錢塘江流域地鐵車站暗挖通道下穿管線施工技術

田斌

【摘 要】本文以杭州地鐵城星路站通道暗挖施工的技術控制為例，著重闡述了在暗挖施工過程中遇到下穿重要管線時暗挖通道的施工技術控制措施，希望能對今后同類工程施工有一定的參考價值。

【關鍵詞】地鐵施工；管線保護；暗挖通道；地鐵車站；淺埋暗挖

1.工程概況

1.1工程設計

城星路站總長167.7m，寬21.3m，共設4個出入口和2個風道，其中2、3號出入口通道段頂部敷設有一根φ1650大污水管，管底埋深約地下5.8m。由于為污水主管，不能遷改，故在2、3號出入口通道下穿污水管處施工采用淺埋暗挖法施工，暗挖段長度分別為7.7米和8.7米，結構埋深11米，結構斷面尺寸為6m×3.15m，通道頂板頂距污水管底的距離為0.9m。

1.2 工程地質及水文

1.2.1工程地質

場地位于錢塘江現代江堤堤外一帶，為錢塘江江域灘地地貌。

地層和巖層描述從上到下依次分級詳見表1。

1.2.2水文地質

本場地地下水分布為兩個主要含水層，即淺層潛水和深層承壓水。

淺層地下水屬潛水類型，主要賦存于上部填土層及粉土、砂土層中，補給來源主要為大氣降水及地表水，并隨季節(jié)而變化，其靜止水位埋深一般在0.5～3.4m；第二層為承壓水，經計算，承壓水對坑底無浮脫作用，地下水對混凝土無腐蝕性。

2.污水管保護方案

污水管的保護主要是控制污水管的沉降量在2cm以內，并保證不發(fā)生局部不均勻沉降，以確保污水管的安全。污水管的安全通過降水固結土體、洞外土體加固、洞內注漿補強加固、暗挖段分部開挖使初支及時閉合、二襯施工時換撐與留撐的控制來保證。

暗挖施工過程中應嚴格按照“管超前、嚴注漿、先降水、短開挖、強支護、早成環(huán)、勤量測、速反饋、控沉陷”的施工原則，自上而下步步為營，分塊成環(huán)，隨挖隨撐，及時做好初期支護，并待初期支護結構的拱頂沉降和收斂已經穩(wěn)定后，自下而上拆除初期支護結構中的臨時中隔壁墻及臨時仰拱，再施做外包防水層，施作二次襯砌結構。表2為城星路站出入口暗挖施工工序。

3.施工關鍵控制措施

3.1 降水

根據本地區(qū)地質特點及施工經驗，為保證暗挖段的施工順利進行，同時考慮局部集中降水引起地面不均勻沉降，進而影響污水管局部沉降而造成污水管接頭開裂，暗挖段降水范圍要大一些，降水深度在基坑開挖底面以下1.0m。降水曲線應盡可能平緩，使地層均勻沉降。

3.2 洞外地層加固

在暗挖段開挖施工之前，首先對污水管下土體及其兩側2米范圍土體進行垂直注漿加固。由于污水管管徑較大，垂直注漿孔不能將管底土層全部加固，在此處考慮貼近污水管設斜向注漿孔，以最大限度將管底土層加固。

3.3超前支護及洞內地層加固

3.3.1超前大管棚

由于污水管沉降控制要求比較高，暗挖段采用φ108mm大管棚注漿超前加固方法，有效地控制施工過程中地表的沉降，以確保污水管安全。

3.3.2 WSS注漿

在土體開挖過程中，采用超前小導管注漿方法進行土體預加固。超前小導管為Ф32mm·δ=3.25mm鋼管，布設在拱部130°范圍內，環(huán)向間距300mm，長度2.5m，外插角5～15°，每兩榀施作一環(huán)。注漿小導管后端架在已經支好的鋼格柵內，另一端深入地層。注漿后進行土體開挖。超前注漿管接近污水管1m時，必須嚴格控制注漿管，不得碰到污水管壁，同時控制注漿壓力。

3.4 初支及背后注漿

在接近污水管1m時，鋼格柵間距由原來的0.5m，縮小為0.4m，以確保污水管不發(fā)生沉降。

為及時充填初支噴射混凝土與土層之間存在的空隙，第一層導洞初支結構封閉后應及時進行初支背后注漿，以控制初支結構變形，控制地表沉降。在初支背后注漿，可以起到以下幾點作用：

①充填地層空隙，防止管線沉降過大。導洞土方開挖后，會引起周圍地層松動，在噴射混凝土與地層之間，特別是拱架背后不易噴到的地方必定存在空隙。由于這些空隙的存在，地層應力調整過程中，上層土體逐漸塌密，將引起地表沉降。及時進行注漿，將空隙填滿，就阻止了土體位移，從而達到控制管線沉降的目的。

②加強結構防水。初支后充填注漿，漿液可以結石體或固結體充填、擠密地層，增大地下水的阻力，從而阻斷或減少地下水滲流的通道，提高結構的防水能力。

③控制初支結構的沉降和收斂。結構處于粉砂土中，周圍土體自穩(wěn)能力差，施工過程中可根據實際情況，在位移或沉降變化較大處或滲漏水處有針對性地布管注漿， 有效的控制初支結構的沉降和收斂變形。

3.5 監(jiān)控測量

監(jiān)控測量是淺埋暗挖法施工不可缺少的重要組成部分。根據工程情況，建立監(jiān)控量測體系，重點是地表及管線沉降，拱頂沉降和邊墻收斂等量測項目。

監(jiān)控量測的目的在于，可以有效地指導初支結構施工，及時采取有效措施調整施工步距，及時對初支結構背后進行充填注漿，從而保證了初支結構的施工質量，有效控制了初支結構的變形與收斂，確保了污水管的安全。

城星路站施工時監(jiān)測結果：地表沉降值2～ 15mm，管線沉降最大為22mm；初支結構的拱頂最大沉降值為26mm；收斂值為4mm。由此可見，車站施工的沉降值被控制在設計允許范圍內。

4.體會與建議

4.1從城星路站暗挖通道施工情況來看，由于通道結構所處的地質環(huán)境（粉質砂土等）差，圍巖自穩(wěn)能力極差。因此，在施工過程中對土體進行預加固十分重要，對于沉降要求較高的特殊部位，必須考慮設超前長管棚方法。

4.2及時反饋監(jiān)控測量信息，施工過程中成功地應用“動態(tài)注漿”的技術管理和信息管理，起到了良好的效果。

參考文獻：

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[2]麻永華，賀善寧.建筑物下淺埋暗挖隧道施工技術研究.隧道/地下工程，2004（12）

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