淺談地鐵暗挖區(qū)間下穿廣深高速公路施工控制技術(shù)

劉欣

摘 要：廣州地鐵13號線溫涌路站—24#中間風(fēng)井區(qū)間下穿廣深高速公路，地質(zhì)條件復(fù)雜。針對高速公路和地質(zhì)特點，采取了相應(yīng)施工控制技術(shù)，在安全和進(jìn)度方面取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：地鐵工程；暗挖區(qū)間；下穿廣深高速公路；施工控制技術(shù)

1 工程概況

該暗挖區(qū)間斜穿廣深高速公路段位于廣州地鐵13號線首期工程土建7標(biāo)溫涌路站～24#中間風(fēng)井區(qū)間礦山法隧道施工段。該區(qū)間左線長為966.52m，右線長為971.99m，下穿廣深高速，以半徑R=800m的曲線下穿建構(gòu)筑物群后拐到交通繁忙的新塘大道西延線上。區(qū)間為高6.576m，寬6.2m，五心圓組成的馬蹄形斷面，左右線間距14.2m，左右下穿長度約共190m，右線開挖邊線距離廣深高速公路0#臺樁中線最近處為1.55m，高速公路樁為樁徑1m的人工挖孔端承樁，樁端進(jìn)入承載微風(fēng)化巖中。斜穿段頂部距廣深高速橋臺底不足11m，由于該段穿越為地質(zhì)巖層向斜的谷地，巖層復(fù)雜，隧道頂部和上部主要為全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層、上部多處存在粉砂層，中部為中風(fēng)化花崗巖巖層，底部為微風(fēng)化花崗巖層。地下水類型主要為基巖裂隙水，較豐富，并具微承壓性。

2 施工重難點分析

（1）隧道區(qū)間下穿廣深高速，廣深高速橋交通量較大，廣深高速下方處于巖層向斜的谷地，圍巖復(fù)雜，以全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化為主，左、右線斜穿長度長，樁基距離隧道邊最近距離為1.55m，對地層擾動和變形控制要求高，這是隧道施工的主要難點。

（2）區(qū)間沿山腳施工，地質(zhì)層存在大量裂隙，水系較為豐富，施工過程中由于控制不當(dāng)，極易發(fā)生水體流失，造成上方建筑物沉降，對滲漏水的控制要求較高。

（3）施工工區(qū)要求緊，為保證工程按期完成，方法組織多工作面平行作業(yè)，隧道施工作業(yè)面及工序倒換多，各工序互相影響大，需既保證安全又滿足進(jìn)度要求，對開挖方法選擇和實施要求高。

3 主要施工控制技術(shù)

3.1 超前地質(zhì)探測

（1）廣深高速樁基物探。通過第三方檢測單位物探鉆孔檢測的方法，確定廣深高速樁基的長度和位置，以此判斷廣深高速樁基與隧道的具體位置關(guān)系，為隧道下穿廣深高速的方案選擇提供判斷的準(zhǔn)確依據(jù)。

（2）超前地質(zhì)探測。采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報，通過無線電波檢測探測介質(zhì)分布和對不可見目標(biāo)體或探測界面進(jìn)行掃描，以確定其內(nèi)部結(jié)構(gòu)形態(tài)或位置，每次對掌子面前方30米范圍內(nèi)的地質(zhì)進(jìn)行預(yù)測。

（3）超前地質(zhì)鉆孔。采用鉆孔取芯機(jī)對前方巖體進(jìn)行鉆探，通過鉆桿扭距、鉆進(jìn)速度和壓力、及芯樣等判斷前方巖體的特性，充分掌握前方地質(zhì)體的特點和地質(zhì)信息參數(shù)，通過相應(yīng)的施工方法的調(diào)整，并且在孔口可以進(jìn)行有害氣體的監(jiān)測，主要用于超前10m的預(yù)報。

（4）地質(zhì)描素。地質(zhì)素描是根據(jù)巖體節(jié)理產(chǎn)狀確定不穩(wěn)定塊體出露位置。掌子面爆破后對圍巖穩(wěn)定狀態(tài)、巖層產(chǎn)狀、節(jié)理裂隙發(fā)育程度（產(chǎn)狀、間距、長度、充填物、數(shù)量）、水量和水質(zhì)情況、不良?xì)怏w濃度等進(jìn)行記錄。同時定期對地表水位進(jìn)行監(jiān)測記錄，及時了解隧道施工對地表水的影響，確定施工控制措施。

3.2 超前支護(hù)

