西安地鐵二號(hào)線26標(biāo)暗挖隧道下穿城市引水管施工技術(shù)

摘要：西安地鐵二號(hào)線26標(biāo)暗挖隧道下穿城市引水管道，為保護(hù)城市引水管道，又能很好的完成地鐵建設(shè)的使命，采取合理措施，使暗挖隧道下穿城市引水管。本文主要通過針對(duì)此種特殊情況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況分析、處理方案、施工技術(shù)、施工工藝等方面進(jìn)行探討和研究。

關(guān)鍵詞：引水管道 地鐵 隧道 暗梁 技術(shù)

0 引言

根據(jù)國家發(fā)改委批復(fù)的西安地鐵二號(hào)線工程可行性研究報(bào)告，二號(hào)線停車場(chǎng)位于我市長(zhǎng)安區(qū)潏河北岸，出入場(chǎng)線全長(zhǎng)840米，分為隧道段和地面路基段兩部分，其中隧道段下穿兩條城市引水管道（黑河輸水管道）。目前出入場(chǎng)線正在抓緊施工，該停車場(chǎng)是二號(hào)線南延段2014年6月底通車的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。按照地鐵設(shè)計(jì)方案，出入場(chǎng)線隧道段施工以及通車后的運(yùn)營都將對(duì)黑河輸水管道的安全運(yùn)行造成很大威脅，同時(shí)這黑河輸水管道對(duì)地鐵安全運(yùn)營也會(huì)造成重大隱患。經(jīng)地鐵公司與水務(wù)集團(tuán)研究，決定對(duì)交叉部位的黑河管道進(jìn)行加固，以確保城市供水及地鐵運(yùn)營安全。黑河引水渠道承擔(dān)著全市80%以上的供水任務(wù)。按照市政府專項(xiàng)問題會(huì)議紀(jì)要“既不影響城市供水，也不影響地鐵建設(shè)”的精神，地鐵公司和水務(wù)集團(tuán)經(jīng)過專家反復(fù)論證決定將輸水管道的管材由鋼筋混凝土管（已運(yùn)行20多年）更換為球墨鑄鐵管?，F(xiàn)場(chǎng)地鐵區(qū)間暗挖隧道為接近于東西走向，于兩條并排放置的黑河引水管道形成35°夾角，管底標(biāo)高基本相同，兩管間距30m，管質(zhì)為混凝土預(yù)應(yīng)力管，管徑2.0m，壁厚0.13m，每節(jié)有效長(zhǎng)度5.0m，管道底部用漿砌石砌筑臺(tái)座，臺(tái)座寬2.8m，高0.3m。區(qū)間隧道下穿黑河引水管，引水管與暗挖隧道結(jié)構(gòu)頂相距分別為3.85m、3.09m，區(qū)間隧道凈距為9.7m，高度為6.5m，寬為6.28m。

1 現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況

該區(qū)域內(nèi)主要巖層有全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)及中更新統(tǒng)地層構(gòu)成，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，該處地質(zhì)情況差，區(qū)間土層以粘土為住，局部夾砂層，在管道下方有砂層透鏡體存在，隧道結(jié)構(gòu)在卵石土層中穿過，采用礦山法施工。為區(qū)間結(jié)構(gòu)的施工帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)性。礦山法施工容易冒頂，使引水管破壞，所以首先從地面對(duì)該段地層進(jìn)行加固，改變土體性質(zhì)。

2 換管施工

為縮短工期，盡量減少停止供水時(shí)間，經(jīng)研究決定，在影響線路施工范圍內(nèi)將原管位置向西偏移15m，采用更換管道+地下暗梁的措施來完成區(qū)間的過渡，其中管道采用球墨鑄鐵管，直徑2.0m，每節(jié)長(zhǎng)8.0m，為脆性管道，為防止隧道開挖引起的地面下沉對(duì)管道產(chǎn)生破壞，在管道底座下設(shè)置600mm厚C40鋼筋混凝土暗梁，其下為150mm厚C15混凝土墊層，暗梁的設(shè)置強(qiáng)度應(yīng)能保證地鐵區(qū)間在施工開挖及運(yùn)營區(qū)間管道的安全，黑河管暗梁設(shè)置長(zhǎng)度為228m（其中一根為102m，一根為126m），暗梁頂面標(biāo)高為434.427~434.523。

3 加固施工

3.1 注漿加固

加固在隧道暗挖過去，在暗梁兩側(cè)加固，采用直徑60mm的鋼花管注漿，梅花型布置，間距3.0×3.0m，加固深度為地面下9.0m，注漿壓力1.0～1.5MPa，采用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水灰比采用1：1，注漿速度30～70L/min，擴(kuò)散半徑1.5m，注漿時(shí)注意觀察地面情況，發(fā)現(xiàn)地面有隆起現(xiàn)象時(shí)應(yīng)立即停止注漿。

