论文部分内容阅读
【摘 要】随着我国社会主义经济的迅猛发展，我国城市地下铁路的建设进入了一个全新的高速发展阶段。现全国范围内有32个城市超过70条在建地铁项目。目前浅埋暗挖法已在地铁施工中普遍采用，建筑物高度密集的城市，浅埋暗挖法下穿建筑物控制尤为重要，本文从超前地层预加固方式、开挖方式、堵水施工和监控量测等方面论述了浅埋暗挖法下穿建筑物施工技术控制要点。
【关键词】浅埋暗挖法；下穿建筑物；施工技术。
我公司承建的青岛地铁2号线五四广场～南京路站区间（以下简称五南区间）起自五四广场站，沿香港中路东行，至香港中路与南京路交叉口处南京路站。在靠近南京路站前，区间左右线下穿家乐福地下过街通道。家乐福地下通道（丽人街）商铺密集，人流量较大，是连接香港中路南北侧重要通道。该地下通道呈“V”字型，其中与区间垂直交叉的为通道1，与区间斜交的为通道2，通道2上方存有一3.4m×1.5m雨水暗渠，与通道2夹角为64°，暗渠与隧道呈垂直相交。五南区间与家乐福地下通道1竖向距离最小约1.68m，与通道2竖向距离最小约1.8m。五南区间下穿家乐福过街通道为青岛地铁2号线唯一一个环境I级风险源。
一、超前地层预加固方式
超前地层预加固施工时，加固方式主要有：超前小导管注浆，掌子面加固注浆，帷幕注浆，短管棚注浆，长管棚注浆等方式。选择合适的超前地层预加固方式对于发挥围岩的天然承载力、保持支护系统的稳定以及控制路面和周边建筑物的沉降等都有较大影响。
隧道下穿家乐福过街通道施工时采取了超前小导管注浆，长管棚注浆，掌子面加固注浆的综合方式进行超前地层预加固，超前小导管注浆及长管棚注浆确保了开挖面上方岩体稳定性，增加岩体承载力；掌子面加固注浆确保掌子面稳定性。
长管棚注浆：五南区间管棚长度左线93m，右线65m，采用“有线导向仪定向，水（膨润土）循环跟管钻进法一次成管”，即成孔和埋设管棚一次完成的施工方法。长管棚环向间距40cm，共19根；管棚φ127×6mm热轧无缝钢管采用车床加工螺纹母扣，123mm长φ121×6mm无缝钢管加工公扣为内套接管，与钢管管棚进行连接，根据现场操作环境，可将管棚加工为4～6米每根，采用内套管丝扣连接，扣长60mm，施工时将连接好的丝扣焊接。为了错开钢管搭接，长管棚前端第一根可以采用两种规格，单号第一根打设4m钢管，双号第一根打设6m钢管，其它钢管应该一个规格，长度为6m。注浆采取连续注浆，孔口出水泥浆后，封住孔口，然后再加压补注1-3次，浓浆流出为准，保证间隙充填饱满。
掌子面加固注浆：掌子面均匀布设39个注浆孔，长度15m，外插角度0～6.1°。采用袖阀管分段注浆，袖阀管采用φ50硬质PVC管，能够承受的最大压力不小于1.5MPa；注浆孔开孔间距为330mm，开孔处管外紧箍橡胶套，覆盖注浆孔；袖阀管的底端头用土工布等物包紧扎死，防止套壳料进入袖阀管。注浆管内壁光滑，接头有螺扣，断头有斜口，外壁有加强筋以提高其抗折强度。花管采用φ22mm的焊接钢管，一般长0.6～1m，其四周均匀地布设12～18个φ8mm的泄浆孔。花管两端各加上3～4个止浆橡胶套，以形成止浆塞，起到止浆作用。注浆心管采用φ22mm焊接钢管加工，每节长2m。主要起输送浆液作用，与注浆花管采取丝扣连接。注浆施工，后退式分段进行，每段注浆长度称为注浆步距。花管长度为注浆步距长度。注浆步距一般选取0.7～1 m，这样可以有效地减少地层不均匀性对注浆效果的影响。对于砂层，注浆步距宜选用低值；对于破碎岩层，注浆步距宜选用高值。注浆过程中，每段注浆完成后，向后移动一个步距的心管长度。每完成3～4m注浆长度，要拆掉一节注浆心管。注浆结束后，在注浆管上盖上闷盖，以便于复注施工。
