成都地区深埋富水砂卵石地层地铁区间联络通道施工技术

成都地区深埋富水砂卵石地层地铁区间联络通道施工技术

邓伟

中铁城市发展投资集团有限公司四川成都61000

摘要：目前，我国已经是世界上隧道及地下工程规模最大、数量最多、修建技术发展最快的国家，技术水平和建设成就已走在世界先列。由于城市不断发展和更新，轨道交通建设迎来一个建设高峰，联络通道为地铁区间不可缺少的组成部分，本文主要针对成都地区深埋富水砂卵石地层地铁区间联络通道施工技术进行总结和初步探讨，今后可为类似工程提供参考。

关键词：成都地区；深埋富水砂卵石层；暗挖；联络通道；施工

0引言

成都地区富水砂卵石地层具有强透水性（渗透系数为12.5-30m/d）且地下水补给迅速、富水条件下地层稳定性差、无水条件下稳定好等特点。本文根据地层特点详细介绍地铁区间暗挖法联络通道施工，将有效的施工工法和经验进行分析总结。本文主要通过成都地铁3号线二期工程施工的成功经验，对联络通道施工中的相关技术问题进行初步总结，可为类似工程提供参考。

1工程概况

1.1工程位置

成都地铁3号线二期工程龙桥路站～双凤桥站区间位于成都市双流区和武侯区，区间出龙桥路站后沿双楠大道而行，下穿临港路隧道、接待寺立交、江安河后沿武兴路而行，在草金路交叉口到达双凤桥站。

本区间共计4座联络通道，其中3号联络通道及泵房拱顶埋深27.2米，泵房底埋深36.5米，地下水位为7.2米。整个联络通道结构均处于深埋富水区，且本工程主要采取的措施为地面降水、地面深孔注浆加固及洞内注浆加固。

1.2工程特点

（1）联络通道埋深较深，联络通道及泵房处于（3-8-3）密实砂卵石地层，泵房结构范围夹有0.69米厚度（3-4-4）密实粉细砂地层，地质条件差。

（2）根据3号线二期工程可钻孔内的抽水试验，区间隧道范围内砂、卵石土综合含水层渗透系数K约为26～28m/d，为强透水层，水量丰富，对区间联络通道施工影响大。

（3）经过勘探，联络通道及泵房均处于密实砂卵石地层，局部含泥量大，且分部不均匀，透水性差，局部形成隔水层，降水困难。

（4）联络通道埋深深，透水性强，开挖过程中会发生涌水、涌砂现象，侧壁失稳、土方坍塌等事故，保证联络通道施工安全是本工程重点。

2深埋富水地层联络通道施工技术

2.1总体施工工艺

成都地铁3号线二期工程盾构区间联络通道采用矿山法施工，根据联络通道的埋深、水文地质条件、地表管线等因素确定从隧道内暗挖施工，施工顺序为：地面降水井施工→地面管线调查保护→盾构区间隧道加固→通道口管片切割→联络通道开挖初期支护→泵房开挖初期支护→防水施工→联络通道衬砌施工。

2.2地面降水井施工

龙双区间3#联络通道与泵房合建，通道长度6.49米，开挖宽度3.5米，前期分别在联络通道宽度方向两边各设置1口降水井，在左、右线外侧各设置2口降水井，降水井深度42.5米，降水井井管分为实管和滤水管，每节长度2.5米，地面进口以下0～5米为实管，5米以下为滤水管。降水施工7天后，通过连续水位监测数据来看，降水效果不理想，且出水量很小。因其考虑联络通道埋深深，局部地层含泥量大分部不均匀，透水性差等因素的影响，在联络通道宽度方向两边各增设1口降水井，在右线隧道外侧增设1口降水井，经过水位监测，地下水位基本满足联络通道开挖施工。

2.3地面管线调查保护

根据设计说明及现场实际走访调查，联络通道地表上方无建（构）筑物。联络通道开挖前，对开挖范围拱部采用自钻式锚杆注浆加固的措施对通道上方土体进行加固，通道开挖期间严格按设计要求进行开挖和初支施工，严格控制每循环开挖进尺，同时在联络通道施工期间加强对地表管线的沉降监测，在管线上方地表沿管线轴线布设地下管线沉降测点进行跟踪监测，依据监测信息，进行跟踪保护。在联络通道开挖施工期间安排专人在地面巡查，发现地表及管线有异常情况立即通知管线产权单位，并协助管线产权单位进行处理。

