城市軌道交通暗挖隧道下穿建筑物安全施工技術(shù)研究

齊明明

（中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司，山西 太原 030032）

在城市軌道交通施工過(guò)程中，淺埋暗挖隧道施工方法的跨度比較大，施工風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高，特別是在隧道下穿地上建筑物的過(guò)程中，如果沒(méi)有對(duì)暗挖地鐵隧道施工安全技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，提高淺埋暗挖地鐵隧道的施工水平，會(huì)導(dǎo)致在施工過(guò)程中對(duì)地表建筑物產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致地表建筑物擾動(dòng)，安全隱患增加。因此，需要對(duì)暗挖隧道下穿建筑物施工過(guò)程中的安全技術(shù)要點(diǎn)有所了解。要根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況開(kāi)展有效的質(zhì)量管理和控制工作，確保城市軌道交通暗挖隧道下穿建筑物施工作業(yè)能夠安全穩(wěn)定進(jìn)行。

1 軌道交通暗挖隧道施工難點(diǎn)

在地鐵軌道交通暗挖隧道下穿建筑物施工過(guò)程中，必須全面掌握具體的施工難點(diǎn)，才能夠根據(jù)實(shí)際情況制定科學(xué)合理的施工技術(shù)方案。目前，在軌道交通暗挖隧道下穿建筑施工過(guò)程中，存在的主要難點(diǎn)包括以下內(nèi)容：第一，施工環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，暗挖隧道的施工技術(shù)難度比較大。在下穿建筑物施工過(guò)程中，必須對(duì)周邊建筑物的具體情況進(jìn)行全面調(diào)查，這會(huì)導(dǎo)致施工過(guò)程中的調(diào)查工作量增加。特別是在施工前，必須對(duì)隧道下穿建筑物進(jìn)行詳細(xì)勘察，要對(duì)地下埋設(shè)的市政管線、既有建筑物以及隧道之間的關(guān)系進(jìn)行全面綜合分析，才能夠獲取準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)資料。以此為基礎(chǔ)，制定隧道下穿建筑物的具體施工方案，提高施工效率和施工安全性。第二，在施工過(guò)程中的技術(shù)要求比較嚴(yán)格，對(duì)工作人員的專(zhuān)業(yè)能力要求相對(duì)較高。在具體施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格根據(jù)相應(yīng)的施工技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。特別是在隧道開(kāi)挖、支護(hù)以及房屋建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，必須根據(jù)所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)信息，隨時(shí)在建筑物基礎(chǔ)底部進(jìn)行跟蹤注漿。在必要的情況下，還要設(shè)置臨時(shí)支撐體系，或者對(duì)開(kāi)挖支護(hù)順序進(jìn)行調(diào)整。這會(huì)在極大程度上影響施工周期和施工效率。

2 暗挖隧道下穿建筑物安全施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 加強(qiáng)監(jiān)測(cè)作業(yè)

在城市軌道交通下穿建筑物施工的過(guò)程中，為了保證施工的安全性，必須加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)作業(yè)。因?yàn)榈叵鹿こ淌┕け旧淼牟淮_定性比較強(qiáng)，在隧道開(kāi)挖過(guò)程中，會(huì)導(dǎo)致巖層應(yīng)力出現(xiàn)一定變化。施工前，必須對(duì)地鐵隧道上部建筑物的具體情況進(jìn)行全面分析。特別是要對(duì)建筑物已經(jīng)存在的裂縫以及發(fā)展情況進(jìn)行有效統(tǒng)計(jì)，做好標(biāo)注并且要拍照，可以在現(xiàn)場(chǎng)張貼裂縫標(biāo)簽貼紙，然后再根據(jù)施工監(jiān)測(cè)方案開(kāi)展沉降觀測(cè)以及傾斜觀測(cè)等工作。在具體施工中，還要對(duì)隧道的拱頂沉降進(jìn)行收斂，要對(duì)建筑物裂縫的具體發(fā)展情況以及上部建筑物沉降變形情況等進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析隧道開(kāi)挖對(duì)上部建筑物產(chǎn)生的各種影響，并根據(jù)獲取的反饋信息，開(kāi)展施工現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)作業(yè)。

