高 波

摘要:文章結(jié)合工程實(shí)際對(duì)南京地鐵二號(hào)線(xiàn)上-新區(qū)間隧道群洞段施工的過(guò)程進(jìn)行了分析與探討,介紹了此施工項(xiàng)目的設(shè)計(jì)概況、施工重難點(diǎn)以及施工的關(guān)鍵技術(shù)等。

關(guān)鍵詞:南京地鐵二號(hào)線(xiàn);隧道群洞施工;地鐵施工

中圖分類(lèi)號(hào):U455文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-2374(2009)10-0174-03

一、設(shè)計(jì)概況

上海路站-新街口站區(qū)間隧道為分離式單線(xiàn)隧道,沿漢中路向東與新街口車(chē)站相接,在金輪廣場(chǎng)設(shè)臨時(shí)豎井及橫通道。橫通道以東段,由三條小間距隧道組成,分別為區(qū)間左、右線(xiàn)隧道及新街口站1號(hào)風(fēng)道,三條隧道平行布置。正線(xiàn)隧道為馬蹄形斷面,新街口站1號(hào)風(fēng)道暗挖段為矩形斷面,長(zhǎng)度64.2m。

區(qū)間拱頂覆土厚度8.4m～9.1m,屬淺埋暗挖隧道,左右線(xiàn)線(xiàn)間距16.2～17.2m。金鷹過(guò)街道與線(xiàn)路方向呈72°斜交,左右線(xiàn)隧道及新街口1號(hào)風(fēng)道下穿金鷹過(guò)街道段約為13.5m。區(qū)間結(jié)構(gòu)與金鷹過(guò)街通道底板凈距約1.2m,其中左線(xiàn)區(qū)間隧道初期支護(hù)與金鷹過(guò)街通道外掛下沉式水泵房底板局部有位置沖突,如圖1、圖2所示:

圖1 區(qū)間隧道及新街口1號(hào)風(fēng)道平面布置

圖2 隧道群與金鷹過(guò)街通道相互關(guān)系剖面圖

二、施工重難點(diǎn)

1.地質(zhì)條件差、地下水復(fù)雜。區(qū)間隧道向新街口站方向穿越②-2b4軟流塑地層,同時(shí)下穿金鷹過(guò)街通道,根據(jù)隧道開(kāi)挖揭示地層以及探孔分析,該段土體富含地下水,土體經(jīng)多年浸泡形成軟流塑狀,同時(shí)存在管線(xiàn)滲漏、積水補(bǔ)給,以及不明地下滲水通道等,土層自穩(wěn)性極差,易發(fā)生涌泥、涌水、坍塌現(xiàn)象,在該地層組織暗挖隧道施工尤其是隧道群的施工,難度相當(dāng)大。

2.地理位置重要。金鷹過(guò)街通道地處鬧市中心,是來(lái)往行人重要通道,上面為交通繁忙的漢中路和王府大街的十字路口,地理位置和社會(huì)地位十分重要。

3.破樁施工對(duì)沉降控制不利。金鷹通道部分圍護(hù)樁伸入隧道3.98m,開(kāi)挖需逐根破除,考慮破樁施工掌子面暴露時(shí)間長(zhǎng),金鷹過(guò)街道兩側(cè)變形縫緊鄰隧道,地層沉降更加明顯,破除前必須對(duì)通道進(jìn)行有效加固,降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

4.土體擾動(dòng)次數(shù)多,控制沉降難。原金鷹過(guò)街通道施工對(duì)原地層已有干擾,破壞了原有軟流塑地層結(jié)構(gòu),左右線(xiàn)隧道施工形成二次擾動(dòng),地層應(yīng)力釋放更為明顯,地層變形造成的沉降比其它地段更加敏感,同時(shí)考慮區(qū)間完成后進(jìn)行新街1號(hào)風(fēng)道施工再次擾動(dòng),該段地層控制沉降難度極大。

5.管線(xiàn)密集、滲水多。

三、施工關(guān)鍵技術(shù)

(一)大管棚施工

金鷹過(guò)街通道東西兩側(cè)圍護(hù)樁將橫通道以東段截成了三段,因此大管棚的施工也要分成三個(gè)部分來(lái)考慮。

利用已經(jīng)施工的橫通道空間施作第一循環(huán)大管棚,管棚直徑?準(zhǔn)121,采取跟管鉆進(jìn)方式,管棚頂?shù)浇瘊椷^(guò)街通道西側(cè)圍護(hù)樁即可。

