暗挖地鐵車站雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工技術(shù)

馬志民

中國電建集團(tuán)鐵路有限公司，北京 100044

隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的日益發(fā)展，大中型城市，地面可用空間被大量占用，導(dǎo)致城市內(nèi)交通、生產(chǎn)、生活、商業(yè)等受到嚴(yán)重影響。地下敷設(shè)的軌道交通建設(shè)有效降低了地面的交通壓力，而地鐵車站是軌道交通的重要構(gòu)成部分。近年來，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，地鐵車站采用暗挖法施工的越來越多。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法是暗挖施工中比較適用于埋深小、跨越大、地質(zhì)劣等工況的一種工法，是暗挖施工中重要的施工技術(shù)。

1 工程概況

某城市地鐵車站為暗挖雙層島式車站，采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，車站全長192.3m，標(biāo)準(zhǔn)段凈寬21.3m，車站拱頂覆土8.7m。洞室基本位于粉質(zhì)黏土層中，局部處于粉砂層，該段地層無不良地質(zhì)作用，圍巖缺少自穩(wěn)性，土體易發(fā)生松散坍塌。含水層厚度大于30m，埋深約17～23m，穩(wěn)定水位標(biāo)高118～123m，略具承壓性，年水位變幅約3m 。

2 基本原理

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法屬于新奧法的一個(gè)分支，以新奧法基本原理為依據(jù)。充分利用了圍巖的自穩(wěn)能力和開挖面的空間約束作用，采用以小導(dǎo)管、錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，及時(shí)對圍巖進(jìn)行加固，約束圍巖的松弛和變形。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法是一種邊施工邊澆筑的技術(shù)，其基本工序?yàn)椋合扔脙蓚€(gè)中隔壁把車站全斷面分成左中右3個(gè)洞室施工，再用中隔板把洞室分隔成6個(gè)小洞室進(jìn)行施工，中隔壁和中隔板承擔(dān)部分受力，利用土層開挖過程中短時(shí)間的自穩(wěn)能力，每一個(gè)小洞室單獨(dú)施工，左、右側(cè)導(dǎo)洞先行，中間洞室緊跟其后；初期支護(hù)仰拱成環(huán)后，按照一定順序拆除中隔壁和中隔板支撐，再進(jìn)行二次襯砌施工的一種方法。

3 施工工序

首先進(jìn)行1部土體開挖初支；1部下臺階土體開挖初支進(jìn)尺3～5m后進(jìn)行3部土體開挖初支；3部下臺階土體開挖初支進(jìn)尺3～5m后進(jìn)行5部土體開挖初支；5部下臺階土體開挖初支進(jìn)尺30～50m后進(jìn)行2部土體開挖初支；2部下臺階土體開挖初支進(jìn)尺3～5m后進(jìn)行4部土體開挖初支；4部下臺階土體開挖初支進(jìn)尺3～5m后進(jìn)行6部土體開挖初支；然后分段拆除下部臨時(shí)支撐；施工仰拱二次襯砌；接長豎向支撐；施工下部側(cè)墻二次襯砌；分段拆除全部臨時(shí)支撐；施工上部二次襯砌，完成結(jié)構(gòu)施工。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法每個(gè)部位的間隔圖如圖1所示。

圖1 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法每個(gè)部位的間隔圖

4 初期支護(hù)

首先采用A32×3.25，長2.0m的小導(dǎo)管注漿加固地層，導(dǎo)管縱向間距0.5m，環(huán)向間距0.3m，沿拱部布置。注漿采用普通水泥漿（如遇砂層采用水玻璃漿液注漿），注漿壓力0.2～0.5MPa。然后開挖土體，拼裝格柵鋼架，每榀格柵安裝時(shí)沿拱角部位設(shè)鎖腳錨管，格柵鋼架采用HRB400，A35、A14鋼筋，縱向間距0.5m。鎖腳錨管采用A32x3.25鋼管，錨管長3m，打設(shè)角度45°。在格柵鋼架上掛網(wǎng)噴射混凝土，鋼筋網(wǎng)采用HPB300鋼筋制作，A6@150×150，拱墻內(nèi)外雙層布置。噴射混凝土采用C25混凝土，厚0.35m。每循環(huán)施工進(jìn)尺0.5m，開挖一環(huán)支護(hù)一環(huán)。

