清除廢棄地鐵橫通道微擾動(dòng)成槽工藝研究

吳彩升

摘要：針對(duì)既有地鐵遺留橫通道隧道結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，采用雙輪銑槽機(jī)研磨、切割工藝方式可實(shí)現(xiàn)清障和地下連續(xù)墻成槽的統(tǒng)一。該工藝?yán)秒p輪銑槽機(jī)功率大、銑輪研磨、切割能力強(qiáng)的特征，實(shí)現(xiàn)清障與成槽施工同步，銑輪研磨、切割過程易控且對(duì)隧道結(jié)構(gòu)擾動(dòng)低，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著，值得推廣。

關(guān)鍵詞：地鐵橫通道；微擾動(dòng)；雙輪銑槽機(jī)；清障

1.引言

地鐵已經(jīng)成為促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，緩解交通擁堵的重要選擇。為了加快施工速度，常常在區(qū)間隧道中間設(shè)置豎井，以增加礦山法施工工作面[1]，同時(shí)作為出渣口，但在區(qū)間隧道中間設(shè)置豎井會(huì)影響交通干道的運(yùn)營。為了不影響交通干道的正常運(yùn)營，通常做法是選擇瀕臨區(qū)間隧道的旁邊場地作為豎井場地，然后在實(shí)際豎井與區(qū)間隧道之間設(shè)置垂直或斜交地鐵的橫通道，實(shí)現(xiàn)不占用交通干道、增加兩個(gè)工作面、開挖速度增加一倍、工期縮短一半的目的，等區(qū)間隧道施工結(jié)束后，豎井、橫通道充填封閉后廢棄[2]。

當(dāng)開發(fā)利用瀕臨地鐵區(qū)間隧道場地的地下空間時(shí)，地鐵遺留橫通道的頂板、底板和側(cè)墻成為場地內(nèi)施工基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)——地下連續(xù)墻時(shí)的障礙物，需要清除單元槽段范圍內(nèi)的橫通道。常規(guī)清除遺留橫通道的施工方法有沖擊鉆法、全套管全回轉(zhuǎn)法[3]：沖擊鉆法具有施工成本低的優(yōu)勢(shì)，但工效低，槽壁垂直度無法保證，振動(dòng)對(duì)隧道襯砌影響大而無法選用；全套管全回轉(zhuǎn)法具有清障徹底的優(yōu)勢(shì)，但清障后的槽壁寬度大于地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)寬度，清障后需水泥土或素混凝土回填，然后進(jìn)行地下連續(xù)墻成槽施工[4]，浪費(fèi)資源，而且工期長，綜合成本高[5]。

作者以江蘇省南京市瀕臨地鐵2號(hào)線某基坑支護(hù)工程為例，采用雙輪銑槽機(jī)研磨、切割工藝方式，安全、高效地實(shí)現(xiàn)清障和地下連續(xù)墻成槽的統(tǒng)一，供同行在類似工程中參考。

2.場地巖土體特征

基坑位于南京市玄武區(qū)，基坑總延長370m，面積7350m2。工程設(shè)計(jì)標(biāo)高±0.00=+11.35m，場地自然地坪+10.50m～+13.00m，設(shè)3層地下車庫，地下車庫底板底埋深18.50m（±0.00設(shè)計(jì)標(biāo)高下），基坑開挖深度14.9m～ 17.0m，局部開挖深度15.7m～18.5m。

場地巖土分層、巖土體物理力學(xué)性質(zhì)特征：

雜填土1：雜色，松散，由碎石、碎磚及建筑垃圾等組成，以粉質(zhì)黏土充填，硬質(zhì)含量約60%，填齡大于10年，場地內(nèi)普遍分布。

淤泥質(zhì)素填土1a：灰黑色，軟塑—流塑，由水塘淤積后經(jīng)人工回填擠壓形成，有腥臭味，含少量腐殖物，填齡大于10年，場地內(nèi)零星分布。

粉質(zhì)黏土3：褐黃色，硬塑，局部可塑，含鐵錳結(jié)核，稍有光澤，無搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，場地內(nèi)普遍分布。

粉質(zhì)黏土3a：褐黃色，可塑，含鐵錳結(jié)核，稍有光澤，無搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等。場地內(nèi)局部分布。

強(qiáng)風(fēng)化閃長玢巖5-1：棕黃色、灰黃色，裂隙發(fā)育，組織結(jié)構(gòu)大部分破壞，巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，巖芯呈密實(shí)砂土狀及短柱狀，遇水易軟化，屬極軟巖，巖石基本質(zhì)量等級(jí)為V級(jí)，場地內(nèi)普遍分布。

中風(fēng)化閃長玢巖5-2：灰黃色、灰色，巖體呈塊狀構(gòu)造，巖芯碎塊狀、短柱狀，風(fēng)化裂隙較發(fā)育，浸遇水易軟化，多屬軟巖—較軟巖，巖體破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)，場地內(nèi)普遍分布。

