應(yīng)急車行通道與暗挖隧道十字交叉口施工分析

孫迪科

（中鐵十六局集團(tuán)有限公司，北京市 101400）

1 工程概況

紫之隧道總長度為14.3 km，其中隧道總長度為13.8 km，為雙向六車道。隧道斷面主要包括三車道、兩車道、單車道和大跨段，設(shè)計行駛速度為60 km/h，設(shè)計匝道行駛速度為30 km/h。原設(shè)計6#人行橫通道中心里程處于西線隧道K2+522，屬Ⅳ級圍巖，東線隧道K2+550，屬Ⅳ級圍巖，寬度760 cm，高度790 cm，長度29.2 m，初期支護(hù)采用：Φ22藥卷錨桿 @100 cm×100 cm，長 2 m，掛Φ8@25 cm×25 cm鋼筋網(wǎng)，噴混凝土厚8 cm；預(yù)留3 cm變形量，鋪1.5 mm E V A復(fù)合防水板；二次襯砌采用模筑C35防水素混凝土厚25 cm。

原設(shè)計8#人行橫通道中心里程處于西線隧道K2+540.2，屬Ⅳ級圍巖，西線匝道隧道K0+565，屬Ⅳ級圍巖。兩條橫通道原設(shè)計均為Ⅳ級圍巖人行橫通道，寬度302 cm，高度396 cm，長度19.2 m。文章重點(diǎn)對應(yīng)急車行通道與暗挖隧道十字交叉口施工要點(diǎn)進(jìn)行了分析和探討。

2 施工方案

紫之隧道（紫金港路-之江路）工程第Ⅱ標(biāo)段受前期各種條件制約，東線匝道無法按投標(biāo)計劃實(shí)施施工，實(shí)際情況為西線匝道先行施工，為保證施工進(jìn)度滿足合同工期，需重新調(diào)整投標(biāo)施工部署。通過實(shí)際情況與投標(biāo)部署對比，同時考慮到大跨段施工，參見相關(guān)方?jīng)Q定：利用6#及8#人行橫通道為施工通道，提前進(jìn)入主線施工[1]。將橫通道擴(kuò)大，加高加寬，增加拱架支撐。

6#及8#橫通道調(diào)整后，長度分別為30.55 m和18.54 m，開挖寬度為8.2 m，高度為6.85 m，其中噴混凝土厚度為24 cm，預(yù)留變形量為6 cm，二襯厚度為40 cm。

橫通道加寬后與原8#及6#人行橫通道關(guān)系分別見圖1和圖2。

圖1 8#橫通道加寬后與原8#人行橫通道關(guān)系圖（單位：m）

圖2 6#橫通道加寬后與原6#人行橫通道關(guān)系（單位：m）

3 應(yīng)急車行通道和暗挖隧道十字交叉口施工要點(diǎn)

橫通道采用臺階法弱爆破施工，由西匝道直接掘進(jìn)至東主線，與西主線成十字交叉，與東主線成丁字交叉，橫通道掘進(jìn)完成后進(jìn)行主線的擴(kuò)挖，形成一定的工作面。交叉段結(jié)構(gòu)受力多而雜施工比較困難，為保證交叉段安全，對初期支護(hù)進(jìn)行加固處理，以及圍巖和初期支護(hù)進(jìn)行監(jiān)測，包括周邊收斂、拱頂沉降、錨桿軸力、鋼拱架應(yīng)力等[2]。

考慮到橫通道作為一條重要的交通運(yùn)輸通道，短時間內(nèi)無法進(jìn)行二襯施工。因此在十字交叉段及丁字交叉段采用如下加固措施：

（1）十字交叉段支護(hù)采用：橫通道及主線洞口采用雙拼鋼拱架進(jìn)行加固，采用Ф25藥卷錨桿@60 cm×60 cm，長4.5 m，掛Φ22@15 cm×15 cm單層鋼筋網(wǎng)片，焊接于雙拼拱架。為提高十字交叉段整體的承載力，在橫通道洞門口設(shè)置兩道水平托梁，間距1 m，與西主線雙拼鋼拱架焊接牢固。十字交叉口支護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置見圖3。

