重慶臨江門(mén)車(chē)站隧道施工技術(shù)綜述

摘　要　重慶輕軌臨江門(mén)車(chē)站位于重慶市繁華城區(qū),隧道斷面超大,施工技術(shù)復(fù)雜。介紹了隧道施工采用的微振爆破技術(shù)、人防洞處理技術(shù)、二次襯砌施工等關(guān)鍵技術(shù)。
關(guān)鍵詞　繁華城區(qū)　車(chē)站隧道　微振爆破　人防洞處理　二次襯砌　施工技術(shù)
1 　工程概況
臨江門(mén)車(chē)站地處重慶市最繁華的解放碑地下, 周邊高樓林立,地下人防洞室星羅棋布,如圖1 所示,人防洞大部分位于車(chē)站隧道拱頂部位。由于曲線加寬及設(shè)備區(qū)的存在,車(chē)站隧道從小里程往大里程方向依次為四種襯砌斷面型式:A 、B 、B1 、C , 其斷面參數(shù)如表1 所示:
表1 　斷面型式參數(shù)表

隧道埋深在10m～14m 之間,隧道所處地層為砂、泥巖互層,隧道拱部位于砂巖層,邊墻及底部位于泥巖地層。巖層節(jié)理裂隙不甚發(fā)育,基巖裂隙水較少,但由于本區(qū)域工商業(yè)發(fā)達(dá),自來(lái)水用量大,加之地下人防洞與車(chē)站隧道貫穿,地面降水及生活污水極易沿著人防洞流入隧道內(nèi)。初期支護(hù)采用錨、噴、網(wǎng)、格柵鋼構(gòu)聯(lián)合支護(hù),二次襯砌采用80cm 厚的鋼筋砼。

圖1 　車(chē)站隧道與周邊建(構(gòu)) 筑物平面關(guān)系示意圖2 　施工方案采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑分臺(tái)階施工方案,如圖2 所示。分部開(kāi)挖閉合,通過(guò)合理轉(zhuǎn)換工序,將小洞擴(kuò)為大洞。

圖2 　雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工方案圖
施工步驟如下:
① 開(kāi)挖上部導(dǎo)洞1 , 施工該部初期支護(hù)Ⅰ(錨、噴、網(wǎng)、格柵鋼架) 、臨時(shí)中隔墻及其支護(hù)Ⅰ 、臨時(shí)型鋼橫支撐Ⅰ 。
② 對(duì)1 部開(kāi)挖后探明的人防洞進(jìn)行處理,采用錨桿、噴射砼、回填砼及注漿等措施。
③ 所有的人防洞處理完成后,進(jìn)行中部導(dǎo)洞2
的開(kāi)挖,施工該部初期支護(hù)Ⅱ 、臨時(shí)中隔墻及其支護(hù)Ⅱ 、臨時(shí)型鋼橫支撐Ⅱ 。
④ 下部導(dǎo)洞3 的開(kāi)挖,施工該部初期支護(hù)Ⅲ 、臨時(shí)中隔墻及其支護(hù)Ⅲ 。
⑤ 施工3 部邊墻基礎(chǔ)及仰拱鋼筋混凝土、綜合接地。
⑥ 拆除臨時(shí)中隔墻及其支護(hù)Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 。隧道拱部4 環(huán)形開(kāi)挖,施工該部初期支護(hù)Ⅳ 。
⑦ 核心土5 的開(kāi)挖。
⑧ 模板臺(tái)車(chē)全斷面二次襯砌砼6(襯砌砼與環(huán)形開(kāi)挖4 間距:12m～16m) 。
⑨ 核心土7 、8 部開(kāi)挖。
⑩ 仰拱鋼筋砼及仰拱填充砼9(施工) 。施工工藝流程見(jiàn)圖3 。

