不停航跑道下超淺埋暗挖隧道初支和二襯施工技術(shù)

段英麗

(中鐵十六局集團(tuán) 北京工程有限公司，北京 100018)

不停航跑道下超淺埋暗挖隧道初支和二襯施工技術(shù)

段英麗

(中鐵十六局集團(tuán) 北京工程有限公司，北京 100018)

在機(jī)場(chǎng)主跑道不停航條件下修建超淺埋大斷面隧道在國(guó)內(nèi)外尚屬首次。本文介紹了不停航跑道下超淺埋大斷面平頂直墻隧道初支、二襯以及沉降控制施工技術(shù)。工程實(shí)際表明，跑道沉降始終控制在容許范圍內(nèi)，確保了飛機(jī)正常起降，為以后類(lèi)似工程的施工提供了借鑒。

超淺埋隧道 大斷面暗挖 初支 二襯 施工 沉降

在飛機(jī)正常起降的跑道下，利用多導(dǎo)洞淺埋暗挖法修建大斷面平頂直墻隧道，尤其在初支與二襯受力轉(zhuǎn)換時(shí)，既要保證工程施工安全，又要確保沉降控制在跑道道面允許范圍內(nèi)，不影響飛機(jī)正常起降。北京首都機(jī)場(chǎng)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)工程T3E-T2捷運(yùn)聯(lián)絡(luò)線及汽車(chē)通道工程，采用化整為零，隨挖隨撐的施工方案，實(shí)現(xiàn)了超淺埋大斷面隧道暗挖過(guò)程中跑道沉降始終控制在容許范圍內(nèi)。本文針對(duì)其初支、二襯及沉降控制施工技術(shù)進(jìn)行分析，以期為類(lèi)似工程提供借鑒。

1 工程概況

北京首都機(jī)場(chǎng)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)工程T3E-T2捷運(yùn)聯(lián)絡(luò)線及汽車(chē)通道工程，隧道為直墻平頂隧道，高9.1 m，寬23.9 m?？傞L(zhǎng)754 m，東西方向，與主跑道垂直。其中明挖段施工522 m，暗挖段施工232 m。暗挖段位于主跑道下，工程與跑道位置關(guān)系見(jiàn)圖1。

圖1 工程與跑道位置關(guān)系

2 工程技術(shù)特點(diǎn)及難點(diǎn)

1)工程環(huán)境特殊

該工程位于T2航站樓與T3航站樓之間，地處敏感的機(jī)場(chǎng)管控區(qū)域，為24 h不停航施工，且要從不停航的機(jī)場(chǎng)跑道下方穿過(guò)。

2)沉降控制要求嚴(yán)

該工程為超淺埋，最大埋深5.6 m，整個(gè)施工過(guò)程道面沉降不得超出30 mm，兩點(diǎn)相鄰高差需控制在1‰，其中管幕施工階段不得超出6 mm，暗挖階段不得超出18 mm，工后沉降不得超出6 mm。

3)施工風(fēng)險(xiǎn)度高

多導(dǎo)洞開(kāi)挖主要問(wèn)題為多次受力轉(zhuǎn)換，群洞效應(yīng)引發(fā)的穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)大，群洞的開(kāi)挖工況多、步序復(fù)雜、應(yīng)力場(chǎng)不斷發(fā)生重分布，松弛區(qū)隨工況的變化而變化，位移多次重復(fù)疊加且具有不確定性，難以準(zhǔn)確用數(shù)值模擬預(yù)控。

3 施工方案

開(kāi)挖支護(hù)是以新奧法為指導(dǎo)“化整為零”的淺埋暗挖法，通過(guò)臨時(shí)中隔板(墻)將隧道掌子面分成10個(gè)小導(dǎo)洞分別開(kāi)挖，充分發(fā)揮圍巖的自承能力，每個(gè)小導(dǎo)洞隨挖隨撐，及時(shí)形成單獨(dú)的支護(hù)體系。先開(kāi)挖兩側(cè)邊洞及中洞，然后施做二襯結(jié)構(gòu);其后開(kāi)挖跨中部位并施作二襯結(jié)構(gòu)，施工過(guò)程中通過(guò)受力轉(zhuǎn)換確保了原初期支護(hù)的穩(wěn)定性和安全。同時(shí)通過(guò)施工監(jiān)測(cè)收集大量的位移、受力數(shù)據(jù)，并及時(shí)將數(shù)據(jù)加以分析、處理，對(duì)施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全做出綜合判斷，及時(shí)掌握跑道變形情況，有效控制地表沉降。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 隧道10個(gè)導(dǎo)洞斷面(見(jiàn)圖2)

圖2 暗挖斷面導(dǎo)洞布置(單位:mm)

4.2 總體工藝流程(見(jiàn)圖3)

圖3 初支、二襯轉(zhuǎn)換施工工藝流程

4.3 施工操作要點(diǎn)

