寧天城際軌道隧道某聯(lián)絡(luò)通道施工實(shí)踐探究

黑龍江 張智韜

1 工程概況

寧天城際軌道交通工程某區(qū)間設(shè)置兩座聯(lián)絡(luò)通道兼泵站，通道左、右線隧道中心線距離18m，聯(lián)絡(luò)通道中心標(biāo)高左線-18m、右線-18m。聯(lián)絡(luò)通道位于車流量大，加固范圍內(nèi)地表有多條通信電纜、光纜的隧道內(nèi)。擬構(gòu)筑聯(lián)絡(luò)通道所在位置的隧道管片為鋼管片，隧道內(nèi)徑為φ5.5m，管片厚度350mm。聯(lián)絡(luò)通道襯砌采用二次襯砌方式；臨時(shí)支護(hù)層和永久結(jié)構(gòu)層之間設(shè)防水層。根據(jù)各區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道的特點(diǎn)以及所處地層的特性，采取凍結(jié)法加固土體，然后用礦山暗挖法進(jìn)行開挖構(gòu)筑施工。

2 開挖與構(gòu)筑施工

2.1 具備開挖凍結(jié)技術(shù)指標(biāo)

要確定打開管片進(jìn)行開挖還需結(jié)合測(cè)溫孔資料、卸壓孔壓力、探孔情況等方面綜合考慮，需具備如下條件，方可開挖。

表1 具備開挖技術(shù)指標(biāo)表

2.2 施工準(zhǔn)備

準(zhǔn)備工作是整個(gè)工程施工進(jìn)展順利的前提和保證，具體工作內(nèi)容如下：

2.2.1 四通

水通；電通；路通；信息通。

2.2.2 隧道內(nèi)工作平臺(tái)搭設(shè)

按聯(lián)絡(luò)通道出口尺寸及施工需要，工作平臺(tái)由上下兩層平臺(tái)和一斜坡道構(gòu)成。

2.2.3 搶險(xiǎn)物資的堆放

為了應(yīng)付凍結(jié)孔施工及開挖構(gòu)筑過程中可能出現(xiàn)的突發(fā)情況，施工現(xiàn)場(chǎng)需要堆放搶險(xiǎn)物資：應(yīng)急沙包（5m3）、水泥（3t）、Φ125mm、Φ109mm等規(guī)格的木楔麻絲、木板（3m3）等，以保證旁通道施工的安全。

2.2.4 鋼管片接縫焊接

將聯(lián)絡(luò)通道開口部的鋼管片之間（欲拉開的管片除外）環(huán)向及縱向接縫采用滿焊的方式將每條拼裝縫一一焊接好，提高其整體穩(wěn)定性，以控制隧道管片變形。

2.2.5 預(yù)應(yīng)力支架、安全應(yīng)急門及應(yīng)急蓋板安裝

在積極凍結(jié)和開挖構(gòu)筑期間，左側(cè)隧道內(nèi)要進(jìn)行鋪軌施工，右側(cè)隧道在凍結(jié)期間進(jìn)行推進(jìn)，雙側(cè)均安裝特殊預(yù)應(yīng)力支架。為防止碰破凍結(jié)管，預(yù)應(yīng)力支架可在進(jìn)行凍結(jié)之前安裝。

2.3 開挖

2.3.1 拉管片

加固土體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求及準(zhǔn)備工作就緒后開挖構(gòu)筑工作就可正式開始，探孔后即可開管片。

2.3.2 土方開挖

經(jīng)探孔確認(rèn)可以進(jìn)行正式開挖后，打開鋼管片，然后根據(jù)采用礦山法進(jìn)行暗挖施工。根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，聯(lián)絡(luò)通道開挖掘進(jìn)采取分區(qū)分層方式進(jìn)行。上部通道結(jié)構(gòu)施工完畢，強(qiáng)度達(dá)到60%后，再進(jìn)行泵房的開挖。

由于土體采用凍結(jié)法加固，凍土強(qiáng)度較高，凍結(jié)帷幕承載能力大，因而開挖時(shí)（除聯(lián)絡(luò)通道端頭處側(cè)墻和拱頂外）可以采用全斷面一次開挖，端頭開挖步距為0.5m，通道開挖步距不超過0.8m。兩端端頭處斷面較大，為減輕開挖對(duì)隧道變形的影響，開挖步距控制為0.5m。開挖斷面超挖不大于30mm，開挖中心線偏差不大于20mm。

泵房開挖過程中將有部分凍結(jié)管被暴露，為確保安全，根據(jù)凍結(jié)孔布置圖孔位布置特征，跟班技術(shù)員跟蹤監(jiān)測(cè)開挖面深度，當(dāng)開挖面距離泵房?jī)?nèi)凍結(jié)管約10～15cm時(shí)，關(guān)閉該組凍結(jié)管的去、回路閥門，等該組凍結(jié)管全部暴露后，再打開原先關(guān)閉的閥門，恢復(fù)凍結(jié)。等泵房250mm厚的臨時(shí)支護(hù)層施工結(jié)束后，即可將泵房?jī)?nèi)暴露的凍結(jié)管割除，進(jìn)行永久結(jié)構(gòu)的施工。

