重慶市軌道交通六號(hào)線紅旗河溝車站施工技術(shù)

周宴成

（重慶市軌道交通（集團(tuán)）有限公司，重慶 400026）

重慶市軌道交通六號(hào)線紅旗河溝車站施工技術(shù)

周宴成

（重慶市軌道交通（集團(tuán)）有限公司，重慶 400026）

介紹重慶市軌道交通六號(hào)線一期工程（上新街至禮嘉段）紅旗河溝車站(以下簡(jiǎn)稱六號(hào)線紅旗河溝車站)隧道施工技術(shù)，重點(diǎn)介紹由于軌道交通三號(hào)線一期工程紅旗河溝車站（以下簡(jiǎn)稱三號(hào)線紅旗河溝車站）工程先行開工建設(shè)，在施工場(chǎng)地和施工通道等資源異常緊張的情況下，通過對(duì)六號(hào)線紅旗河溝車站隧道施工通道設(shè)計(jì)方案和車站隧道開挖施工方案的比選，選擇較合理的施工通道設(shè)計(jì)方案和開挖施工方案，既保證TBM順利通過六號(hào)線紅旗河溝車站隧道，又保證安全、優(yōu)質(zhì)、高效完成六號(hào)線紅旗河溝車站隧道土建工程施工任務(wù)。

軌道交通；地下大斷面暗挖隧道；施工技術(shù)；巖土結(jié)構(gòu)；施工通道設(shè)計(jì)

1 工程概述

紅旗河溝車站是亞洲城市軌道交通最大斷面地下暗挖十字立體交叉換乘車站，六號(hào)線(地鐵線路)紅旗河溝車站鋼軌軌面設(shè)計(jì)高程低三號(hào)線（輕軌線路）紅旗河溝車站軌道梁軌面設(shè)計(jì)高程約8.8m，紅旗河溝車站六號(hào)線和三號(hào)線十字交叉共建段長(zhǎng)約68.6m，納入三號(hào)線建設(shè)范圍。六號(hào)線紅旗河溝車站隧道圍巖為中等風(fēng)化砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)砂巖，巖體較完整，圍巖基本分級(jí)為Ⅳ級(jí)，隧道拱頂覆蓋層厚度21.1～25.6m，屬特大斷面淺埋隧道。地下水類型以基巖裂隙水為主，水量較大。六號(hào)線紅旗河溝車站隧道標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)斷面寬度19.08m，高度19.44m，標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)斷面開挖面積353.36m2，如圖1所示。

圖1 六號(hào)線紅旗河溝車站主體結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

2 六號(hào)線紅旗河溝車站隧道施工通道設(shè)計(jì)方案比選

三號(hào)線紅旗河溝車站等工程先行于六號(hào)線紅旗河溝車站2年左右時(shí)間開工建設(shè)施工，在三號(hào)線紅旗河溝車站施工過程中，車站周邊附近能夠利用的施工場(chǎng)地和施工通道等資源已全部利用。六號(hào)線紅旗河溝車站開始建設(shè)施工時(shí)，已無獨(dú)立的施工場(chǎng)地和施工通道等資源可以利用，因此六號(hào)線紅旗河溝車站只能利用三號(hào)線紅旗河溝車站現(xiàn)有的施工場(chǎng)地和施工通道進(jìn)行施工，而此時(shí)三號(hào)線紅旗河溝車站正處于緊張的土建工程施工階段。為確保TBM過站不受六號(hào)線紅旗河溝車站施工影響，同時(shí)也為確保六號(hào)線一期工程全線唯一換乘車站—紅旗河溝車站土建工程總工期目標(biāo)，對(duì)六號(hào)線紅旗河溝車站施工通道設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比選論證，找出有效解決上述問題的合理設(shè)計(jì)方案。

2.1 設(shè)計(jì)方案一:迂回施工通道方案

六號(hào)線紅旗河溝車站由1#施工通道和2#施工通道組成，施工通道累計(jì)全長(zhǎng)902m，如圖2所示。從三號(hào)線紅旗河溝車站

大里程端區(qū)間隧道既有施工通道增設(shè)1#施工通道，1#施工通道到達(dá)六號(hào)線紅旗河溝車站隧道大里程端，平面十字交叉通過后形成2#施工通道，2#施工通道立體下穿已施工完畢三號(hào)線紅旗河溝車站小里程端區(qū)間隧道后，最終到達(dá)六號(hào)線紅旗河溝車站隧道小里程端。此方案優(yōu)點(diǎn)是對(duì)三號(hào)線紅旗河溝車站等工程施工干擾小。缺點(diǎn)是此方案施工通道較長(zhǎng)，六號(hào)線紅旗河溝車站隧道小里程端施工受大里程端施工干擾較大，根據(jù)此方案編制施工進(jìn)度計(jì)劃，2#施工通道開挖施工到六號(hào)線紅旗河溝車站小里程端，最快也得需要7個(gè)月時(shí)間，在節(jié)點(diǎn)工期內(nèi)六號(hào)線紅旗河溝車站隧道無法達(dá)到TBM（隧道掘進(jìn)機(jī)）過站條件，更無法滿足六號(hào)線紅旗河溝車站隧道土建工程總工期要求。