二、开挖方式
浅埋暗挖法在地铁隧道施工时， 主要有台阶法、 全断面法、 分步开挖法、中隔壁法、双侧壁导坑法等方法。台阶法开挖优点很多，能较早地使支护闭合，有利于控制围岩其结构变形及由此引起的地面沉降、下穿建筑物沉降及变形。
五南区间下穿家乐福过街通道施工采取上下台阶法施工，上台阶采用机械开挖预留核心土施工，下台阶采用静态爆破施工方法。上下台阶间距控制在3～5m。
上台阶开挖控制要点：采用大型机械液压镐破损岩体， 人工风镐修边、修面，控制超欠挖，减少开挖时间，控制开挖进尺；预留核心土增加掌子面稳定性；采取人等工序管理模式（既上一工序即将完成，下一工序人员已到场，设备已调试完毕，准备工作全部完成），减少工序衔接时间。
下台阶开挖控制要点：采用静态爆破技术，减少噪音、震动对家乐福过街通道内人感官影响，减少振动对家乐福过街通道结构影响。
三、堵水施工
地下水的流失是引起地表沉降及建筑物沉降、倾斜的主要原因，隧道施工中做好堵水工作，保证隧道下穿建筑物顺利通过。
五南区间下穿家乐福过街通道施工中为确保无水作业，采取了拱部超前预加固岩体注浆止水，掌子面加固注浆止水，径向补充注浆堵水。超前预加固岩体注浆止水解决了开挖轮廓上方有水的问题，掌子面加固注浆止水解决了掌子面前方有水的问题，径向补充注浆堵水解决了初期支护渗漏水的问题，确保地下水无流失。
拱部超前预加固岩体注浆止水控制要点：注浆液采用超细水泥浆，其水泥浆的水灰比为0.8～1.0，目数为800目，最大粒径不超过20um，注浆压力控制在0.5～1.5Mpa。
掌子面加固注浆止水控制要点：注浆浆液采用硫铝酸盐水泥浆，浆液扩散半径为1.0m，注浆压力0.3～1.0MPa，水泥浆水灰比0.4～1。
径向补充注浆堵水控制要点：对于单个出水点，在出水点周边1m左右均匀布置5个注浆孔，同时出水点处布置一个注浆孔；对大面积渗水区域，在渗水区域周边1m均匀布置一周注浆孔，孔间距1.5m，渗水区域内按照横纵间距1.5m，梅花形分布布置注浆孔。注浆浆液采用硫铝酸盐水泥浆（渗漏水）或水泥水玻璃双液浆（有压水），注浆扩散半径1.0m，孔内安装钢花管进行注浆，注浆压力0.5～1.0Mpa，注浆顺序：沿隧道轴线由低到高、由下往上、先边墙，后注隧道拱部、最后注底板孔；由少水处到多水孔，先注无水孔，后注有水孔，在股水处或流量大的地方，先四周后中间。
四、监控量测
监控量测是保证隧道及周边环境安全的重要措施，及时有效的监控数据提供了隧道及周边环境的沉降、变形情况，做好监控量测是隧道顺利下穿建筑物的基础保障。
五南区间下穿家乐福过街通道施工前期在家乐福过街通道现场安装现代化的实时在线监测FS-LF系统（压差式变形测量传感器自动化监控量测系统）。该系统具有监测精度受潮湿等恶劣环境因素影响小；能够实现24h实时、连续监测；能够克服人为主观造成的误差，反映细微的变化趋势、监测精度高，实现了“随时查看、后台操作、自动化、远程化、可回查、可复制等功能”。
参考文献：
[1] 刘招伟，王梦恕.浅埋暗挖法修建地下工程中几个问题的探讨.铁道部隧道工程局科技大会论文集[C].2009.
[2] 朱建明、王树理、张忠苗.地下空间设计与实践[M].北京：中国建材工业出版社，2007.
[3] 关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社，2003.
[4] 施仲衡.浅埋暗挖法设计理论论述[J].现代隧道技术，2005，42（2）.
[5] 王梦恕.浅埋暗挖法设计、施工问题新探[J].隧道建设，2002.