注漿加固應(yīng)先在遠(yuǎn)離引水管道的確切位置做注漿試驗(yàn)，確定初步的注漿壓力和注漿量。黑河引水管加固見下圖：

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3.2 增強(qiáng)隧道支護(hù)參數(shù)。地下水位降至仰拱底下1m后，區(qū)間隧道由南向北開始進(jìn)行暗挖隧道施工。隧道施工應(yīng)遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”的基本工藝。施工組織計(jì)劃和施工工序必須嚴(yán)格遵守“先排管，后注漿，再開挖，注漿一段，開挖一段，支護(hù)一段，封閉一段”的原則。在過黑河引水管初襯完畢后，及時(shí)進(jìn)行二襯，以減少對(duì)黑河引水管產(chǎn)生沉降影響。

拱部采用Φ42普通鋼管注漿小導(dǎo)管，壁厚3.5mm，L=3m，拱部180°布設(shè)，環(huán)向間距0.25m，縱向間距1.5m，插角10°左右，注水泥水玻璃雙漿液。一般情況下采用單漿液，有水情況下采用水泥水玻璃雙漿液。注漿擴(kuò)散半徑不小于0.25mm。并對(duì)注漿的薄弱環(huán)節(jié)，重新補(bǔ)充注漿。

每個(gè)臺(tái)階應(yīng)設(shè)置鎖腳錨管，一處打設(shè)兩根，以防止格柵鋼架架設(shè)下沉。采用Φ42鋼焊管，長(zhǎng)度3米，并全長(zhǎng)注漿。

格柵鋼架間距為0.5m。全斷面布設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)片，環(huán)縱向均為Φ6.5的鋼筋，網(wǎng)距為150mm×150mm采用掛鋼筋網(wǎng)的方式。

初襯完畢，結(jié)構(gòu)防水全斷面鋪設(shè)防水層完畢經(jīng)驗(yàn)收合格后立即進(jìn)行二襯施工。

為保證注漿效果，小導(dǎo)管超前注漿前應(yīng)封閉開挖工作面，設(shè)計(jì)厚度50mm，噴射間距根據(jù)地層情況而定，強(qiáng)度等級(jí)同初期支護(hù)。噴射封閉范圍上半斷面不包括核心土的部分。

遇到較差地層時(shí)，為了保證工作面穩(wěn)定，應(yīng)及時(shí)噴射混凝土封閉工作面。

在斷面變化點(diǎn)、工序轉(zhuǎn)換處或工序中斷時(shí)，封閉整個(gè)工作面，縱向間距按10米，掛網(wǎng)噴射混凝土厚度100mm，鋼筋網(wǎng)為Φ6.5間距150mm×150mm，噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)同初期支護(hù)。

4 施工降水

降水采用井點(diǎn)降水方案，成井過程嚴(yán)格按照施工工藝，所用濾水管應(yīng)根據(jù)含水層顆粒分析結(jié)果按相關(guān)規(guī)定的要求嚴(yán)格制作。降水時(shí)嚴(yán)防井中出現(xiàn)涌砂、涌土現(xiàn)象。通過降水及時(shí)降低開挖范圍內(nèi)土層的地下水，使其得以壓縮固結(jié)，以提高土層的水平抗力，防止隧道開挖面發(fā)生坍塌，保證隧道暗挖的順利進(jìn)行。

5 施工期間的監(jiān)測(cè)

施工過程應(yīng)加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)，使暗挖處于安全監(jiān)控中。所有測(cè)點(diǎn)均應(yīng)反映施工中該點(diǎn)受力或變形隨時(shí)間的變化，即測(cè)試數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定為止。觀測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)整理和分析，出現(xiàn)異常時(shí)，要采取相應(yīng)的措施。能較好的預(yù)報(bào)下一施工步驟地層支護(hù)的穩(wěn)定與受力情況和地表沉降等。

6 總結(jié)

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)特殊地質(zhì)特殊施工條件，我們選擇運(yùn)用了黑河暗梁及加固等施工技術(shù)，目的在于更好地起到加固黑河引水管的作用，這技術(shù)還有待于暗挖隧道施工后的效果檢驗(yàn)，若能起到很好的效果，證明這一技術(shù)切實(shí)可行，將對(duì)未來的施工技術(shù)的日臻成熟起到較好的借鑒作用。在這里我希望通過和大家的不斷探索與研究，通過每個(gè)施工人員的不懈努力，為祖國的建設(shè)事業(yè)做出自己的一份貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]《西安市黑河引水管渠保護(hù)管理辦法》.