圖3 　雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工藝框圖
3 　施工技術(shù)
3. 1 　微振爆破施工技術(shù)由于車(chē)站隧道位于市中心繁華商業(yè)區(qū),各種條件復(fù)雜,應(yīng)將爆破震動(dòng)控制到最低限度,以保證地表及建筑物的安全并少擾民。實(shí)現(xiàn)上述目的,爆破施工必須滿足如下要求:
① 根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求,爆破對(duì)周?chē)ㄖ锏谋普駝?dòng)速度應(yīng)控制在1. 5～2. 0cm/ s; 爆破沖擊波、噪聲等爆破公害控制在安全規(guī)程要求之內(nèi)。
② 爆破循環(huán)進(jìn)尺、爆破單工序作業(yè)時(shí)間要滿足總體進(jìn)度要求。
③ 減小隧道周邊圍巖松動(dòng)圈半徑,保護(hù)好隧道與建筑物地下室之間的巖柱,確保建筑物的安全。
車(chē)站隧道采用雙側(cè)壁導(dǎo)洞預(yù)留核心土分部開(kāi)挖爆破施工,導(dǎo)洞開(kāi)挖后,進(jìn)行隧道擴(kuò)大的爆破,擴(kuò)大開(kāi)挖具有與露天臺(tái)階爆破類(lèi)似的兩個(gè)或兩個(gè)以上臨空面的條件。
爆破方案設(shè)計(jì)原則如下:
① 以地面建筑物基礎(chǔ)底面(或地面) 至爆源中心距離R 的安全控制半徑,并以質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度2cm/ s (世貿(mào)大廈、時(shí)代廣場(chǎng)1. 5cm/ s) 作為控制標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算單段允許最大用藥量,并進(jìn)行試爆,取得合理的爆破參數(shù)。
② 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)和施工條件,采用微臺(tái)階分部開(kāi)挖,以創(chuàng)造更多的臨空面,每部分又分多次爆破。過(guò)世貿(mào)中心及時(shí)代廣場(chǎng)段的1 部開(kāi)挖分三次爆破成型,即掏槽區(qū)、擴(kuò)槽區(qū)、周邊光爆區(qū);導(dǎo)洞2 、3 部開(kāi)挖時(shí)在兩側(cè)各預(yù)留1m 的光爆層,增加了爆源至周?chē)孛娼ㄖ锘A(chǔ)底部(或地面) 的距離。
③ 上導(dǎo)洞1 部掏槽眼位盡量布置在開(kāi)挖部位的底部靠核心土一側(cè)。
④ 上導(dǎo)洞1 部及拱部4 部開(kāi)挖斷面周邊眼均設(shè)置直徑為50mm 的減震空眼,以作為減振和光爆導(dǎo)向眼。
⑤ 其余部位爆破以松動(dòng)爆破為主,控制爆破飛石對(duì)襯砌臺(tái)車(chē)及襯砌混凝土表面的破壞。
⑥ 地面洞內(nèi)均配合爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè),及時(shí)調(diào)整鉆爆參數(shù),滿足環(huán)境及施工要求。

3. 2 　人防洞處理施工技術(shù)臨江門(mén)車(chē)站隧道地下共有27 條人防洞與車(chē)站隧道重合、平行、相交,人防洞位于隧道的拱部以上(1 部),人防洞的處理關(guān)系著工程的成敗,為了改善隧道圍巖的受力狀況,減小應(yīng)力集中現(xiàn)象,人防洞應(yīng)及早處理,其處理原則如下:
① 處理時(shí)間:由地面能直接到達(dá)的部位,應(yīng)在隧道開(kāi)挖之前處理完畢;地面不能直接到達(dá)的部位,待隧道1 部開(kāi)挖之后2 部開(kāi)挖之前必須處理完畢。
② 處理方案:侵占車(chē)站隧道的人防洞直接破除; 與車(chē)站隧道的間距在5m 以內(nèi)的人防洞采用砼或片石砼回填密實(shí);與車(chē)站隧道的間距在5～12m 之間的人防洞采用錨噴支護(hù);與車(chē)站隧道間距在12m 以上的人防洞不做處理。
③ 處理效果檢查:采用地質(zhì)雷達(dá)超聲波探測(cè),回填砼之時(shí)已預(yù)留注漿孔,如探測(cè)出有空洞的部位,采用注漿回填密實(shí)。

3. 3 　二次襯砌施工技術(shù)由于車(chē)站隧道襯砌斷面超大,襯砌厚度較厚(80cm) ,且有4 種斷面型式,設(shè)計(jì)要求二次襯砌對(duì)圍巖提供的支護(hù)力要及時(shí),為此襯砌臺(tái)車(chē)及襯砌混凝土施工采取如下對(duì)策:
① 為了及時(shí)對(duì)圍巖提供支護(hù)力,采用全斷面襯砌一次成型;同時(shí)為減小二次襯砌與開(kāi)挖之間的懸空距離,臺(tái)車(chē)長(zhǎng)度定為6m 。
② 為滿足襯砌的不同斷面型式要求,全斷面襯砌臺(tái)車(chē)要有通用性,為此采取臺(tái)車(chē)拱架與臺(tái)架可以分離的方案,拱架與臺(tái)架之間采用鉸接連接方式,四種斷面共用一臺(tái)臺(tái)架,不同的斷面型式采用不同的拱架。
③ 為確保襯砌臺(tái)車(chē)的整體穩(wěn)定性,除對(duì)臺(tái)車(chē)本身的剛度和穩(wěn)定性認(rèn)真檢算外,臺(tái)車(chē)還采取了“騎跨式”方案,如圖4 所示。即襯砌施工時(shí)核心土保留, 臺(tái)車(chē)門(mén)架騎跨在核心土上,將臺(tái)車(chē)門(mén)架的受力傳遞于核心土上。