第二循環(huán)管棚利用管棚工作室從西往東鉆進(jìn)施工,管棚直徑?準(zhǔn)140,采用金剛鉆頭開(kāi)孔破金鷹過(guò)街通道西側(cè)的圍護(hù)樁,開(kāi)孔后采取跟管鉆進(jìn),管棚同金鷹過(guò)街通道東側(cè)圍護(hù)樁相切即可終孔注漿;水泥漿液初凝后,進(jìn)行洗孔作業(yè),為下循環(huán)管棚套打做準(zhǔn)備。

因過(guò)街道底板與隧道拱頂凈距很小,無(wú)法設(shè)置管棚工作室;因此第三循環(huán)管棚采取套打方式,從第二循環(huán)?準(zhǔn)140管棚管口套打?準(zhǔn)121管。

(二)全斷面劈裂注漿施工

為了有效控制金鷹過(guò)街道的注漿隆起和施工沉降,通過(guò)改進(jìn)漿液性能和注漿工藝兩個(gè)方面來(lái)采取措施。普通段采用普通水泥水玻璃雙液漿,下穿過(guò)街道段12m范圍采用超細(xì)型HSC注漿材料。主要是利用該注漿料可注性強(qiáng)、結(jié)石率高(≥98%)的特性,在相對(duì)較小注漿壓力下(≮0.4Mpa)便可形成為放射狀劈裂效果,來(lái)充分改良待挖土體的性能。另采取多開(kāi)孔、小漿量的注漿工藝(如圖3所示),通過(guò)加密掌子面布孔、減少單孔注漿量,來(lái)解決單孔注漿量偏大易引起過(guò)街道隆起而不能有效改良地層的問(wèn)題。

圖3 隧道劈裂注漿布孔示意圖

表1 HSC注漿參數(shù)表

(三)群洞段徑向注漿

區(qū)間橫通道至新街口站范圍,在左右線(xiàn)隧道中間設(shè)新街口1號(hào)風(fēng)道,風(fēng)道與隧道間土柱厚度僅為3.1m,左右線(xiàn)隧道先于風(fēng)道施工。考慮淤泥質(zhì)軟流塑地層中施作1號(hào)風(fēng)道,需防止左右線(xiàn)已完初支結(jié)構(gòu)不受1號(hào)風(fēng)道開(kāi)挖影響出現(xiàn)變形開(kāi)裂或滲水現(xiàn)象,同時(shí)又保證左右線(xiàn)隧道施工擾動(dòng)后的液化土層中施作1號(hào)風(fēng)道安全,在左右線(xiàn)隧道施工完畢后,對(duì)1號(hào)風(fēng)道間土體進(jìn)行注漿加固,減少群洞效應(yīng)對(duì)土體多次擾動(dòng)。

金鷹過(guò)街通道段徑向注漿在該段初支結(jié)束后先進(jìn)行施工,利用徑向注漿在隧道內(nèi)對(duì)金鷹過(guò)街通道下方土體進(jìn)行加固,并對(duì)因隧道開(kāi)挖引起的土層含水流失進(jìn)行注漿補(bǔ)償,防止由于地下水流失引起土層沉降,避免通道結(jié)構(gòu)下沉影響隧道和通道安全。

根據(jù)漿液效果對(duì)比和前期注漿經(jīng)驗(yàn),選用流動(dòng)性大、結(jié)實(shí)率高、無(wú)收縮、強(qiáng)度高的HSC超細(xì)水泥漿液。

左右線(xiàn)隧道分兩次進(jìn)行注漿,均由區(qū)間橫通道向新街口方向依次施作,每循環(huán)注漿管環(huán)向按奇偶編號(hào),第一遍奇數(shù)孔注漿,左右線(xiàn)注漿結(jié)束后進(jìn)行第二遍偶數(shù)孔注漿,分階段進(jìn)行加固止水,提高注漿效果,避免地下水出現(xiàn)串流現(xiàn)象;

加固注漿壓力不宜過(guò)高,防止地表及過(guò)街道結(jié)構(gòu)變形。注漿時(shí),拱部注漿壓力宜控制在0.6MPa,邊墻及下部注漿壓力控制在0.8Mpa以?xún)?nèi)。