圖2 迂回施工通道方案

2.2 設(shè)計(jì)方案二：交叉施工通道方案

六號(hào)線紅旗河溝車站由1#施工通道、2#施工通道和3#施工通道組成，施工通道累計(jì)全長(zhǎng)550m，如圖3所示。

圖3 交叉施工通道方案

從三號(hào)線紅旗河溝車站大里程端區(qū)間隧道既有施工通道增設(shè)1#施工通道，1#施工通道到達(dá)六號(hào)線紅旗河溝車站隧道大里程端。從1#施工通道0+216m里程處再增設(shè)2#施工通道，2#施工通道立體下穿已施工完畢三號(hào)線紅旗河溝車站大里程端區(qū)間隧道后，到達(dá)六號(hào)線紅旗河溝車站小里程端區(qū)間隧道。從已施工完畢的三號(hào)線紅旗河溝車站小里程端區(qū)間隧道增設(shè)3#施工通道到達(dá)六號(hào)線紅旗河溝車站隧道大里程端。此方案優(yōu)點(diǎn)是1#和3#施工通道可同時(shí)施工，1#施工通道施工至0+ 216m里程以后，1#和2#施工通道可以同時(shí)施工。該方案缺點(diǎn)是對(duì)三號(hào)線紅旗河溝車站隧道等工程施工干擾較大，2#和3#施工通道與三號(hào)線已建成主體結(jié)構(gòu)距離較近，對(duì)成品保護(hù)工作壓力較大。根據(jù)此方案編制施工進(jìn)度計(jì)劃，六號(hào)線紅旗河溝車站隧道在節(jié)點(diǎn)工期內(nèi)能夠達(dá)到TBM過站條件，車站隧道土建工程總工期也能控制在合同約定的范圍內(nèi)。

經(jīng)過對(duì)以上設(shè)計(jì)方案綜合對(duì)比分析和專家論證，選擇方案二作為六號(hào)線紅旗河溝車站隧道施工的最終施工通道方案。

3 六號(hào)線紅旗河溝車站隧道配合TBM過站總體施工方案

原計(jì)劃在TBM到達(dá)六號(hào)線紅旗河溝車站后，TBM在六號(hào)線紅旗河溝車站隧道側(cè)壁導(dǎo)坑內(nèi)步行通過該站。按原計(jì)劃組織施工，六號(hào)線紅旗河溝車站無法在計(jì)劃節(jié)點(diǎn)工期內(nèi)達(dá)到上述TBM步進(jìn)過站條件。為確保TBM過站不受六號(hào)線紅旗河溝車站施工影響，同時(shí)也為確保六號(hào)線紅旗河溝車站土建工程總工期目標(biāo)，對(duì)六號(hào)線紅旗河溝車站隧道多個(gè)施工方案對(duì)比分析和專家論證，六號(hào)線紅旗河溝車站隧道施工方案最終調(diào)整為大里程端采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法鉆爆開挖施工，隧道內(nèi)核心土全部解除，以臨時(shí)鋼架支撐代替核心土，不施工混凝土二次襯砌，滿足TBM步進(jìn)過站限界要求，車站隧道小里程端暫不施工，以TBM掘進(jìn)方式過站，等TBM轉(zhuǎn)場(chǎng)后，再恢復(fù)大、小里程端隧道剩余工程施工。

4 六號(hào)線紅旗河溝車站隧道大里程端開挖施工關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)對(duì)六號(hào)線紅旗河溝車站隧道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在加強(qiáng)初期支護(hù)及監(jiān)控量測(cè)的前提下，采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑預(yù)留核心土法鉆爆開挖施工，嚴(yán)格按照“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤測(cè)量”十八字方針進(jìn)行施工。

4.1 車站隧道大里程端施工步序

從3#施工通道進(jìn)入車站隧道大里程端，開挖施工車站隧道上臺(tái)階，首先開挖施工橫通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再向隧道兩端開挖形成4個(gè)作業(yè)面進(jìn)行車站隧道上臺(tái)階開挖，隧道左右側(cè)壁導(dǎo)坑上臺(tái)階之間錯(cuò)開20m安全距離。從1#施工通道進(jìn)入車站隧道大里程端，開挖施工車站隧道中下臺(tái)階，首先開挖施工橫通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再開挖施工車站隧道左右側(cè)壁導(dǎo)坑中下臺(tái)階，如圖4、圖5所示。

