趙占強(qiáng)

（中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司 湖北武漢 430000）

0 引言

截止2019年年底全國(guó)地鐵在建城市已達(dá)44個(gè)，城市軌道交通的迅速發(fā)展和原有基礎(chǔ)設(shè)施的沖突問(wèn)題日趨明顯。受規(guī)劃線路限制與城市既有建構(gòu)筑物制約，地鐵隧道無(wú)法避免的與既有線路、橋梁、鐵路等重要設(shè)施交叉，這些也構(gòu)成了地鐵施工中的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源，如果處置不當(dāng)，將會(huì)帶來(lái)災(zāi)害性的事故，引起社會(huì)不良影響和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，重則造成人員傷亡[1-2]。因此，施工過(guò)程中如何科學(xué)通過(guò)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源顯得十分必要。

1 工程概況

沈陽(yáng)地鐵十號(hào)線渾南大道站至理工大學(xué)站區(qū)間（簡(jiǎn)稱(chēng)渾理區(qū)間）起止里程為K24+411.267～K25+639.762，全長(zhǎng)1228.495雙延米，采用礦山法施工+盾構(gòu)法施工。

其中區(qū)間起點(diǎn)至K24+799.531區(qū)段采用礦山法施工，暗挖段正線隧道長(zhǎng)388.264雙延米。該區(qū)域地層主要礫砂及中粗砂，埋深18.72～21.13m，為區(qū)間結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)單洞單線馬蹄形斷面（6.5m×6.82m），復(fù)合式襯砌。在K24+424.400～K24+434.400段落下穿渾南大道道路中間5號(hào)線有軌電車(chē)工程，隧道洞頂正上方距離有軌電車(chē)底約14.78m。有軌電車(chē)線間距5.7m，軌距1.35m；采用整體道床，自上而下為：支撐層（250mm鋼筋混凝土）、找平層（100mm素混凝土）、基層（400mm水穩(wěn)碎石），基層以下至1.92m范圍為回填路床。

2 風(fēng)險(xiǎn)源分析

有軌電車(chē)5號(hào)線是連接沈陽(yáng)市和撫順市兩城的關(guān)鍵交通線路，運(yùn)營(yíng)班次多，客流量大。一旦出現(xiàn)道床沉降超過(guò)允許值，勢(shì)必帶來(lái)嚴(yán)重影響。

2.1 風(fēng)險(xiǎn)源分析

跟據(jù)總體院下發(fā)《沈陽(yáng)地鐵十號(hào)線風(fēng)險(xiǎn)工程分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)條文，渾南大道站～理工大學(xué)站區(qū)間下穿有軌電車(chē)為一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源。

該區(qū)間左右線共2處小角度斜穿有軌電車(chē)基礎(chǔ)，暗挖隧道拱頂距有軌電車(chē)回填路床厚度最淺處為13.4m。

2.2 允許沉降指標(biāo)

根據(jù)沈陽(yáng)渾南現(xiàn)代電車(chē)運(yùn)營(yíng)部門(mén)要求：施工影響有軌電車(chē)沉降值應(yīng)小于10mm，接觸網(wǎng)立柱傾斜度小于50‰。[3]所以，隧道開(kāi)挖與支護(hù)過(guò)程中對(duì)地面沉降的控制尤為關(guān)鍵。

3 暗挖段施工技術(shù)措施

3.1 深井降水

3.1.1 地下水情況

由于本區(qū)間范圍內(nèi)的地下水賦存于圓礫、礫砂等土層中，穩(wěn)定水位埋深約為14.00～16.60m，含水層厚度約21.0m，在動(dòng)水壓力作用下容易引發(fā)流水、流砂作用，開(kāi)挖面存在突涌的可能性，影響隧道的穩(wěn)定。因此，隧道土方開(kāi)挖前必須采取連續(xù)降水措施，將地下水水位降至開(kāi)挖面以下1.0m，最終降至隧道仰拱以下1.0m，保證開(kāi)挖面無(wú)水作業(yè)。

3.1.2 涌水量計(jì)算

由于本區(qū)間地下水類(lèi)型主要為潛水，為簡(jiǎn)化計(jì)算，采用無(wú)壓潛水完整井且遠(yuǎn)離水源公式來(lái)估算區(qū)間的涌水量。

涌水量計(jì)算參數(shù)及結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 涌水量計(jì)算參數(shù)及結(jié)果

由表1可知，正常降水井深度達(dá)到35m即可達(dá)到降水要求，考慮下穿段的風(fēng)險(xiǎn)，該區(qū)域降水井加深至40m，使用160水泵，加強(qiáng)降水作業(yè)，保證下穿有軌電車(chē)段工作面無(wú)水作業(yè)。

3.2 超前支護(hù)