2.4盾构区间隧道加固

2.4.1联络通道处盾构隧道内注浆加固

为避免联络通道施工时对已处于稳定(受力平衡)状态的成型盾构区间隧道造成较大的影响，在施工联络通道前，需对联络通道处盾构区间隧道进行加固。

（1）通过管片注浆孔，再次对联络通道轴线前后各5环进行补注浆回填。注浆浆液为水泥－水玻璃双液浆(C-S)，水泥浆配比(重量比)为C:W＝1:1，双液浆配比为C:S＝1:1；注浆压力为0.2～0.3Mpa；注浆结束标准采用双指标控制,当注浆压力达到0.3Mpa（施工现场可根据实际情况进行少量调整)即可停止注浆。

（2）补注浆时采用从联络通道中心向两侧逐环进行，多孔进行补注，孔位尽量保持对称，压力从小到大逐步增加。全过程进行管片变形观察和监控，掌握注浆过程的管片位移情况。补注浆后，要等强最少4天，才可进行下一步作业。

2.4.2联络通道处盾构隧道内部支撑加固

在盾构隧道内部采用钢架对联络通道中心前后各三环管片进行支撑。具体施工技术要求有：①HW200×200之间和HW250×250之间的连杆均采用［10钢。②所有构件连接采用坡口双面焊焊接，焊缝高度不小于10mm，焊接工艺及质量按国家现行标准的有关规定执行。③钢支撑与盾构管片的接触面加设300×200×20mm的钢板，在钢板与管片间设10mm橡胶垫。

2.5通道口管片切割

切割加强型管片是在管片周边地层注浆加固达到强度后及临时支撑工作完成后进行。切割前首先进行超前探水，在开挖面不漏水的情况下在洞口管片钢支撑施作前对要切割的管片进行测量放线，按设计尺寸精确测量后在管片上画出切割边线及定位孔。联络通道切割拆除

宽度为1900mm，高度为2639mm，管片切割采用水钻进行切割，按切割顺序切割。管片切割拆除时不破坏管片背

图1管片切割分块图

面后注浆层，利用此注浆层作为后续注浆封闭面。切割完成后在保证安全的情况下采用风镐进行人工破除。

切割拆除顺序按图1“管片切割分块图”所示顺序进行，切割拆除过程中注意观察管片背后土体注浆加固情况，加固效果不理想达不到要求时，继续进行注浆加固，确保开洞时土体的稳定及第一循环开挖过程中土体稳定。管片切割时进行实时监测管片变形及拱顶沉降。

2.6联络通道注浆加固

联络通道在超前支护及注浆施工完毕后，并在开挖范围打设3米深水平探孔，确认无水后，进行上台阶第一品拱架开挖。在反挖洞口第一榀拱顶位置时，洞口拱顶左上角位置发生股状涌水，并造成部分卵石掉落，为防止大面积涌水及拱顶垮塌现象发生，现场立即启动应急预案，用应急沙袋及袋装水泥对洞门进行封堵，对已取吊的洞门管片处采用160槽钢进行密铺进行封堵。洞口封堵效果见图2。

图2洞口封堵效果

2.6.1后续施工方案

（1）地表加固

为进一步加固本次扰动的地层，确保后续开挖地层具有一定的自稳性，采用潜孔钻在地表钻孔加固，孔位布置在联络通道开挖范围内以1.5×1.5m梅花型布设，钻孔深度联络通道拱顶以下2米，采用袖阀管注双液浆。

（2）地面增加降水井

在联络通道中心位置增加了1口降水井（见图3），降水井深度45米，加大联络通道中心区域渗水面积，确保地层中隔水层区域的降水效果。图3联络通道中心降水井

（3）隧道内措施

1）左线洞口

左线开口处采用双液浆（水泥浆+水玻璃）进行堵水作业；待渗漏水封堵完成后再次对开挖面进行超前小导管（L=3.5米、倾斜角15°）注浆加固（见图4）。同时利用管片吊装孔对联络通道开口处前后2环管片进行深孔注浆。

2）右线洞口

为确保施工安全，后续开挖方式由原来的从左线往右线开挖，改为从右线往左线开挖施工。开挖前施做超前小导管注浆加固，将环向间距由0.3米改为0.15米，并与隧道支撑型钢架焊接成整体，同时由原来的每50cm进行一榀拱架架设改为每30cm架设一榀拱架及时封闭成环。

图4超前小导管与型钢支架连接

经过上述注浆加固措施，将原来的由左线开挖改为右线开挖后，联络通道堵水效果达到了较好的效果，保证了联络通道后续施工安全。联络通道堵水效果见图5。

图5联络通道开挖效果图

2.7联络通道开挖初期支护

2.7.1联络通道土石方开挖

联络通道开挖采用上下台阶法：施作上台阶初期支护；开挖下台阶；施作下台阶初期支护。上台阶开挖高度1.8m，下台阶开挖高度2.1m；施工下台阶时上台阶必须支护完毕，台阶长度控制在1～1.5m，每循环开挖进尺控制在0.5m，人工装土到区间隧道运输车中，然后运出。