[6] 周爱国.隧道工程现场施工[M].北京：人民交通出版社，2004.
[7] 覃仁辉.隧道工程[M].北京：重庆大学出版社，2009.
[8] 杨世武.淤泥质地层浅埋暗挖施工技术措施. 铁道工程学报，2003（12）.
【关键词】浅埋暗挖法；下穿建筑物；施工技术。
我公司承建的青岛地铁2号线五四广场～南京路站区间（以下简称五南区间）起自五四广场站，沿香港中路东行，至香港中路与南京路交叉口处南京路站。在靠近南京路站前，区间左右线下穿家乐福地下过街通道。家乐福地下通道（丽人街）商铺密集，人流量较大，是连接香港中路南北侧重要通道。该地下通道呈“V”字型，其中与区间垂直交叉的为通道1，与区间斜交的为通道2，通道2上方存有一3.4m×1.5m雨水暗渠，与通道2夹角为64°，暗渠与隧道呈垂直相交。五南区间与家乐福地下通道1竖向距离最小约1.68m，与通道2竖向距离最小约1.8m。五南区间下穿家乐福过街通道为青岛地铁2号线唯一一个环境I级风险源。
一、超前地层预加固方式
超前地层预加固施工时，加固方式主要有：超前小导管注浆，掌子面加固注浆，帷幕注浆，短管棚注浆，长管棚注浆等方式。选择合适的超前地层预加固方式对于发挥围岩的天然承载力、保持支护系统的稳定以及控制路面和周边建筑物的沉降等都有较大影响。
隧道下穿家乐福过街通道施工时采取了超前小导管注浆，长管棚注浆，掌子面加固注浆的综合方式进行超前地层预加固，超前小导管注浆及长管棚注浆确保了开挖面上方岩体稳定性，增加岩体承载力；掌子面加固注浆确保掌子面稳定性。
长管棚注浆：五南区间管棚长度左线93m，右线65m，采用“有线导向仪定向，水（膨润土）循环跟管钻进法一次成管”，即成孔和埋设管棚一次完成的施工方法。长管棚环向间距40cm，共19根；管棚φ127×6mm热轧无缝钢管采用车床加工螺纹母扣，123mm长φ121×6mm无缝钢管加工公扣为内套接管，与钢管管棚进行连接，根据现场操作环境，可将管棚加工为4～6米每根，采用内套管丝扣连接，扣长60mm，施工时将连接好的丝扣焊接。为了错开钢管搭接，长管棚前端第一根可以采用两种规格，单号第一根打设4m钢管，双号第一根打设6m钢管，其它钢管应该一个规格，长度为6m。注浆采取连续注浆，孔口出水泥浆后，封住孔口，然后再加压补注1-3次，浓浆流出为准，保证间隙充填饱满。
掌子面加固注浆：掌子面均匀布设39个注浆孔，长度15m，外插角度0～6.1°。采用袖阀管分段注浆，袖阀管采用φ50硬质PVC管，能够承受的最大压力不小于1.5MPa；注浆孔开孔间距为330mm，开孔处管外紧箍橡胶套，覆盖注浆孔；袖阀管的底端头用土工布等物包紧扎死，防止套壳料进入袖阀管。注浆管内壁光滑，接头有螺扣，断头有斜口，外壁有加强筋以提高其抗折强度。花管采用φ22mm的焊接钢管，一般长0.6～1m，其四周均匀地布设12～18个φ8mm的泄浆孔。花管两端各加上3～4个止浆橡胶套，以形成止浆塞，起到止浆作用。注浆心管采用φ22mm焊接钢管加工，每节长2m。主要起输送浆液作用，与注浆花管采取丝扣连接。注浆施工，后退式分段进行，每段注浆长度称为注浆步距。花管长度为注浆步距长度。注浆步距一般选取0.7～1 m，这样可以有效地减少地层不均匀性对注浆效果的影响。对于砂层，注浆步距宜选用低值；对于破碎岩层，注浆步距宜选用高值。注浆过程中，每段注浆完成后，向后移动一个步距的心管长度。每完成3～4m注浆长度，要拆掉一节注浆心管。注浆结束后，在注浆管上盖上闷盖，以便于复注施工。
二、开挖方式
浅埋暗挖法在地铁隧道施工时， 主要有台阶法、 全断面法、 分步开挖法、中隔壁法、双侧壁导坑法等方法。台阶法开挖优点很多，能较早地使支护闭合，有利于控制围岩其结构变形及由此引起的地面沉降、下穿建筑物沉降及变形。