3.2.1 增設(shè)臨時(shí)仰拱

在拱墻處增設(shè)I20a臨時(shí)仰拱橫撐，背后注漿管埋設(shè)加密，加強(qiáng)隧道變形控制。

3.2.2 雙排小導(dǎo)管注漿

根據(jù)超前小導(dǎo)管的施工設(shè)計(jì)圖紙、開(kāi)挖斷面中線、拱頂外輪廓線進(jìn)行布孔放樣。小導(dǎo)管在初支外拱部120°范圍沿環(huán)向布設(shè)，礦山法區(qū)間下穿有軌電車(chē)段拱部采用雙排小導(dǎo)管，上排小導(dǎo)管長(zhǎng)為4m，環(huán)向間距300mm，小導(dǎo)管中心距開(kāi)挖外輪廓線300mm，外插角25°，梅5榀搭設(shè)一環(huán)；下排小導(dǎo)管長(zhǎng)為1.8m，環(huán)向間距為300mm，小導(dǎo)管中心距開(kāi)挖外輪廓線200mm，打設(shè)角度15°～20°，每榀一打，縱向搭接長(zhǎng)度不小于1.0m，如圖1所示；孔位誤差控制在50mm以內(nèi)。

圖1 暗挖下穿段支護(hù)加強(qiáng)設(shè)計(jì)

小導(dǎo)管打設(shè)時(shí)，先架設(shè)方向架，確定打孔方向、位置和仰角。然后采用Y-26型風(fēng)鉆按設(shè)計(jì)要求鉆孔，鉆桿的直徑應(yīng)比小導(dǎo)管直徑大3～5mm，用風(fēng)鉆頂入，頂入長(zhǎng)度不小于小導(dǎo)管長(zhǎng)度的90%，然后拔出鉆桿，將鉆桿更換為小導(dǎo)管，再采用風(fēng)鉆將小導(dǎo)管頂入鉆孔中，小導(dǎo)管錨入土體深度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

3.3 小導(dǎo)管改良注漿

為增強(qiáng)超前注漿強(qiáng)度，改良傳統(tǒng)的水泥漿液，采用水泥-水玻璃雙液漿，用雙液注漿泵壓注，在孔口混合的漿液，其中水泥漿水灰比（1～1.5）：1（質(zhì)量比），水玻璃漿 35Be’，水泥漿：水玻璃漿=1：1～1：0.6（體積比），小導(dǎo)管注漿施工如圖2所示。

圖2 小導(dǎo)管注漿施工

注漿開(kāi)始前，應(yīng)根據(jù)雙液注漿方式正確連接管路，并應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，檢驗(yàn)管路的密封性是否良好，地層的吸漿滲透情況，壓水試驗(yàn)的壓力不小于設(shè)計(jì)終壓（一般不超過(guò)1.5MPa），時(shí)間不小于5min。

注漿過(guò)程中記錄完整，主要包括壓力、流量、凝膠時(shí)間等，頻率為每5min一次，并記錄注漿過(guò)程中的突發(fā)情況，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)停止作業(yè)。為防止串漿，注漿管應(yīng)呈“梅花形”布置，同時(shí)采取跳孔注漿的順序。

3.4 加密監(jiān)控量測(cè)

在隧道影響范圍內(nèi)布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量。對(duì)應(yīng)下穿地面測(cè)點(diǎn)橫斷面沿隧道中線每10m布置一組。在有軌電車(chē)道床兩側(cè)中間各布設(shè)一組地面測(cè)點(diǎn)，接觸網(wǎng)立柱及有軌電車(chē)路基加密監(jiān)測(cè)。每個(gè)斷面布置17個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，如圖3所示。

圖3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

3.5 隧道土方開(kāi)挖及初期支護(hù)工序

采用臺(tái)階法施工，分上下兩個(gè)臺(tái)階進(jìn)行開(kāi)挖。

（1）先沿隧道拱部120°打設(shè)小導(dǎo)管，環(huán)形布置，雙排密布，并采用水泥-水玻璃雙液注漿加固地層；

（2）采用人工進(jìn)行隧道開(kāi)挖，先開(kāi)挖上臺(tái)階拱部，保留核心土，開(kāi)挖進(jìn)尺為0.5m，即一榀格柵鋼架的距離，及時(shí)架設(shè)拱部格柵鋼架，焊接連接件，掛鋼筋網(wǎng)片，打設(shè)鎖腳錨桿，噴射C25混凝土（適時(shí)調(diào)整速凝劑比例，確保早強(qiáng)）；

（3）上臺(tái)階核心土開(kāi)挖完成后，及時(shí)架設(shè)臨時(shí)仰拱橫撐，焊接連接件，確保焊接質(zhì)量，掛網(wǎng)噴射C25混凝土；

（4）下臺(tái)階預(yù)留核心土開(kāi)挖，下臺(tái)階及時(shí)緊跟，合理控制臺(tái)階間距，一般2.5～3.5m，每次開(kāi)挖進(jìn)尺為0.5m，架設(shè)邊墻格柵鋼架，焊接連接鋼架，掛網(wǎng)噴射C25混凝土；

（5）下臺(tái)階核心土開(kāi)挖完成后，架設(shè)仰拱，焊接連接件，保證安裝精度，掛網(wǎng)噴射C25混凝土，及時(shí)成環(huán)封閉。

4 結(jié)論

本工程礦山法暗挖隧道采用增設(shè)深井降水、臨時(shí)仰拱、改良小導(dǎo)管注漿等技術(shù)措施，順利完成了下穿有軌電車(chē)工程，無(wú)任何安全事故發(fā)生，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)符合要求，為類(lèi)似風(fēng)險(xiǎn)源的平穩(wěn)度過(guò)提供經(jīng)驗(yàn)參考。