圖4 大里程端隧道上臺(tái)階開挖步序圖

圖5 大里程端隧道中下臺(tái)階開挖步序圖

4.2 車站隧道大里程端臨時(shí)鋼架支撐體系

原計(jì)劃TBM沿六號(hào)線紅旗河溝車站隧道左右側(cè)壁導(dǎo)坑內(nèi)導(dǎo)向槽步進(jìn)過站。由于TBM步進(jìn)洞室限界等原因，車站隧道大里程端核心土下部實(shí)際預(yù)留寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)寬度。為確保在TBM過站以后至轉(zhuǎn)場(chǎng)這段時(shí)間內(nèi)未施做混凝土二次襯砌的六號(hào)線紅旗河溝車站隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全，經(jīng)過多個(gè)方案綜合對(duì)比分析、專家論證和設(shè)計(jì)單位驗(yàn)算，采用豎向型鋼桁架代替核心土，型鋼桁架寬度以不侵入TBM步進(jìn)過站限界為標(biāo)準(zhǔn)，如圖6所示。

圖6 車站隧道大里程端型風(fēng)桁架支撐示意圖

5 六號(hào)線紅旗河溝車站大里程端隧道施工監(jiān)控量測(cè)

5.1 地表監(jiān)測(cè)

沿隧道中線在地表設(shè)置測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)為埋入地面下一定深度的鋼樁，并用混凝土固定。經(jīng)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，在六號(hào)線紅旗河溝車站隧道大里程端開挖施工全過程中，車站隧道頂部地表沉降單次最大速率為-0.1mm/d，沉降量累計(jì)最大值-1.3mm；紅旗河溝車站出入口、風(fēng)井處地表沉降單次最大速率為-0.48mm/d，沉降量累計(jì)最大值-10.15mm，均在安全范圍以內(nèi)。

5.2 紅旗河溝車站隧道內(nèi)收斂變形監(jiān)控量測(cè)

隧道底部、拱頂和隧道兩側(cè)壁等典型位置處布設(shè)監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)。在初期支護(hù)結(jié)構(gòu)中有代表性位置的鋼格柵拱架上，焊接鋼弦式鋼筋計(jì)，通過傳感器來采集數(shù)據(jù)。在紅旗河溝車站隧道開挖施工全過程中，車站隧道拱部沉降單次最大速率為-0.2mm/d，沉降量累計(jì)最大值-9.2mm；側(cè)壁導(dǎo)坑水平收斂變形單次最大速率-0.07mm/d，水平收斂變形量累計(jì)最大值-4.02mm，均在安全范圍以內(nèi)。

6 結(jié)束語

經(jīng)過近三年的施工實(shí)踐證明，選擇交叉施工通道方案能夠較早開始六號(hào)線紅旗河溝車站隧道開挖施工，選擇上述較合理的車站隧道施工方案，TBM如期順利通過六號(hào)線紅旗河溝車站隧道，在合同約定的總工期內(nèi)圓滿完成六號(hào)線紅旗河溝車站隧道土建工程施工任務(wù)。

分析以上從施工實(shí)踐中所采集的監(jiān)控測(cè)量數(shù)據(jù)，忽略測(cè)量、布點(diǎn)等誤差原因，從監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)可以總結(jié)出完整性較好的中等風(fēng)化砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)砂巖自穩(wěn)能力較強(qiáng)，加之施工期間臨時(shí)鋼架支撐體系措施得當(dāng)，即使在大斷面地下暗挖立體交叉十字換乘車站隧道主體結(jié)構(gòu)周邊出入口、風(fēng)井、換乘通道以及施工通道等洞室較多的情況下，隧道主體結(jié)構(gòu)周邊圍巖收斂變形較小，隧道主體結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定可靠，為今后類似工程設(shè)計(jì)、施工提供參考和借鑒。

[1]鐘桂彤，麥倜曾，關(guān)寶樹.鐵路隧道[M].北京:中國(guó)鐵道出版社，1990.

責(zé)任編輯：孫蘇

Construction Technology for Hongqihegou Station of Rail Transit Line 6 in Chongqing

Tunnel construction technology for Hongqihegou station in the first phrase project(Shangxin Street to Lijia)of rail transit line 6 in Chongqing (Hongqihegou station of line 6 for abbreviation)is introduced,especially the selection of a reasonable construction channel design scheme and excavation construction scheme to ensure the smooth transit of TBM through the Hongqihegou tunnel on line 6 and the safe,high quality and efficient completion of the tunnel construction under the circumstance of resource shortage like construction site and construction channel because of the ongoing construction of Hongqihegou station on line 3.

rail transit;underground large section mined tunnel;construction technology;geotechnical structure;construction channel design

U121

：A

：1671-9107（2013）12-0031-03

2013-11-02

周宴成（1972-），男，吉林永吉人，本科，高級(jí)工程師，主要從事軌道交通工程建設(shè)施工管理工作。

10.3969／j.issn.1671-9107.2013.12.031