五南区间下穿家乐福过街通道施工采取上下台阶法施工，上台阶采用机械开挖预留核心土施工，下台阶采用静态爆破施工方法。上下台阶间距控制在3～5m。
上台阶开挖控制要点：采用大型机械液压镐破损岩体， 人工风镐修边、修面，控制超欠挖，减少开挖时间，控制开挖进尺；预留核心土增加掌子面稳定性；采取人等工序管理模式（既上一工序即将完成，下一工序人员已到场，设备已调试完毕，准备工作全部完成），减少工序衔接时间。
下台阶开挖控制要点：采用静态爆破技术，减少噪音、震动对家乐福过街通道内人感官影响，减少振动对家乐福过街通道结构影响。
三、堵水施工
地下水的流失是引起地表沉降及建筑物沉降、倾斜的主要原因，隧道施工中做好堵水工作，保证隧道下穿建筑物顺利通过。
五南区间下穿家乐福过街通道施工中为确保无水作业，采取了拱部超前预加固岩体注浆止水，掌子面加固注浆止水，径向补充注浆堵水。超前预加固岩体注浆止水解决了开挖轮廓上方有水的问题，掌子面加固注浆止水解决了掌子面前方有水的问题，径向补充注浆堵水解决了初期支护渗漏水的问题，确保地下水无流失。
拱部超前预加固岩体注浆止水控制要点：注浆液采用超细水泥浆，其水泥浆的水灰比为0.8～1.0，目数为800目，最大粒径不超过20um，注浆压力控制在0.5～1.5Mpa。
掌子面加固注浆止水控制要点：注浆浆液采用硫铝酸盐水泥浆，浆液扩散半径为1.0m，注浆压力0.3～1.0MPa，水泥浆水灰比0.4～1。
径向补充注浆堵水控制要点：对于单个出水点，在出水点周边1m左右均匀布置5个注浆孔，同时出水点处布置一个注浆孔；对大面积渗水区域，在渗水区域周边1m均匀布置一周注浆孔，孔间距1.5m，渗水区域内按照横纵间距1.5m，梅花形分布布置注浆孔。注浆浆液采用硫铝酸盐水泥浆（渗漏水）或水泥水玻璃双液浆（有压水），注浆扩散半径1.0m，孔内安装钢花管进行注浆，注浆压力0.5～1.0Mpa，注浆顺序：沿隧道轴线由低到高、由下往上、先边墙，后注隧道拱部、最后注底板孔；由少水处到多水孔，先注无水孔，后注有水孔，在股水处或流量大的地方，先四周后中间。
四、监控量测
监控量测是保证隧道及周边环境安全的重要措施，及时有效的监控数据提供了隧道及周边环境的沉降、变形情况，做好监控量测是隧道顺利下穿建筑物的基础保障。
五南区间下穿家乐福过街通道施工前期在家乐福过街通道现场安装现代化的实时在线监测FS-LF系统（压差式变形测量传感器自动化监控量测系统）。该系统具有监测精度受潮湿等恶劣环境因素影响小；能够实现24h实时、连续监测；能够克服人为主观造成的误差，反映细微的变化趋势、监测精度高，实现了“随时查看、后台操作、自动化、远程化、可回查、可复制等功能”。
参考文献：
[1] 刘招伟，王梦恕.浅埋暗挖法修建地下工程中几个问题的探讨.铁道部隧道工程局科技大会论文集[C].2009.
[2] 朱建明、王树理、张忠苗.地下空间设计与实践[M].北京：中国建材工业出版社，2007.
[3] 关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社，2003.
[4] 施仲衡.浅埋暗挖法设计理论论述[J].现代隧道技术，2005，42（2）.
[5] 王梦恕.浅埋暗挖法设计、施工问题新探[J].隧道建设，2002.
[6] 周爱国.隧道工程现场施工[M].北京：人民交通出版社，2004.
[7] 覃仁辉.隧道工程[M].北京：重庆大学出版社，2009.
[8] 杨世武.淤泥质地层浅埋暗挖施工技术措施. 铁道工程学报，2003（12）.