凍土強(qiáng)度高，韌性好，采用風(fēng)鎬進(jìn)行掘進(jìn)。為了提高掘進(jìn)效率，加快施工進(jìn)度，縮短凍土暴露時(shí)間，風(fēng)鎬尖需做淬火處理。而且掘進(jìn)環(huán)境溫度在0℃以下，輸風(fēng)管路及風(fēng)鎬中的冷凝水容易結(jié)冰，需進(jìn)行除濕處理，一方面把風(fēng)管懸吊起來(lái)，另外每隔1～2小時(shí)向風(fēng)管內(nèi)注入酒精，防止冰屑的出現(xiàn)。并要求每個(gè)掘進(jìn)班配備5～6把風(fēng)鎬，以避免不能正常工作而影響施工進(jìn)度。

在掘進(jìn)施工中根據(jù)揭露土體的加固效果，以及監(jiān)控監(jiān)測(cè)信息，及時(shí)調(diào)整開挖步距和支護(hù)強(qiáng)度，確保安全施工。在開挖過程中，還要及時(shí)對(duì)暴露的凍結(jié)帷幕進(jìn)行保溫。

開挖的土方通過風(fēng)井運(yùn)出。

2.3.3 臨時(shí)支護(hù)

采用兩次支護(hù)方式。第一次支護(hù)（臨時(shí)支護(hù)）采用格柵鋼架+網(wǎng)噴0.3m厚C20混凝土。第二次支護(hù)（永久支護(hù)）采用0.4m厚P10模筑鋼筋C35混凝土。

注意事項(xiàng)：

（1）開挖及支架架設(shè)應(yīng)按中腰線嚴(yán)格控制，防止支架偏移。

（2）在開挖和臨時(shí)支護(hù)過程中，布設(shè)通道收斂變形測(cè)點(diǎn)（詳見監(jiān)測(cè)部分），及時(shí)掌握凍結(jié)帷幕位移發(fā)展速度，通過調(diào)整開挖步距和支護(hù)強(qiáng)度來(lái)控制凍結(jié)帷幕的位移量，確保施工安全和施工進(jìn)度。

（3）噴射混凝土前，在臨時(shí)支護(hù)層中預(yù)埋注漿管，注漿管選用φ50mm的焊接管，頂端接管箍，并用絲堵封閉。

2.3.4 防水層施工

（1）遇水膨脹橡膠條及注漿管施工

鋼管片與支護(hù)層和結(jié)構(gòu)層的接縫處設(shè)置兜繞成環(huán)的遇水膨脹橡膠條和預(yù)埋注漿管。端頭部位全部刷擴(kuò)至設(shè)計(jì)尺寸，臨時(shí)支護(hù)完成后，即可進(jìn)行橡膠條施工。遇水膨脹橡膠條用粘結(jié)劑沿著臨時(shí)支護(hù)斷面內(nèi)側(cè)直接粘到隧道管片上。粘接前必須對(duì)管片進(jìn)行清洗，止水帶一定要粘牢，不能留有空隙。遇水膨脹橡膠條固定好后，再在管片上安裝環(huán)繞成圈的IT注漿管，采用金屬件固定，注漿口引出結(jié)構(gòu)層外，注漿管搭拉長(zhǎng)度不小于200mm。

（2）防水板施工

鋪設(shè)防水板前必須對(duì)初期支護(hù)表面找平，拱墻補(bǔ)噴找平，底部砂漿找平，對(duì)外部的鋼筋接頭切除、磨平。防水板鋪設(shè)由拱頂開始，然后沿側(cè)墻下翻與由底板鋪設(shè)上翻的防水板相接，構(gòu)成一封閉防水層。防水板的施工須保持連續(xù)與完整、且表面無(wú)破損情況。先鋪設(shè)一層無(wú)紡布緩沖層，然后鋪設(shè)防水板，再鋪設(shè)一層無(wú)紡布保護(hù)層。緩沖層以機(jī)械固定方法固定于支護(hù)層上，保護(hù)層以點(diǎn)粘法熱熔固定。防水板接縫搭接長(zhǎng)度應(yīng)為100mm，焊接寬度為不小于50mm。

2.3.5 永久支護(hù)

永久支護(hù)是為現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)。為減少砼施工接縫，旁通道開挖及臨時(shí)支護(hù)完成后，一次連續(xù)進(jìn)行澆筑。由于這種結(jié)構(gòu)的特殊性，通道頂板內(nèi)的砼澆筑較為困難，為提高砼施工質(zhì)量，采取分段澆筑的施工方式，必要時(shí)可采用噴漿機(jī)對(duì)澆筑空隙進(jìn)行充填。