深圳地鐵老大區(qū)間(西段) 重疊隧道施工技術(shù)
摘 要:結(jié)合深圳地鐵老大區(qū)間隧道工程概況,針對(duì)該工程地質(zhì)條件復(fù)雜等工程特點(diǎn)及接近施工動(dòng)態(tài)力學(xué)關(guān)系,著重闡述了該區(qū)間重疊隧道施工中重點(diǎn)難點(diǎn)問題的施工解決方案,并提出了應(yīng)對(duì)措施。
關(guān)鍵詞:重疊隧道,接近施工,施工監(jiān)測
1 工程概況
老大區(qū)間隧道從老街站出站后,以不太明顯的“S”線型接入大劇院站。受沿線建(構(gòu)) 筑物的限制,2 號(hào)豎井以東采用單洞雙層隧道,經(jīng)2 號(hào)豎井進(jìn)行結(jié)構(gòu)變換后,往西約160 m 為上下重疊及過渡單洞分建隧道,以后兩洞逐步展開為左右線平面平行單洞分建隧道進(jìn)入大劇院站。
1. 1 周邊環(huán)境雙洞重疊隧道從2 號(hào)豎井開始沿解放路先后穿越筆架山渠、寶安路,在地王大廈北側(cè)展開成平行隧道。線路兩側(cè)高樓林立, 地下各種管道、管線分布復(fù)雜,其中難度最大的是穿越寬16 m 、高6. 0 m 的筆架山大型排污渠,污水渠底板距隧頂最薄處僅為1. 4 m 。
1. 2 工程地質(zhì)
重疊隧道從豎井開始前60 m～70 m 原生地貌為海沖積平原,上覆第四系全新統(tǒng)人工堆積層,礫砂層,礫質(zhì)粘性土,下伏燕山期微風(fēng)化花崗巖。重疊隧道過渡段原生地貌為臺(tái)地,上覆第四系全新統(tǒng)人工堆積層,礫質(zhì)粘性土,下伏燕山期全風(fēng)化花崗巖。
1. 3 水文地質(zhì)重疊隧道所處地段地下水基本特征是:地下水位高,水源補(bǔ)給豐富,土層滲透系數(shù)大。
2 重疊隧道工程特點(diǎn)1) 隧道結(jié)構(gòu)形式特殊,埋深淺,自成拱能力差,施工難度大; 2) 爆破震動(dòng)速度控制較嚴(yán); 3) 隧道有相當(dāng)部分處在上軟下硬地層中,局部地段上覆飽水砂層,在隧道開挖過程中極易發(fā)生涌水、涌砂。且上下隧道均先后兩次通過巖土接觸帶,地下水非常發(fā)育; 4) 隧道與筆架山污水渠、重疊隧道之間均屬于典型的接近施工。
3 基本施工方案
雙洞重疊隧道施工總體上以下洞作為先行隧道(即先施工下洞),但為施工方便起見,在豎井開挖過程中上洞要先掘進(jìn)一定長度(上導(dǎo)約10 m , 下導(dǎo)約6 m) 為其后續(xù)掘進(jìn)創(chuàng)造工作面。上下隧道均采用短臺(tái)階開挖并嚴(yán)格按照新奧法原理進(jìn)行施工。下洞掘進(jìn)100 m 左右時(shí),施作二次襯砌,下洞二襯作業(yè)面與上洞開挖作業(yè)面要拉開一定安全距離(30 m～50 m) 。對(duì)于地質(zhì)復(fù)雜地段掘進(jìn)前采用地表旋噴、深孔后退式注漿、小導(dǎo)管注漿等措施進(jìn)行預(yù)加固。重疊隧道穿越筆架山污水渠關(guān)鍵是要控制沉降,防止渠體變形開裂。施工措施采取地表旋噴墻,洞內(nèi)剛性超前支護(hù)(大管棚),圍巖注漿加固止水等綜合措施。
4 重疊隧道施工技術(shù)
4. 1 重疊隧道間的接近施工及應(yīng)對(duì)措施重疊隧道在2 號(hào)豎井內(nèi)上下洞基本重合,中線距離0. 37 m ,