（2）丁字交叉段支護(hù)采用：橫通道及主線洞口采用雙拼鋼拱架進(jìn)行加固，同時設(shè)置4道水平托梁，間距0.5 m，與東主線鋼拱架焊接牢固。丁字交叉口支護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置見圖4[3]。

4 施工監(jiān)測

4.1 主要監(jiān)測點(diǎn)布置

暗挖隧道洞監(jiān)測系統(tǒng)由隧洞內(nèi)部結(jié)構(gòu)監(jiān)測與隧洞地表、周圍環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)組成。根據(jù)本標(biāo)段的施工環(huán)境，主要為隧道洞內(nèi)監(jiān)測，隧道洞內(nèi)部結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)主要針對隧洞內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測，主要內(nèi)容包括隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測、隧洞凈空收斂、拱頂下沉等項(xiàng)目。按照橫通道（加寬）施工工法及支護(hù)形式，測點(diǎn)布置見圖5[4]。

圖3 十字交叉口支護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置圖（單位：cm）

圖4 丁字交叉口支護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置圖（單位：cm）

圖5 洞門型上下臺階法測點(diǎn)布設(shè)圖

4.2 隧道拱頂下沉

隧道拱頂監(jiān)測使用D N A03精密電子水準(zhǔn)儀及配套銦鋼尺、鋼掛尺進(jìn)行監(jiān)測，在隧道頂部設(shè)置沉降觀測點(diǎn)，然后用顏色油漆進(jìn)行標(biāo)記，埋設(shè)測點(diǎn)要在噴錨支護(hù)2 h后方可進(jìn)行第一次采集量測數(shù)據(jù)，在下一循環(huán)開挖之前，必須完成初期變形值的讀取，隨著隧道的形成而延伸。監(jiān)測點(diǎn)材料選用Φ=22 mm螺紋鋼，做成彎鉤狀埋設(shè)或焊接在拱頂，外露的構(gòu)件需要處理平滑，然后利用顏色油漆進(jìn)行標(biāo)記。

4.3 隧道圍巖壓力

根據(jù)圖紙的規(guī)定在隧道初期支護(hù)與土體之間埋入土壓力盒，然后把土壓力盒中的連接線拉出。埋設(shè)完成土壓力盒之后使用頻率接收儀記錄土壓力盒初始值F0。監(jiān)測過程中需要把頻率接收儀與土壓力盒的連接線相連接方可讀出土壓力盒目前頻率值F1。然后根據(jù)式（1）計算土壓力。

式中：C為土壓力盒標(biāo)定系數(shù)，由廠家提供；F0為初始頻率值（H z）；F1為本次測得的頻率值（H z）；N為本次測得的土壓力值（kN）[5]。

4.4 異常情況處理

在監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)異常情況時，執(zhí)行三級監(jiān)測預(yù)警制度（見表1～表3），并且對異常點(diǎn)加大監(jiān)控量測的頻率，頻率達(dá)到1/2 h，然后對施工情況進(jìn)行分析，如果有異常情況出現(xiàn)，及時采取應(yīng)對措施。

表1 監(jiān)測警戒值表

表2 隧道Ⅳ級圍巖周邊允許相對位移值(%)表

表3 監(jiān)測預(yù)警表

5 結(jié)語

綜上所述，本工程在進(jìn)行施工過程中，結(jié)合應(yīng)急車行通道和暗挖隧道十字交叉的具體情況，制定了具體的施工方案，提升了工程施工的效率，并取得了良好的施工效果，所以這種施工方案在施工的過程中有著十分重要的意義，值得推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]闕坤生.互通式地下立交隧道分岔形式和施工力學(xué)行為研究[D].北京:北京交通大學(xué),2009.

[2]姜德義,任松,劉新榮,等.隧道拱頂下沉?xí)r序遺傳算法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型[J].地下空間與工程學(xué)報,2006（4）:547-550.

[3]鎮(zhèn)木生,劉輝.南京鼓樓地下立交工程建設(shè)的若干問題[J].西部探礦工程,2001（6）:72-73.

[4]吳波,劉維寧,高波,等.地鐵分岔隧道施工性態(tài)的三維數(shù)值模擬與分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2004（18）:3081-3086.

[5]銀健民.暗挖隧道下穿既有線路基沉降自動監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新,2014（3）:69-72.