浅埋暗挖地铁区间渡线段大断面施工技术研究

浅埋暗挖地铁区间渡线段大断面施工技术研究

王宝华

王宝华

中铁建大桥工程局集团第一工程有限公司辽宁大连116000

摘要：地铁现已成为大中型城市改善交通状况的主要方式之一，因地铁各条线间存在互联互通的需求，从而不可避免地就存在联络线、渡线、停车线，渡线段因其断面结构的特殊，多采用暗挖法施工，结合大连地铁1号线断面渡线段大断面隧道的设计和实际施工情况，详细介绍了隧道总体施工方案、超前地质预报、施工技术难点和施工要点在施工中的实际运用。

关键字：渡线段；超前预报；小间距；双联拱；监测

1前言

近年来，随着我国经济高速发展，城市扩张，人口集中，地铁建设作为轨道交通线路的主要组成部分，为城市发展起到促进作用。为了减少地铁建设过程中对现有交通、居民生活及社会环境的影响，根据运营需要一般3-5个车站加设停车线或渡线段。渡线段一般与车站相邻，当渡线段采用暗挖法施工时，由于断面尺寸较大，各断面之间转换频繁，埋深较浅，地质条件及环境条件较差，施工过程如何保证施工安全及质量是施工中必须解决的问题。

2工程概况

大连市地铁一号线一期工程试验段100标海事大学站～高新园区站区间隧道在高新园区站前修建一渡线段，其起始里程为DK20+671.564，终点里程为DK20+807.074，长130.81m，暗挖段开挖最大跨度19.650m（B5段大跨断面+小边跨）。

该段覆土厚度7.10～11.3m。地质情况从上至下依次为松散～稍密状素填土，强风化板岩、中风化板岩。区间地下水按赋存条件主要为土层孔隙水及基岩裂隙水。孔隙水主要赋存在素填层中，基岩裂隙水主要赋存于强风化及中风化板岩中。

3设计情况

本区间隧道为矿山法施工隧道，其支护以喷、锚、网、拱架等作为初期支护。初期支护承受主要荷载，同时作为永久结构的一部分。渡线段断面支护参数：按不同断面宽度分别为300mm、350mmC25网喷砼。

3.1渡线段断面变化情况

区间隧道DK20+676.264～DK20+807.074长130.81m，为海事大学站至高新园区站区间渡线段，暗挖段断面分为A2、B1、B2、B3、B4、B5共6种暗挖衬砌结构型式；断面形式为单跨椭园形隧道断面逐渐加宽。

4总体施工方案

渡线段大断面段埋深较浅，在施工中严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测、速反馈、控沉陷”的施工原则；严格遵守“先支护、后注浆、再开挖，注浆一段、开挖一段、支护一段、封闭一段”的原则组织隧道施工。

该区间渡线由左右线单线隧道、正线与渡线大断面及渡线的双线隧道隧道组成。断面大小变换频繁，断面宽度由7.01m到19.65m，左右线断面变换次数总计多达12次，施工方法也随之变换，台阶法→CD法→CRD法→台阶法。渡线相邻洞室间距小，相邻洞室间相互影响大，不仅存在施工上的干扰，也存在对地层扰动的相互影响和叠加。若保证上述目标实现需采取措施如下：

（1）对开挖断面进行超前双排小导管注浆加固，注浆材料为水泥、水玻璃双液浆。

（2）将大断面、划分若干个封闭相对独立的小洞室并调整各工序的施工顺序、施工间距。

（3）扩大断面渐变段施工时采用短进尺，多循环，及时封闭，尽早支护，以利于施工安全。

（4）初支后在其背后及时压注1∶1水泥砂浆，填塞其背后空隙，确保稳固密实。

根据渡线断面尺寸、围岩地质情况及地表环境的实际情况，结合大跨度施工经验，确定施工方案为：左右线从小断面隧道向大断面隧道施工。施工顺序为：先施工小断面隧道后施工大断面隧道，先左线后右线；采用工法依次为：台阶工法、CD法、CRD工法，辅助工法为小导管超前注浆加固。

