新建隧道側(cè)穿既有建筑結(jié)構(gòu)的保護(hù)措施及應(yīng)用

左 鵬

(北京市大興城鎮(zhèn)建設(shè)綜合開(kāi)發(fā)集團(tuán)，北京 102600)

1 工程概況

1.1 新建工程

某地鐵隧道施工采用暗挖法。隧道斷面為單洞單線(xiàn)馬蹄形，施工過(guò)程采用上下臺(tái)階法，隧道凈空斷面尺寸為寬×高=5.38 m×5.55 m，開(kāi)挖最大寬度6.48 m，開(kāi)挖最大高度6.72 m。施工過(guò)程采用的是復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，采用拱部超前小導(dǎo)管作為初期支護(hù)，格柵鋼架，混凝土采用C25，設(shè)計(jì)厚度250 mm，采用C40、P10鋼筋混凝土做為二次襯砌混凝土，設(shè)計(jì)厚度300 mm。

1.2 既有建(構(gòu))筑物

(1)人行天橋

正線(xiàn)隧道下穿人行天橋，天橋樁徑1 m，樁長(zhǎng)16 m，隧道初支結(jié)構(gòu)距橋樁水平凈距最近處0.56 m，區(qū)間拱頂埋深16.2 m，主跨28 m。

(2)熱力隧道

隧道平行于熱力隧道，左線(xiàn)側(cè)穿熱力隧道，隧道最近距離為4 m，高差為5.4 m，穿越時(shí)存在較大風(fēng)險(xiǎn)。

(3)周邊管線(xiàn)

區(qū)間正線(xiàn)結(jié)構(gòu)平行下穿、正下穿雨水、上水、污水、電力等管線(xiàn)，管線(xiàn)距結(jié)構(gòu)拱頂最小距離為10.0 m，穿越時(shí)存在較大風(fēng)險(xiǎn)。

2 穿越施工方案及保護(hù)措施

(1)側(cè)穿天橋

①施工過(guò)程中要嚴(yán)格遵循淺埋暗挖法的十八字方針：管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)；

②采取在拱頂開(kāi)挖范圍外2.5 m和隧道開(kāi)挖范圍進(jìn)行全斷面注漿加固、增設(shè)臨時(shí)仰拱；

③對(duì)開(kāi)挖進(jìn)尺進(jìn)行嚴(yán)格控制，隨挖隨支，初支背后回填注漿也要及時(shí)做好；

④加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理和信息反饋，將施工過(guò)程中得到的地層反應(yīng)、支護(hù)結(jié)構(gòu)反應(yīng)、周邊管線(xiàn)反應(yīng)、地面沉降等信息及時(shí)分析處理，靈活指導(dǎo)施工，“以強(qiáng)治險(xiǎn)，以變治變”，將施工風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

(2)側(cè)穿熱力隧道

①施工過(guò)程中要嚴(yán)格遵循淺埋暗挖法的十八字方針：管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)；

②隧道與熱力隧道水平距離平均為5.3 m，垂直距離5.4 m。左線(xiàn)開(kāi)挖范圍以及拱頂開(kāi)挖范圍為輪廓外3 m，布設(shè)超前小導(dǎo)管環(huán)向間距為0.3 m，縱向距離為0.5 m，在上述影響范圍，左線(xiàn)拱部超前小導(dǎo)管的布置范圍由150°增設(shè)為195°。

④初支完成后并及時(shí)做好初支背后回填注漿。

⑤每天派專(zhuān)人負(fù)責(zé)調(diào)查臨近熱力隧道施工進(jìn)程，對(duì)區(qū)間隧道與在施熱力隧道的空間相互關(guān)系進(jìn)行實(shí)測(cè)確認(rèn)，及時(shí)反饋數(shù)據(jù)信息。

⑥加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)處理和信息反饋，采用信息化施工，施工過(guò)程中將“監(jiān)測(cè)反饋”做為始終堅(jiān)持的原則，將施工過(guò)程中得到的支護(hù)結(jié)構(gòu)反應(yīng)、地層反應(yīng)、周邊管線(xiàn)反應(yīng)、地面沉降等信息及時(shí)分析處理，靈活指導(dǎo)施工，“以強(qiáng)治險(xiǎn)，以變治變”，將施工風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

(3)下穿管線(xiàn)

區(qū)間正線(xiàn)結(jié)構(gòu)平行下穿中水、中壓煤氣、雨水、上水、污水、電力等管線(xiàn)，管線(xiàn)距結(jié)構(gòu)拱頂最小距離為6.5 m，穿越時(shí)存在較大風(fēng)險(xiǎn)，需采取控制措施進(jìn)行下穿施工。