4.1 小導(dǎo)管施工

小導(dǎo)管前端做成尖錐形，尾部焊接φ6mm鋼筋加勁箍，管壁上每隔15cm梅花型鉆眼，眼孔直徑為6～8mm，尾部長度不小于60cm，作為不鉆孔的止?jié){段。在格柵鋼架上采用紅油漆設(shè)計(jì)間距做好孔位標(biāo)記，采用風(fēng)槍鉆孔，孔徑較設(shè)計(jì)導(dǎo)管管徑大10mm，傾角根據(jù)設(shè)計(jì)位置確定。成孔后將小導(dǎo)管按照設(shè)計(jì)間距從格柵鋼架腹部打入，外露20cm并牢固焊接在格柵鋼架上。注漿前先沖洗管內(nèi)沉積物，單孔注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求值，持續(xù)注漿10min且進(jìn)漿速度為開始進(jìn)漿速度的1/4時(shí)注漿結(jié)束，進(jìn)行下一導(dǎo)管的注漿。

4.2 土方開挖

土方開挖采用人工開挖，風(fēng)鎬配合堅(jiān)硬的土層，均采用臺階法開挖，臺階縱向長度控制在3m左右。掌子面按1：4放坡，環(huán)形開挖中間預(yù)留臺狀核心土，核心土高度由洞室高度確定，距左右初支0.8m，沿導(dǎo)洞掘進(jìn)方向長度為1.5m，面積不得小于斷面的1/2，核心土的形狀在保證維持掌子面穩(wěn)定的前提下，兼作為工作平臺，以便于進(jìn)行格柵安裝、噴射混凝土操作。開挖過程中用激光指向儀控制開挖中線及水平標(biāo)高，確保開挖斷面圓順，開挖輪廓線應(yīng)充分考慮施工誤差、預(yù)留變形和超挖等因素的影響，開挖一環(huán)支護(hù)一環(huán)，嚴(yán)禁超挖、欠挖。土方采用三輪車集中拉運(yùn)至豎井底堆放，由豎井提升系統(tǒng)將土方運(yùn)至地表渣池，由裝載機(jī)裝車、自卸汽車運(yùn)送至指定地點(diǎn)排放。

4.3 格柵鋼架及鋼筋網(wǎng)施工

格柵鋼架采用定型模具加工，模具根據(jù)尺寸現(xiàn)場制作。加工應(yīng)做到尺寸準(zhǔn)確，弧形圓順，鋼筋焊接長度滿足設(shè)計(jì)要求，鋼架主筋中心與軸線重合，接頭處連接孔位準(zhǔn)確。允許偏差為：拱架矢高及弧長為±20mm，架長為±20mm。加工完的鋼架應(yīng)放在水泥地面上試拼。組裝后在同一個(gè)平面內(nèi)，斷面尺寸允許偏差為±20mm，扭曲為±20mm。

安設(shè)前進(jìn)行斷面尺寸檢查，及時(shí)處理欠挖部分，并將松碴清理干凈，保證鋼架正確安設(shè)，格柵鋼架下部墊上木板，防止鋼架下沉或失穩(wěn)。鋼架與掌子面土體之間緊貼，兩榀鋼架間沿周邊設(shè)縱向連接筋，環(huán)形間距1m，沿主筋內(nèi)外雙層交錯(cuò)布置，形成縱向連接體系，然后掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片綁扎在鋼架的設(shè)計(jì)位置，并與格柵鋼架牢固連接，然后施作初期支護(hù)混凝土。