中風(fēng)化閃長玢巖5-2a：青灰色、灰色，巖體呈塊狀構(gòu)造，巖芯呈柱狀、短柱狀，風(fēng)化裂隙發(fā)育，浸水易軟化；多屬軟巖—較軟巖，巖體較完整，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為IV級(jí)，場地內(nèi)普遍分布（表1）。

3.施工難點(diǎn)

西側(cè)瀕臨地鐵，基坑支護(hù)形式采用地下連續(xù)墻[6]。地下連續(xù)墻迎土面?zhèn)染嚯x地鐵最外襯砌12.514m，總共17幅（圖2），厚1m，深度-22.75m，嵌入中風(fēng)化閃長玢巖7m。

場地西南角有地鐵遺留橫通道及豎井。橫通道混凝土強(qiáng)度C25，通道最大鋼筋為HRB335φ22，存在超前支護(hù)HRB335φ25中空錨桿，頂板厚度50cm，底板厚100cm，側(cè)壁厚度30cm。橫通道頂部標(biāo)高-9.944m，底標(biāo)高約-16.394m，高6.45m。橫通道上部2m采用C15素混凝土回填，下部半充填灰色流塑狀淤泥質(zhì)素填土（圖3）。

由圖2、圖3可知：安全、高效清除影響基坑西側(cè)從南至北編號(hào)為B1-2、B2-2的2幅地下連續(xù)墻的地鐵遺留橫通道是該基坑工程的難點(diǎn)和重點(diǎn)[7]。

4.解決措施

針對(duì)沖擊鉆法、全套管全回轉(zhuǎn)法清除地鐵遺留橫通道的問題，作者采用雙輪銑槽機(jī)研磨、切割工藝方式實(shí)現(xiàn)清障和地下連續(xù)墻成槽的統(tǒng)一，施工要點(diǎn)如下：

4.1在確定清障單元槽段時(shí)，參照以下兩個(gè)原則：適當(dāng)從地鐵遺留橫通道側(cè)墻向兩邊延伸；雙輪銑槽機(jī)研磨、切割時(shí)，地鐵遺留橫通道側(cè)墻位于兩只銑輪間，確保受力均勻，保證槽壁垂直度[8]（圖4）。

4.2清除地鐵遺留橫通道時(shí)，不密實(shí)回填物的流動(dòng)導(dǎo)致隔離地鐵隧道與地鐵遺留橫通道之間的封堵墻所受抗力不夠，引起封堵墻滑動(dòng)，影響隧道襯砌穩(wěn)定性[9]，因此，清障前向地鐵遺留橫通道注水泥漿，以穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)整體性和隧道內(nèi)密實(shí)性，增加封堵墻所受抗力[10]。另外，可以防止清障時(shí)泥漿、灌注時(shí)混凝土向橫通道位移[11]。

4.3地鐵遺留橫通道頂板上覆土用液壓抓斗成槽機(jī)挖除。

4.4清障時(shí)，按一期單元槽段和二期單元槽段先后順序施工，一期單元槽段地下連續(xù)墻施工結(jié)束后，再施工二期單元槽段地下連續(xù)墻。一期、二期單元槽段之間用鎖口管接頭、工字形型鋼接頭、套銑接頭。

4.5清障時(shí)，每隔3h～5h把銑輪提到單元槽段外，查看鋼筋是否纏繞到銑輪上；每隔0.5h～1h觀察泥漿排放情況，觀察泥漿管阻塞情況。

具體實(shí)施時(shí)，鑒于施工橫通道時(shí)存在超前支護(hù)HRB335φ25中空錨桿，清障長度按3幅地下連續(xù)墻考慮，即B1-2、B2-2、B1-1。清障前，在地下連續(xù)墻迎土面?zhèn)炔贾米{孔3個(gè)，注漿孔離槽壁20cm，孔徑9.1cm，鉆至橫通道底板頂后進(jìn)行注漿，水泥漿的水灰比取0.5～0.6，泵壓0.5MPa～1.2MPa，注至孔口冒漿為止，讓橫通道孔隙內(nèi)充滿水泥漿。在返漿后停止注漿，3h后再次注漿直至孔口返漿結(jié)束注漿。24h后，固結(jié)體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥100kPa后，先用液壓抓斗成槽機(jī)挖除橫通道覆土，然后進(jìn)行清障成槽到設(shè)計(jì)深度。清障時(shí)，先施工B1-1，然后施工B1-2、B2-2；一個(gè)單元槽段范圍內(nèi)，采用一槽三銑法，先施工兩側(cè)的兩刀，然后施工中間一刀；橫通道側(cè)墻位于兩只銑輪間，確保受力均勻，保證槽壁垂直度。

5.結(jié)語

5.1用雙輪銑槽法清除橫通道的效率比全套管全回轉(zhuǎn)法清除橫通道的效率提高一倍，節(jié)約一半工期，且不需要水泥土或素混凝土回填，節(jié)約材料，降低清障成本。

5.2清障時(shí)，對(duì)周邊諸如地鐵等敏感建筑物沒有不良影響。清障時(shí)，對(duì)地鐵沒有任何影響。

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