①洞外保護(hù)措施

a在施工前需要詳細(xì)的調(diào)查管線(xiàn)的滲漏情況，發(fā)現(xiàn)滲漏點(diǎn)提前處理；

b施工前需要對(duì)電力溝等管溝內(nèi)是否有水進(jìn)行提前調(diào)查，若溝管內(nèi)有水則必須先疏干。

②洞內(nèi)保護(hù)措施

a超前地質(zhì)預(yù)警、預(yù)探。隧道在下穿至管線(xiàn)影響范圍前需要暫停施工，并沿掌子面分別向拱頂和兩側(cè)打設(shè)長(zhǎng)為6 m的超前探水管，用來(lái)探測(cè)掌子面前方的地質(zhì)情況?；钍欠裼兴壹暗貙雍壳闆r，并且每間隔5 m設(shè)置一個(gè)循環(huán)，用于指導(dǎo)施工。

b區(qū)間正線(xiàn)初支嚴(yán)格超前小導(dǎo)管施工；

c提早封閉成環(huán)及時(shí)進(jìn)行初支背后注漿，控制地層沉降；

d每榀打設(shè)鎖腳錨桿并全長(zhǎng)注漿；

e控制臺(tái)階長(zhǎng)度;

f在施工過(guò)程中，對(duì)管線(xiàn)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果要做到解釋反饋。

g初期支護(hù)施工后，及時(shí)按1∶1水泥漿對(duì)背后的空隙進(jìn)行填充。沿隧道拱部和邊墻布設(shè)注漿孔應(yīng)。環(huán)向間距的設(shè)置為：起拱線(xiàn)以上為2.0 m，邊墻為3.0 m；縱向間距：3.0 m，且拱部應(yīng)有一個(gè)注漿孔。將注漿壓力控制在0.3～0.5 MPa范圍內(nèi)。如果在注漿過(guò)程中漿液的擴(kuò)散效果并不能達(dá)到理想效果，可通過(guò)加密回填管的措施對(duì)之進(jìn)行處理，但是不可以采用提高注漿壓力的方式，這樣可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)變形。施工過(guò)程中，根據(jù)施工沉降監(jiān)測(cè)情況，回填注漿在有可能需要反復(fù)進(jìn)行，當(dāng)開(kāi)挖和回填注漿發(fā)生矛盾時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先進(jìn)行回填注漿。

h加強(qiáng)洞內(nèi)和地表的監(jiān)控量測(cè)工作，根據(jù)沉降觀測(cè)進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)。理論分析過(guò)程中存在的不足要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行彌補(bǔ)，并及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)結(jié)果，采取相對(duì)應(yīng)的措施確保施工安全。

當(dāng)監(jiān)測(cè)值大于控制值的85%時(shí)，應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施。應(yīng)急注漿措施中漿液均使用超細(xì)水泥漿。具體的內(nèi)容如下。

①對(duì)掌子面全斷面掛網(wǎng)噴射混凝土封閉、采用2.5 m注漿管對(duì)掌子面背后土體進(jìn)行加固，并增加初期支護(hù)背后注漿壓力，控制管線(xiàn)沉降。

②及時(shí)和管線(xiàn)產(chǎn)權(quán)單位進(jìn)行溝通協(xié)商，配合管線(xiàn)產(chǎn)權(quán)單位對(duì)管線(xiàn)進(jìn)行相應(yīng)的修補(bǔ)或?qū)Я鳌?/p>

③必要時(shí)增設(shè)徑向補(bǔ)償注漿管進(jìn)行注漿抬升。

在開(kāi)挖過(guò)程中，如遇到涌砂、涌泥等情況時(shí)，應(yīng)立即停止豎井開(kāi)挖，及時(shí)用砂袋封堵涌砂部位，立即布置鋼筋網(wǎng)噴混凝土封閉掌子面，在施作每一工序時(shí)，需及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)涌砂、涌泥處進(jìn)行封堵。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文對(duì)新建地鐵側(cè)穿既有天橋、管線(xiàn)及熱力隧道施工加固工程進(jìn)行了闡述。論述了采用全斷面注漿加固、超前小導(dǎo)管注漿、超前探水等地層加固措施，主要結(jié)論如下。

(1)地鐵隧道側(cè)穿既有建筑物暗挖作業(yè)過(guò)程中，采用全斷面注漿加固、超前小導(dǎo)管注漿、超前探水等技術(shù)措施能夠有效控制施工過(guò)程中地層變形和隧道拱頂下沉，能夠滿(mǎn)足工程安全施工要求。

(2)針對(duì)不同保護(hù)對(duì)象，分別采用全斷面注漿加固、超前小導(dǎo)管注漿方法，在地層加固、建筑物穩(wěn)定性維護(hù)及止水方面取得良好效果。對(duì)類(lèi)似工程具有一定的借鑒意義和指導(dǎo)作用。