4.2地质超前预报

4.2.1施工地质素描及预报

（1）熟悉既有资料，进行必要补充地质调查工作；

（2）洞室施工地质素描（包括洞壁和掌子面），调查岩性、岩层产状、节理裂隙测量及统计分析，风化程度观测，按下表做好记录，绘制地质展示图；

（3）围岩稳定性观测，有无塌方、掉块或岩爆现象；

4.2.2超前钻孔

（1）在断层，以及其它不良地质体（带），选择其中地质条件最差的3处。每开挖循环斜向上45度角钻探，采用4m钻杆进行探明地质情况，钻孔钻探过程中的失水和出水状况；

5监控量测

为了确保渡线段隧道施工安全，及时调整施工参数，在施工中，对洞体进行全面监测。并根据监测成果，及时进行分析，反馈信息，进一步掌握施工过程中围岩的实际工作状态，以便修改设计参数，调整施工工艺，确保结构安全、经济、可靠和施工的顺利进行。根据需要增加土压力盒及钢筋计监测项目，及时掌握围岩及支撑体系的变化情况。以便对异常情况作出及时处理，确保施工安全。

6渡线段重难点施工技术措施

6.1.小间距段

DK20+718.564～DK20+733.561与DK20+764.364～DK20+780.000属小间距隧道施工。

（1）施工难点

其施工中必须妥善解决以下技术难点：

先掘区间隧道对后掘隧道的偏压影响；

后掘隧道对先掘隧道的爆破及开挖扰动影响；

隧道中间土体在开挖扰动情况下的稳定；

（2）施工方法与技术措施

施工中必须尽可能减少爆破开挖对围岩的扰动，特别是对中间岩体的扰动。同时，支护强度和刚度要大，支护结构的整体性要强，以限制围岩变形，保持围岩自身强度和承载力，促使围岩一支护系统及时达到长期稳定。而且，要减少和控制先掘和后掘隧道开挖时的相互影响。

其施工要点如下：

控制和减小开挖对围岩的扰动；

左、右线隧道开挖面错开一定距离；

提高支护的强度、刚度和整体性，控制围岩变形；

两隧道前方土体和两隧道间T型土体预加固；

加强先掘隧道支护及二衬，促使围岩--支护系统及时达到长期稳定；

6.2.双联拱段

DK20+733.564～DK20+764.364段双联拱段是由小断面进入，先施工小边跨，待小边跨中隔墙及仰拱衬砌完成后再施工相对应断面外侧导洞开挖施工。

（1）关键性施工技术

本双联拱段隧道施工关键性技术为中隔墙稳定性施工。

根据双联拱隧道的结构特点，在中墙砼施作完成之后，将进行侧洞的开挖支护。由于左右两洞的不对称施工，以及爆破震动的影响，分步施工的反复扰动，通过侧导洞和正洞的初期支护将压力传递到中墙，易造成中墙受力的不平衡。当中墙不能抵抗这种单侧推力而发生较大位移时，将会引起拱部支护开裂失稳，造成严重后果。为确保中墙的稳定，采取以下措施：

①合理组织施工工序，作好控制爆破及控制进尺，减小对围岩的扰动；

②在中墙砼施工完成后，及时将中墙顶部与围岩之间的空隙用砼回填顶紧，压注水泥砂浆，在偏压严重的地段可采用工字钢或方木侧向临时支撑，确保中墙稳定；

③尽快施作小洞中隔墙及仰拱二次衬砌，使中墙与支护体系形成一个共同体承受荷载，加大其抵抗不平衡推力的能力。

7结束语

本文以大连地铁区间隧道为例，介绍了在浅埋暗挖地质不良地段渡线段大断面开挖施工方案，施工过程中做好超前地质预报、监控量测，以指导施工，根据设计图纸要求开挖顺序及先决条件，合理安排各断面施工顺序，做好应力转换，采用毫秒控制爆破，减少爆破震动，保证施工质量安全，本文施工方式可为同类工程提供较大参考价值。

参考文献：

[1]李永利.浅埋大跨度地铁区间隧道的施工工程[J].城市轨道交通研究，2003，（3）793

[2]李维.隧道初期支护施工技术改进与研究[J].铁道建筑技术.2016(03)

[3]王梦恕.中国隧道与地下工程修建技术[M].人民交通出版社.2010

[4]樊明军.大断面隧道施工技术研究[J].黑龙江交通科技.2013(12)

[5]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社，2005.