（1）前進(jìn)式注漿加固。首先在掌子面施做20cm厚噴射混凝土的止?jié){墻。在止?jié){墻上開孔安裝孔徑108mm孔口管，采用水平地質(zhì)鉆機(jī)成孔，在孔口管內(nèi)分段向前鉆注施工。每一循環(huán)進(jìn)尺一般控制在3～5m，成孔后退出鉆桿，安裝法蘭盤及注漿管進(jìn)行注漿。漿液采用水泥-水玻璃1：1雙液漿，水玻璃波美度為40，和水1；1稀釋混合后凝固時間控制在20s，具體配比根據(jù)現(xiàn)場試驗決定，穩(wěn)壓達(dá)到2Mpa時可以停止注漿轉(zhuǎn)其他孔。待漿液凝固后拆除法蘭盤，再進(jìn)行鉆孔，如此循環(huán)，直到鉆進(jìn)和注漿深度達(dá)到設(shè)計要求。根據(jù)鉆機(jī)鉆進(jìn)能力，每次掌子面注漿長度可達(dá)20米.

（2）超前小導(dǎo)管注漿。開挖前對初期支護(hù)拱部120°范圍預(yù)埋外徑42mm，長度分別為3.5m熱軋無縫鋼花進(jìn)行超前小導(dǎo)管注漿，管壁四周鉆8mm壓漿孔，尾部有0.5m不設(shè)注漿孔。漿液采用水泥漿-水玻璃1：1的雙液漿，壓力控制在0.8MPa內(nèi)，注漿采用鉆一孔注一孔，跳孔注漿方式，根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件和注漿壓力及注漿泵排漿量的變化調(diào)整注漿壓力、注漿漿液及注漿量，確保注漿達(dá)到最好的效果。

3.3 開挖支護(hù)

3.3.1 環(huán)形臺階法施工

（1）當(dāng)上部地質(zhì)主要為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化時，先依次對稱采用機(jī)械破碎進(jìn)行上部環(huán)形土方開挖，開挖進(jìn)尺控制在1～1.5m，待拱頂支護(hù)完成穩(wěn)定后，按臺階法施工方法進(jìn)行施工。

（2）當(dāng)上部地質(zhì)主要為中風(fēng)化時，采用機(jī)械破除周邊，挖除的部分作為臨空面，再進(jìn)行爆破時有減小振速的作用。爆破后掌子面堆積的渣土留中間部分暫不外運，作為對前方圍巖的反壓支撐，同時也作為支護(hù)安裝的施工平臺，待初支完成后下輪炮眼鉆孔前在進(jìn)行外運。

3.3.2 爆破控制技術(shù)

（1）爆破方案采取上下臺階法爆破和上臺階環(huán)形松動爆破的施工方案。

（2）施工中為保證特殊地段施工安全，采用短進(jìn)尺光面微差弱拋爆破技術(shù)，確保地層穩(wěn)定，振速符合設(shè)計及規(guī)范要求。

（3）進(jìn)行爆破作業(yè)時，采用微量、多孔、多次、多段爆破法。減少每次齊發(fā)爆破藥量，減輕爆破對圍巖的擾動及對支護(hù)結(jié)構(gòu)的不利影響，同時也減輕對周邊建（構(gòu)）筑物的震動破壞，滿足《爆破安全規(guī)程》對振速的控制要求。根據(jù)主爆破體的爆破情況和巖石的性質(zhì)更準(zhǔn)確選擇爆破參數(shù)，從而提高爆破效果，達(dá)到高效掘進(jìn)的目的。

（4）爆破設(shè)計的控制重難點是對振速的控制，由于廣深高速橋樁距離過近，對爆破振速的控制要求十分高，前期作業(yè)時現(xiàn)有的雷管段位級別（1-15）在孔內(nèi)無論如何布置，上臺階掌子面爆破的分段數(shù)量都不能滿足振速控制的要求。之后經(jīng)過積極研究，以在孔外同時設(shè)置連接管，增設(shè)孔外延遲的方法，增加爆破的段位，大幅度降低爆破振速，滿足對振速的控制要求。

4 控制成效

廣州13號線土建7標(biāo)段暗挖區(qū)間穿越廣深高速段左右線共計190米，先后共用時77天，振速最大2.0cm/s，橋臺累計最大沉降13mm，完全滿足規(guī)范、設(shè)計和業(yè)主方的對安全、質(zhì)量和進(jìn)度的要求，得到了各方的肯定。

5 結(jié)束語

保證暗挖隧道在復(fù)雜地層中下穿重要構(gòu)筑物的安全和進(jìn)度，需要通過掌子面前方地層的預(yù)探、圍巖的超前支護(hù)、有效的開挖支護(hù)方案等多方面手段相互配合、動態(tài)控制。

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