鋼筋網(wǎng)也在地面加工場地分段制作，運(yùn)至現(xiàn)場安裝。用φ6盤條調(diào)直并除銹后，點(diǎn)焊成150×150mm網(wǎng)片。鋼筋網(wǎng)片與格柵鋼架連接牢固，網(wǎng)片搭接20cm，并緊貼支護(hù)面并保持30mm的保護(hù)層。

4.4 噴射混凝土施工

噴射混凝土采用濕噴工藝?；旌狭喜捎脧?qiáng)制式攪拌機(jī)拌和，攪拌時(shí)間不少于2min，出料坍落度控制在10～14cm，并在保證連續(xù)供料。噴射施工前先進(jìn)行試噴，試噴合格后再投入噴射施工。噴頭距受噴面的距離0.6～1.0m，噴頭與受噴面保持垂直，如遇受噴面被鋼筋網(wǎng)片、格柵覆蓋時(shí)，將噴頭稍微偏斜。采用分層噴射，一次噴射厚度為7～10cm。后一層噴射在前一層砼終凝后進(jìn)行，若終凝后1h以上再次噴射砼時(shí)，采用風(fēng)、水清洗受噴面。每次噴砼完畢后，即時(shí)檢查厚度，若厚度不夠需進(jìn)行補(bǔ)噴達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。

4.5 初支背后注漿施工

初期支護(hù)完成后為了增強(qiáng)混凝土與圍巖的共同承載力，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行充填注漿，充填注漿宜緊跟開挖工作面、并距開挖工作面5m的地方進(jìn)行。背后充填注漿孔應(yīng)沿車站拱部和邊墻布設(shè)。環(huán)向間距：起拱線以上為2.0m，邊墻為3.0m；縱向間距為3.0m，呈梅花形布置，且拱頂位置需確保有1根注漿管；注漿深度為初期支護(hù)背后0.5m。漿液采用質(zhì)量比位1：1水泥漿，如遇砂層采用水泥水玻璃雙液漿，注漿壓力0.2～0.5MPa。

5 二次襯砌

初支完成后約100m，進(jìn)行二砌混凝土施工。二砌利用地泵澆筑，先分段拆除下部臨時(shí)支撐，進(jìn)行基面處理；鋪設(shè)仰拱防水板；施工混凝土保護(hù)層；綁扎鋼筋澆筑仰拱混凝土；接長豎向支撐；接長邊墻防水板；綁扎側(cè)墻鋼筋；搭設(shè)模板支架；澆筑側(cè)墻混凝土；分拆除臨時(shí)支撐，基面處理；接長邊墻及拱部防水板；綁扎上部鋼筋；搭設(shè)模板支架；澆筑上部混凝土，完成結(jié)構(gòu)施工。

先澆筑6m同時(shí)作為實(shí)驗(yàn)段，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果確定后續(xù)每倉長度，若沉降滿足要求后續(xù)長度，按8m進(jìn)行施工，采用C35P10的商品混凝土。側(cè)墻及上部結(jié)構(gòu)利用襯砌臺架及鋼模施工。

在實(shí)際施工中，應(yīng)建立一整套圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)控量測系統(tǒng)，進(jìn)行信息化施工管理，隨時(shí)掌握施工過程中的動態(tài)變化，合理安排，調(diào)整施工工藝和設(shè)計(jì)參數(shù)，并結(jié)合監(jiān)測情況，及時(shí)拆掉中隔壁和中隔板，進(jìn)行二次襯砌施工，確保施工安全。

6 結(jié)語

施工過程堅(jiān)持“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”十八字方針，建立信息化監(jiān)控量測系統(tǒng)來指導(dǎo)施工，確保本暗挖車站順利和安全的建設(shè)。本案例充分體現(xiàn)了雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工車站的優(yōu)勢，即不影響城市地面交通。隨著城市交通壓力的進(jìn)一步增大，會有越來越多的地下車站采用暗挖方式施工，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法應(yīng)用將會越來越廣泛，研究雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工技術(shù)，必定會為城市車站施工帶來更安全的保障。