2.7.2初期支护

联络通道开挖完成1循环后，立即进行通道的初期支护。初支施工顺序：初喷(C25砼喷射30mm厚)→测量组拱架定位→架设格栅钢架(纵向间距0.5m/榀，定位锚杆，锁脚锚杆)→全断面单层铺设Φ8钢筋网(150mm×150mm)→反复喷射至设计厚度(C25喷射砼)；区间隧道与联络通道交叉口处、泵房口部格栅均采用双拼。

2.8泵房开挖初期支护

2.8.1泵房开挖

废水泵房采用人工开挖的方式施工，待联络通道初支全部施作完毕后进行。开挖采用竖向全断面开挖，首先按设计做好泵房位置预注浆加固，首先架设2根横向支撑。泵房每次开挖进尺0.5m，每开挖循环进尺一次必须立即进行初期支护。当开挖深度达到2m时，在左线出碴一侧、搭设垂直运输架，安设滑轮，并安装卷扬机，做为出碴的垂直提升设施。

2.8.2初期支护

泵房每次开挖进尺0.5m为1榀格栅钢架的纵向距离，每开挖循环进尺一次必须立即进行初期支护。初支施工顺序：初喷(C25砼喷射30mm厚)→测量组拱架定位→架设格栅钢架(纵向间距0.5m/榀，定位锚杆，锁脚锚杆)→全断面单层铺设Φ8钢筋网(150mm×150mm)→反复喷射至设计厚度(C25喷射砼)。

2.9防水施工

联络通道结构防水设计遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。确立钢筋混凝土结构自防水体系，即以结构自防水为根本，施工缝、变形缝等接缝防水为重点，辅以附加防水层加强防水，确保结构的安全、耐久性和使用要求。

2.9.1各部位防水

（1）外包柔性防水层施工

联络通道兼泵房采用防水钢筋砼和全包柔性防水层组成双道防水防线，材料长边和短边搭接宽度100mm，搭接部位应主材与主材搭接，主材与主材搭接应保证连续可靠、粘贴牢固、不渗水，然后在搭接部位采用配套的双面自粘性胶条封缝，自粘性胶条厚度为1.2mm，封缝宽度不小于80mm，要求胶条封缝严密、平顺、不得隆起。

（2）联络通道与盾构隧道结合部位防水

在区间隧道管片上粘贴改性沥青防水板，并用密封胶进行收口，形成第一道防水，然后在管片表面设5mm厚330mm宽镀锌钢板止水带作为第二道防水。

（3）施工缝防水

在施工缝外侧，在施工缝600mm宽度范围增设一道防水加强层，基面必须牢固，表面应相对平整、坚实、不得有蜂窝、起皮、起砂等现象，否则应予以清除，必要时可用防水砂浆修补。在浇筑下一阶段砼时，在施工缝处应采用弱振，并注意振捣棒不得碰到止水构件，避免损害材料的密封性。

（4）穿墙管防水

联络通道穿墙管为两根连接左右区间与泵房的连接预埋D325防水套管。

2.10联络通道衬砌施工

联络通道均采用C35钢筋砼衬砌，砼的抗渗标号为P10；施工顺序：泵房底板砼浇筑→泵房边墙和通道底板砼浇筑→通道边墙和拱部砼浇筑。砼运输至地面后，采用Φ400mm钢管输送至井下，再通过隧道内电瓶机车运输至联通通道内后采用地泵进行浇筑施工。

3施工总结

（1）深埋富水砂卵石地层联络通道施工对降水有着极高的要求，主要是通过降水来确保开挖施工安全，在降水井施工前应通过水文地质条件进行分析计算，根据降水技术规范及参考相关工程实践和经验，合理布置降水井位置，合理使用混凝土井管实管和滤水管，确保降水能够满足开挖施工安全要求。

（2）洞内拱部范围注浆加固也尤为重要，应严格控制超前小导管施工质量，注浆时严格控制注浆量及注浆压力，确保注浆达到最好的效果。

（3）应严格控制开挖步距，及时进行支护和初喷，尽早封闭成环。

（4）本文仅对深埋富水砂卵石地层联络通道降水、超前小导管支护及开挖等方面进行局部的分析总结，在该地质条件下采用何种快速有效的洞内超前加固方式还有待进一步研究。

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