(四)金鷹過(guò)街道段截樁施工

在隧道開(kāi)挖掘進(jìn)過(guò)程中,金鷹過(guò)街通道鋼筋砼圍護(hù)樁侵入隧道凈空最大為3.985m,需進(jìn)行破除。為防止破除樁基影響上部結(jié)構(gòu)安全,保證結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定并達(dá)到快速施工目的,現(xiàn)場(chǎng)采用型鋼拱架代替格柵,型鋼緊貼密排,在破除樁體時(shí)形成連續(xù)縱梁結(jié)構(gòu),完成過(guò)街通道樁體受力轉(zhuǎn)換,防止破除樁體后發(fā)生樁底失穩(wěn)危及過(guò)街道安全。具體如下:

1.根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙明確過(guò)街通道每根樁體與隧道位置關(guān)系,施工至該里程段加強(qiáng)檢查,防止施作前樁體受到破壞。

2.由于金鷹過(guò)街道圍護(hù)樁與隧道斜交,受力傳遞對(duì)隧道格柵不利,通過(guò)對(duì)過(guò)街道圍護(hù)樁前后各0.5m范圍內(nèi)施作型鋼拱架托換(如圖5所示),拱架密排,避免型鋼縱梁結(jié)構(gòu)過(guò)短未能有效達(dá)到樁基托換目的。

3.隧道開(kāi)挖遇到圍護(hù)樁結(jié)構(gòu)時(shí),不得一次性破除,采取邊破除邊架設(shè)的原則,在樁體破除出拱架寬度,架設(shè)拱架封閉,再進(jìn)行下一段破除;型鋼拱架利用縱向連接筋形成整體,確保縱梁剛度。

4.拱架在樁體范圍內(nèi)連接筋加密,被破除樁體兩側(cè)各1m范圍內(nèi)連接筋間距調(diào)整為30cm,達(dá)到拱架該部位托換樁底受力目的。

(五)左線(xiàn)過(guò)泵房段施工

1.泵房與隧道關(guān)系。區(qū)間左線(xiàn)在K13+466.719～K13+470.019里程段與過(guò)街通道泵房結(jié)構(gòu)斜交,泵房底板侵入隧道51mm,影響區(qū)間隧道3.3m范圍。泵房?jī)艨粘叽鐬?.0m×2.5m,為外掛下沉式結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土構(gòu)造,外包防水層,邊墻厚度40cm,底板厚度70cm,設(shè)計(jì)要求施工中嚴(yán)禁破壞泵房結(jié)構(gòu)。

圖6 泵房與隧道剖面圖

2.下穿泵房段鋼拱架加強(qiáng)處理。由于泵房一角侵入隧道結(jié)構(gòu),且該段是最為薄弱地段(如圖7所示),缺少管棚超前支護(hù),同時(shí)泵房為外掛結(jié)構(gòu),若按格柵加大間距跳過(guò)該段方法,形成泵房結(jié)構(gòu)懸空,對(duì)下沉和變形控制不利,易導(dǎo)致開(kāi)裂、滲漏情況,出現(xiàn)異常難以及時(shí)處理。

在該段擬采用改善格柵結(jié)構(gòu)、密排拱架的方法,開(kāi)挖時(shí)根據(jù)泵房位置調(diào)整格柵局部厚度,改為凹狀結(jié)構(gòu),泵房段拱架間距30cm。

圖7 過(guò)泵房段格柵示意圖

在過(guò)泵房段兩側(cè)各延伸1榀范圍拱架加密,對(duì)泵房形成有效支托,同時(shí)加密隧道靠泵房范圍連接筋(間距調(diào)整為30cm),在該區(qū)域無(wú)法利用大管棚超前注漿加固情況下,形成永久支撐體系,防止結(jié)構(gòu)下沉。

四、結(jié)語(yǔ)

上新區(qū)間隧道群洞段地質(zhì)條件差、埋深淺、管線(xiàn)密集,且下穿金鷹地下通道,施工難度很大。通過(guò)大管棚超前支護(hù)、全斷面劈裂注漿及小導(dǎo)管徑向注漿等技術(shù)措施,對(duì)施工范圍內(nèi)不良地質(zhì)進(jìn)行改良加固,保證了群洞施工過(guò)程中隧道及周邊緊鄰結(jié)構(gòu)的安全。希望能夠?yàn)轭?lèi)似工程施工積累經(jīng)驗(yàn)。

作者簡(jiǎn)介:高波(1982-),男,山西運(yùn)城人,中鐵隧道集團(tuán)二處市政一公司助理工程師。