最后一天監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，在主要地表及管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為DBC485-2（左線隧道地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)），-4.9mm，隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為DBC478-6，6.1mm；在主要隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，底板累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC467-1，-4.6mm，隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC485-1，6.6mm；拱頂累計(jì)沉降量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為YGGC478-2、YGGC490-2，-3mm，隆起量最大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)為ZGGC467-2、YGGC462-2，5mm；最大負(fù)收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)為ZGGJ-481、YGGJ-467，-4mm，最大正收斂監(jiān)測(cè)點(diǎn)為ZGGJ-472、YGGJ-478，5mm。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)均小于監(jiān)測(cè)控制值，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化量穩(wěn)定可控。

綜上可知，在聯(lián)絡(luò)通道施工中，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并且對(duì)聯(lián)絡(luò)通道左、右已施工完成的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)主要監(jiān)測(cè)點(diǎn)（聯(lián)絡(luò)通道左、右至少10 環(huán)）及聯(lián)絡(luò)通道施工地表主要監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析，得出如下結(jié)論：

在聯(lián)絡(luò)通道施工前，應(yīng)對(duì)聯(lián)絡(luò)通道兩側(cè)各5 環(huán)管片背后進(jìn)行注漿加固、隧道安裝鋼支撐等技術(shù)措施；開挖施工應(yīng)嚴(yán)格把控超前支護(hù)施工過程；在初支護(hù)施工完成并達(dá)到強(qiáng)度要求后，實(shí)施初支護(hù)背后注漿；二襯施工，需嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。在開挖施工階段，開挖施工時(shí)間較長(zhǎng)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)略有變形，但在可控范圍內(nèi)；二襯施工及后期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化量較小，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化量穩(wěn)定，該聯(lián)絡(luò)通道工程安全可控。

5 結(jié)論

對(duì)礦山法聯(lián)絡(luò)通道工程施工、監(jiān)測(cè)等方面進(jìn)行研究，結(jié)合施工中的風(fēng)險(xiǎn)控制措施和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析對(duì)聯(lián)絡(luò)通道施工進(jìn)行指導(dǎo)，總結(jié)如下：

第一，由于聯(lián)絡(luò)通道施工風(fēng)險(xiǎn)性較大，依據(jù)地質(zhì)條件及地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范合理選取聯(lián)絡(luò)通道位置尤為重要，聯(lián)絡(luò)通道宜選擇在地層相對(duì)穩(wěn)定、地下水位較低的位置。針對(duì)聯(lián)絡(luò)通道地質(zhì)情況、支護(hù)及開挖施工方案，制定風(fēng)險(xiǎn)控制措施。在聯(lián)絡(luò)通道開挖過程中，嚴(yán)格控制工序，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，確保工程安全可控。

第二，建議在初支護(hù)施工階段，嚴(yán)格控制初支護(hù)背后注漿，避免由于注漿量不足，影響結(jié)構(gòu)安全；在聯(lián)絡(luò)通道施工中，加強(qiáng)對(duì)既有盾構(gòu)隧道的結(jié)構(gòu)保護(hù)監(jiān)測(cè)，確保既有隧道結(jié)構(gòu)安全可控。