2.2 重視超前加固

在隧道下穿建筑物施工的過(guò)程中，為了保證施工安全性，還要重視超前加固措施的有效應(yīng)用。在隧道施工中，一般會(huì)利用雙層超前支護(hù)體系進(jìn)行加固，提高隧道圍巖的加固水平，可以有效改善工程地質(zhì)條件，保證隧道洞室的穩(wěn)定性。有利于降低上部建筑物出現(xiàn)沉降變形的可能性，將地表沉降控制在合理范圍內(nèi)。在具體的支護(hù)措施應(yīng)用過(guò)程中，可以對(duì)自進(jìn)式管棚加超前小導(dǎo)管支護(hù)體系進(jìn)行有效應(yīng)用。需要注意在自進(jìn)式管棚選擇時(shí)，從外徑、壁厚、長(zhǎng)度以及環(huán)向間距、縱向間距、搭接長(zhǎng)度等方面出發(fā)進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保自進(jìn)式管棚能夠滿足隧道建設(shè)施工要求。在管棚內(nèi)可以利用M10水泥砂漿進(jìn)行充填施工，注漿壓力要控制在0.5～1.0MPa之間，提高管棚的整體強(qiáng)度。在管棚施工中，要嚴(yán)格根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行操作，可以利用測(cè)斜儀對(duì)鉆孔偏移度進(jìn)行測(cè)量，保證管棚搭設(shè)方向的合理性。同時(shí)，要對(duì)每個(gè)鉆孔地質(zhì)條件進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，為了確保自進(jìn)式管棚的支護(hù)水平，需要盡量縮減管棚的外插角。一般可以在型鋼鋼架腹板上開(kāi)孔穿越管棚。管棚的尾部需要與鋼架進(jìn)行焊接，單根管棚一般包括三個(gè)4m的長(zhǎng)管節(jié)與一個(gè)3m的長(zhǎng)管節(jié)組成，可以利用專(zhuān)用連接套完成管棚連接作業(yè)。在連接時(shí)要確保相鄰管棚接頭錯(cuò)開(kāi)1m左右。在第2層超前支護(hù)體系設(shè)置時(shí)，要利用超前小導(dǎo)管進(jìn)行施工。導(dǎo)管的單根長(zhǎng)度、環(huán)向間距、縱向間距以及小導(dǎo)管的外插角等參數(shù)都要滿足施工建設(shè)要求。一般超前小導(dǎo)管管口段1m左右的鋼管不需要進(jìn)行開(kāi)孔作業(yè)，其余部分要按照每隔15cm進(jìn)行交錯(cuò)設(shè)置注漿孔，孔徑為6mm。在注漿過(guò)程中，使用的漿液為普通硅酸鹽單液漿，水灰比控制為1:1，注漿壓力為0.5～1.0MPa。

2.3 機(jī)械開(kāi)挖施工

隧道開(kāi)挖施工是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一般在隧道下穿建筑物施工時(shí)，為了保證施工安全，會(huì)利用機(jī)械開(kāi)挖方式，可以防止爆破開(kāi)挖對(duì)樁底圍巖、建筑物以及沉淀池產(chǎn)生擾動(dòng)影響。但是，在機(jī)械開(kāi)挖過(guò)程中，需要考慮隧道洞內(nèi)本身的作業(yè)空間比較小，隧道掌子面以及輪廓面可以利用兩臺(tái)破碎錘進(jìn)行開(kāi)挖。在對(duì)破碎錘進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，要以掌子面圍巖節(jié)理發(fā)育的具體情況為主開(kāi)展鑿除作業(yè)。掌子面開(kāi)挖到設(shè)計(jì)位置后，測(cè)量人員需要完成超挖、欠挖復(fù)測(cè)作業(yè)。大型破碎錘不能進(jìn)行鑿除的部位，需要利用小型破碎錘進(jìn)行修邊開(kāi)挖。如果掌子面的圍巖比較完整，可以直接利用淺孔鉆在掌子面上鉆多排孔洞，使其成為凌空面，可以提高施工效率。在對(duì)小型破碎處進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要注意與大型破碎錘進(jìn)行配合使用，可以大大提高施工效率。