4.3.1 邊洞初支破除、二襯結(jié)構(gòu)施工

1)破除1、2號(hào)洞臨時(shí)中隔板，注意只破除臨時(shí)中隔板混凝土，保留工字鋼，以防發(fā)生洞體收斂。

2)從隧道中部開(kāi)始朝東西兩工作井退做邊洞下部二襯結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖4。

圖4 邊洞下部二襯施工

3)邊洞下部混凝土施工完畢后，開(kāi)始割除邊洞臨時(shí)中隔板工字鋼，施工采用跳倉(cāng)法，每倉(cāng)8 m，割除一倉(cāng)工字鋼立即進(jìn)行二襯施工，嚴(yán)禁超割。

4)工字鋼割除完畢后，立即進(jìn)行剩余邊洞二襯施工，施工使用跳倉(cāng)退做法，每倉(cāng)8 m，見(jiàn)圖5。

圖5 邊洞上部二襯施工

4.3.2 中洞初支破除、二襯結(jié)構(gòu)施工

1)破除中洞3、4號(hào)洞室臨時(shí)中隔板混凝土。

2)施工中洞3、4號(hào)洞室底板二襯混凝土。

3)施工中洞3、4號(hào)洞室中墻混凝土，將中隔壁工字鋼澆筑在混凝土中墻內(nèi)(圖6)。

圖6 中洞中墻二襯施工

4)施工中洞3、4號(hào)洞室頂板二襯混凝土，見(jiàn)圖7。

圖7 中洞頂板二襯施工

4.3.3 跨中頂板初支破除、二襯結(jié)構(gòu)施工

1)破除5號(hào)洞室臨時(shí)中隔板。

2)跳倉(cāng)退做跨中5號(hào)洞室頂板二襯，見(jiàn)圖8。

4.3.4 跨中底板初支破除、二襯結(jié)構(gòu)施工

1)割除中洞3、4號(hào)洞室內(nèi)臨時(shí)中隔板工字鋼。

2)破除洞內(nèi)所有剩余臨時(shí)中隔板、隔墻，見(jiàn)圖9。

圖8 跨中5號(hào)洞室二襯施工

圖9 跨中6號(hào)洞室二襯施工

5 沉降監(jiān)測(cè)與控制

5.1 拱頂下沉監(jiān)測(cè)

根據(jù)暗挖隧道導(dǎo)洞施工進(jìn)度，布設(shè)拱頂下沉監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)間距為6 m，本工程暗挖隧道采用10導(dǎo)洞開(kāi)挖法，拱頂下沉測(cè)點(diǎn)布設(shè)在上導(dǎo)洞內(nèi)。共需布設(shè)拱頂下沉測(cè)點(diǎn)200個(gè)。然后以洞口臨時(shí)水準(zhǔn)基點(diǎn)為基準(zhǔn)，每日對(duì)洞內(nèi)拱頂下沉監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)。鑿除中隔墻時(shí)，拱頂下降預(yù)警值累計(jì)為 16 mm，變化速率＜2 mm/d。

5.2 隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)

隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形采用收斂?jī)x測(cè)量。因隧道開(kāi)挖采用10導(dǎo)洞法，根據(jù)開(kāi)挖特點(diǎn)和變形預(yù)測(cè)，選擇兩側(cè)邊導(dǎo)洞和中間導(dǎo)洞布設(shè)收斂測(cè)點(diǎn)。鑿除中隔板時(shí)，墻身收斂預(yù)警值為30 mm，即B值(導(dǎo)洞寬度)的0.6%。

沉降觀測(cè)及收斂觀測(cè)的監(jiān)測(cè)頻率相同，見(jiàn)表1。

表1 監(jiān)測(cè)頻率

6 關(guān)鍵工序降低沉降的保證措施

為降低沉降，主要采用以下三種措施，根據(jù)沉降的不同程度依次遞增采用。

1)加強(qiáng)跑道下土體注漿。

2)拆除邊洞臨時(shí)中隔板后增設(shè)側(cè)墻勁頂支撐，見(jiàn)圖10。

圖10 側(cè)墻勁頂支撐(單位:mm)

3)拆除中隔墻是引起頂板沉降較大的工序，為盡量降低沉降，在保持原有二襯與初支間間隙注漿工藝的同時(shí)，增加頂板勁頂支撐，勁頂支撐主要采用預(yù)埋千斤頂方式，見(jiàn)圖11。

圖11 中墻頂板勁頂支撐

7 結(jié)束語(yǔ)

2013年4月該工程的主體結(jié)構(gòu)232 m全部貫通。在初支與二襯受力轉(zhuǎn)換時(shí)，沉降控制始終在跑道道面允許范圍內(nèi)，完全滿(mǎn)足不停航條件。最大沉降控制在10 mm以?xún)?nèi)，平均沉降2 mm，最大沉降約為跑道道面暗挖階段沉降控制值18 mm的1/2，效果極其顯著。

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U455．4

A

10．3969/j．issn．1003-1995．2014．01．12

1003-1995(2014)01-0040-03

2013-08-20;

2013-10-16

段英麗(1969— )，女，陜西臨潼人，高級(jí)工程師，碩士。

(責(zé)任審編 孟慶伶)