開挖凈距1. 1 m , 以后上下洞隨線路逐漸過渡分離。接近施工是重疊隧道施工的基本特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。重疊隧道上下洞室凈距較少,從1. 1 m～6. 0 m 漸變過渡,毛洞凈距遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2 倍洞跨, 甚至常規(guī)中5 m 圍巖保護(hù)層。兩洞所夾土體薄并且長達(dá)160 m , 靠豎井側(cè)30 m 為微風(fēng)化花崗巖(W1) ,其余為礫質(zhì)粘性土或全風(fēng)化花崗巖。按日本的接近度劃分標(biāo)準(zhǔn),屬于“限制范圍”,必須采取相應(yīng)工程措施,防止影響結(jié)構(gòu)的安定性。
1) 結(jié)構(gòu)支護(hù)參數(shù)加強(qiáng)。重疊隧道洞口段上下洞初期支護(hù)鋼拱架均采用Ⅰ18 鋼,縱向間距50 cm , 其余地段采用格柵鋼拱架, 縱向間距75 cm , 為增強(qiáng)整體剛度,縱向連接筋環(huán)向間距加密至25 cm 。
2) 橫撐加強(qiáng)。考慮到重疊隧道洞口段空間效應(yīng)明顯,在上下洞口部起拱線位置沿線路縱向5 m 施工18 鋼支撐。
3) 兩洞所夾巖體加固。a. 預(yù)注漿加固地層,對(duì)土質(zhì)地層主要通過先行隧道拱頂注漿(小導(dǎo)管注漿、圍巖深層注漿) 及上洞仰拱基地注漿來加固地層;b. 圍巖錨固加固,在上洞邊墻腳部施作5 m 長錨桿,每側(cè)2 根～3 根,縱向間距50 cm , 石質(zhì)地段采用<22 砂漿錨桿,土質(zhì)地段采用WTD25 中空注漿錨桿。
4) 爆破震動(dòng)控制。爆破震動(dòng)過大對(duì)先行隧道結(jié)構(gòu)及中間所夾圍巖都會(huì)造成極大的破壞,施工時(shí),爆破震動(dòng)速度必須控制在2. 5 cm/s之內(nèi)。
5) 選擇合理的開挖方式。在重疊隧道施工中選擇合理的開挖方式對(duì)控制接近施工影響非常重要。施工時(shí)上下隧道均應(yīng)采用短臺(tái)階開挖,特別是在洞口段上洞先行情況下,上下洞封閉成環(huán)越早,隧道本身的沉降及相互影響就越少。另外下洞二襯超前上洞開挖作業(yè)面30 m 也很必要。
4. 2 重疊隧道穿越筆架山污水渠施工
4. 2. 1 概況。平面上看,筆架山污水渠與重疊隧道上洞接近垂直交叉,隧道開挖穿越長度16 m , 渠底距隧頂最近距離1. 4 m 。污水渠內(nèi)常年水深4. 5 m , 水位受海水漲潮影響略有變化。污水渠原址為排污明溝,渠頂板及邊墻為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),而底板結(jié)構(gòu)卻不詳。
4. 2. 2 施工難點(diǎn)及作業(yè)流程。重疊隧道上洞穿越筆架山污水渠實(shí)質(zhì)也是接近既有建筑物施工。施工難點(diǎn)重在“二防”:一防渠體沉降開裂,二防渠底滲漏涌水。
5 結(jié)語
1) 近接施工是本區(qū)間重疊隧道施工的基本特征,弄清其作用機(jī)理及動(dòng)態(tài)力學(xué)關(guān)系,對(duì)指導(dǎo)施工大有裨益。重疊隧道結(jié)構(gòu)特殊,施工中應(yīng)科學(xué)地、創(chuàng)造性地制定施工對(duì)策。
2) 工程措施要到位,施工工藝要過關(guān)。比如爆破震動(dòng)控制、深孔注漿、隧道開挖方式等等。重疊隧道施工中影響結(jié)構(gòu)及周邊構(gòu)筑物安定性的因素很多,哪種因素都有可能上升為主要矛盾, 因此,施工中要嚴(yán)肅認(rèn)真,不可疏漏任何一個(gè)環(huán)節(jié)。
3) 施工監(jiān)測是復(fù)雜隧道施工的關(guān)鍵點(diǎn),是信息化施工不可分割的一環(huán)。科學(xué)的決策來源于及時(shí)、準(zhǔn)確、有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析。