圖4 　模板臺(tái)車(chē)襯砌混凝土施工方案圖
施工技術(shù)要點(diǎn)
① 邊墻基礎(chǔ)施工
在兩側(cè)導(dǎo)洞開(kāi)挖及初期支護(hù)、臨時(shí)支護(hù)施工完并達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的有關(guān)要求后,及時(shí)施工邊墻基礎(chǔ)的綜合接地、防水層、鋼筋、預(yù)埋件及砼澆筑,使初期支護(hù)拱腳及時(shí)得到約束。
② 環(huán)形開(kāi)挖4 部掌子面與二次襯砌砼間距的確定
4 部開(kāi)挖后,車(chē)站隧道將形成大跨,為確保施工安全、同時(shí)為確保4 部鉆爆施工不損傷二次襯砌砼, 4 部掌子面與二次襯砌砼之間應(yīng)有一適當(dāng)距離,通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反分析可得出結(jié)論:其距離應(yīng)控制在12 ～16m 之間。
③ 模板臺(tái)車(chē)定位及支撐加固
由于模板臺(tái)車(chē)是跨騎在核心土上的,左右側(cè)不能通視,為確保模板臺(tái)車(chē)能準(zhǔn)確就位,應(yīng)做到:左右側(cè)邊墻上均標(biāo)記模板臺(tái)車(chē)就位的端頭位置;一切行動(dòng)聽(tīng)指揮,左右側(cè)協(xié)調(diào)一致。
由于該模板臺(tái)車(chē)跨度較大,且一次澆筑的砼量也大(達(dá)360m3) ,為確保施工安全,臺(tái)車(chē)加固采取如下措施:
a. 導(dǎo)洞側(cè)的仰拱提前澆筑,臺(tái)車(chē)行走用的鋼軌鋪在仰拱砼面上,使臺(tái)車(chē)不整體下沉。
b. 襯砌臺(tái)車(chē)跨度大,通過(guò)增加用鋼量來(lái)保證臺(tái)車(chē)的剛度是不經(jīng)濟(jì)的。臺(tái)車(chē)跨騎在核心土上的目的就是:通過(guò)可靠的傳力構(gòu)件,將臺(tái)車(chē)承受的施工荷載傳遞給核心土,這樣既節(jié)約了鋼材,又能確保施工的安全。
④ 模筑砼澆注
采用兩臺(tái)輸送泵左右側(cè)同時(shí)澆筑砼,澆筑時(shí)兩側(cè)高差不得大于1. 0m , 當(dāng)砼接近起拱線位置時(shí),砼側(cè)壓力接近最大值,可適當(dāng)放慢澆筑速度。
3. 4 　監(jiān)控量測(cè)技術(shù)
在繁華城區(qū)修建如此復(fù)雜的地下工程,監(jiān)控量測(cè)是必不可少的。本工程主要開(kāi)展了以下監(jiān)測(cè)項(xiàng)目:
① 爆破振速;
② 圍巖變形量測(cè),含拱頂下沉及圍巖收斂;
③ 鋼支撐內(nèi)力,含鋼格柵、臨時(shí)鋼支撐內(nèi)力;
④ 錨桿軸力;
⑤ 接觸壓力,含初期支護(hù)與圍巖接觸壓力及初期支護(hù)與二次襯砌接觸壓力;
⑥ 砼內(nèi)力,含噴射砼內(nèi)力及模筑砼內(nèi)力。
通過(guò)對(duì)監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)分析表明,爆破振速、圍巖變形及各種構(gòu)件的受力均在允許范圍之內(nèi),這說(shuō)明施工過(guò)程是安全的,施工方案是可行的。
4 　結(jié)束語(yǔ)
① 臨江門(mén)車(chē)站隧道從2000 年8 月開(kāi)工, 到2003 年6 月完成所有的土建工程施工,歷時(shí)近三年,三年的施工中,始終堅(jiān)持信息化施工,以監(jiān)控量測(cè)信息檢驗(yàn)方案的正確與否,隨時(shí)調(diào)整各施工參數(shù)。由于所制定的施工方案正確,未發(fā)生一起安全事故。
② 科學(xué)的施工技術(shù)和手段需要一支精干、高效、紀(jì)律嚴(yán)明、作風(fēng)頑強(qiáng)的隊(duì)伍來(lái)實(shí)現(xiàn)。本工程所以能取得成功,除有賴(lài)于先進(jìn)的技術(shù)外,還得益于現(xiàn)場(chǎng)施工人員不折不扣的執(zhí)行技術(shù)要求,按期保質(zhì)地完成既定工作目標(biāo)。工程技術(shù)含量越高、難度越大,越需要嚴(yán)格按技術(shù)要求操作。
③ 雙側(cè)壁導(dǎo)坑分部開(kāi)挖施工方法具有對(duì)環(huán)境影響小、安全度高、適應(yīng)地層廣等優(yōu)點(diǎn),但該方法存在工序多,施工干擾大等缺點(diǎn),在如何確保工期方面應(yīng)有一套嚴(yán)密的施工組織措施。
(注:本文相關(guān)數(shù)據(jù)引自:
交通部重慶公路勘察設(shè)計(jì)研究院的《重慶輕軌一期工程臨江門(mén)車(chē)站隧道施工圖設(shè)計(jì)》、中鐵隧道集團(tuán)三處有限公司的《重慶輕軌一期工程臨江門(mén)車(chē)站實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)》)

參考文獻(xiàn)
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2 　施仲衡. 地下鐵道設(shè)計(jì)與施工. 陜西科學(xué)技術(shù)出版社, 1997