2.4 支護(hù)工程控制

在城市軌道交通暗挖隧道下穿建筑物安全施工過(guò)程中，必須對(duì)支護(hù)工程質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。這是保證隧道能夠安全穩(wěn)定施工的重要基礎(chǔ)。在開(kāi)展初期支護(hù)體系建設(shè)過(guò)程中，需要對(duì)圍巖的自穩(wěn)能力進(jìn)行分析。一般圍巖在開(kāi)挖過(guò)程中，短時(shí)間內(nèi)具有一定自穩(wěn)性。完成洞室開(kāi)挖作業(yè)后，必須立即開(kāi)展初期支護(hù)建設(shè)作業(yè)，確保支護(hù)體系能夠緊跟掌子面，在短時(shí)間內(nèi)能夠封閉成環(huán)。這樣可以使初期支護(hù)體系與圍巖形成更加穩(wěn)定、承載力相對(duì)較強(qiáng)的綜合性支護(hù)體系。在支護(hù)施工過(guò)程中，必須對(duì)錨桿安裝技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制。利用注漿錨桿進(jìn)行支護(hù)時(shí)，要保證錨桿的單根長(zhǎng)度為3m，環(huán)縱向間距為1m×0.5m，每一環(huán)錨桿數(shù)量為12.5根。為了確保錨桿的角度能夠滿足工程建設(shè)要求，必須使錨桿與隧道周邊輪廓相互垂直。拱部可以利用小型錨桿機(jī)進(jìn)行鉆孔施工，保證錨桿樁安裝長(zhǎng)度在設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的95%以上，并且必須保證錨桿的墊板與圍巖緊貼。完成錨桿安裝作業(yè)后，要根據(jù)施工方案開(kāi)展注漿施工作業(yè)，完成注漿作業(yè)后要立即安裝堵頭。如果砂漿未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，禁止懸掛重物，并且要防止碰撞以及敲擊錨桿。在水泥砂漿應(yīng)用中，要堅(jiān)持隨備隨用，一般要在砂漿初凝前使用完，如果沒(méi)有使用完，禁止繼續(xù)使用，否則會(huì)對(duì)支護(hù)體系的整體質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.5 鋼筋工程要點(diǎn)

鋼筋工程是暗挖隧道下穿建筑物安全施工技術(shù)之一。在鋼筋工程施工過(guò)程中，需要從以下兩方面開(kāi)展質(zhì)量管理工作：第一，在鋼筋網(wǎng)安裝過(guò)程中，必須在支護(hù)體系的內(nèi)部設(shè)置單層鋼筋，并利用焊接方式完成鋼筋網(wǎng)搭接作業(yè)，同時(shí)要確保鋼筋網(wǎng)片盡可能與錨桿進(jìn)行牢固連接，提高支護(hù)體系的整體剛度。第二，在鋼架安裝過(guò)程中要對(duì)鋼架的制作質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。并且要對(duì)鋼板的連接效果進(jìn)行全面檢查，鋼架的底角必須在堅(jiān)實(shí)的圍巖上進(jìn)行固定，而隧道超挖部分可以利用預(yù)制混凝土塊進(jìn)行處理。在這一區(qū)域禁止鋼架懸空，對(duì)鋼架與圍巖之間的間隙進(jìn)行處理時(shí)，主要是以混凝土墊塊進(jìn)行處理?？梢栽阡摷苤g設(shè)置縱向連接筋，使其內(nèi)外交錯(cuò)布置，提高鋼架的整體強(qiáng)度。

2.6 混凝土噴射施工

混凝土噴射是安全施工技術(shù)的主要內(nèi)容之一，在具體的施工過(guò)程中，需要按照分段分層噴射混凝土的方式進(jìn)行施工。鋼筋工程完成后，需要及時(shí)開(kāi)展噴射混凝土施工作業(yè)，防止圍巖長(zhǎng)時(shí)間在自然環(huán)境下暴露，提高圍巖的整體強(qiáng)度。在對(duì)鋼架與隧道周邊間隙處理時(shí)，必須利用噴射混凝土進(jìn)行填充，要保證間隙填充密實(shí)，使圍巖的水平應(yīng)力能夠有效傳遞。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在城市軌道交通施工過(guò)程中，需要對(duì)施工方法進(jìn)行科學(xué)選擇，而淺埋暗挖法是隧道施工中比較常用的施工方法。為了提高淺埋暗挖施工水平，必須對(duì)在暗挖隧道下穿建筑物施工過(guò)程中的安全技術(shù)進(jìn)行全面分析。要在保證地表建筑物穩(wěn)定性與安全性的基礎(chǔ)上，提高暗挖隧道的施工效率和質(zhì)量，這樣才能夠促進(jìn)我國(guó)城市軌道交通建設(shè)事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。