地鐵聯(lián)絡(luò)通道施工過程中產(chǎn)生問題的淺析

施發(fā)付

【摘要】為解決隧道安全疏散乘客、隧道排水、及防火、消防等問題，兩隧道間按照一定間距設(shè)置聯(lián)通隧道，聯(lián)絡(luò)通道施工包含有多種關(guān)鍵施工技術(shù)，分別是前期準(zhǔn)備階段（地層加固、管片穩(wěn)定措施）、開挖與初期支護(hù)以及防水結(jié)構(gòu)和二襯施工，但是聯(lián)絡(luò)通道多處于地下工 程，由于條件復(fù)雜，空間狹小，受地質(zhì)和地下水影響大，施工中不確定因素較多，往往需要一定的技術(shù)設(shè)計(jì)作為保障才能夠順利完成，文章以青島地鐵8號(hào)線二標(biāo)段地鐵盾構(gòu)區(qū)間 14#聯(lián)絡(luò)通道的工程為依據(jù)，詳細(xì)對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行分析，并對(duì)過程中出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行分析， 從而為地鐵盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道的施工提供更好、更實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)，為聯(lián)絡(luò)通道施工技術(shù)的開展做好準(zhǔn)備，可為類似工程的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】聯(lián)絡(luò)通道;滲水;施工難點(diǎn);質(zhì)量

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.

緒論

隨著城市化加快進(jìn)程，為解決城市交通擁堵問題，越來越多的城市開始建設(shè)地鐵。根據(jù)相關(guān)資料，全國共有62個(gè)城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃獲批，規(guī)劃建設(shè)總里程月7424KM。聯(lián)絡(luò)通道作為連接兩平行地鐵隧道結(jié)構(gòu)，GB50157-2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道長度超過 600 米時(shí)，均在上下行隧道間設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道，聯(lián)絡(luò)通道的位置一般處于各段區(qū)間隧道的中間段，由于地鐵了建設(shè)常常采用“高站位，低區(qū)間”的方法，中間段通常也為線路最低處，在實(shí)際工程中，常常將其與地下泵站的建設(shè)結(jié)合起來，采用合并建設(shè)的模式，聯(lián)絡(luò)通道是在兩側(cè)盾構(gòu)隧道完成后進(jìn)行施作，在施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)技術(shù)、質(zhì)量等問題，直接關(guān)系到主體隧道的施工質(zhì)量，所以其施工方法尤為重要。通過文章對(duì)地鐵建設(shè)中聯(lián)絡(luò)通道施工的技術(shù)和存在問題的闡述，從而為我國地鐵建設(shè)施工提供更多的經(jīng)驗(yàn)積累。

一、工程概況

1.工程簡介

青島膠東國際機(jī)場軌道交通結(jié)建工程土建施工二標(biāo)段，如圖 1-1所示，包括地鐵 8號(hào)線南側(cè)盾構(gòu)區(qū)間和市域快線兩部分。其中 8 號(hào)線南側(cè)盾構(gòu)區(qū)間包括4#區(qū)間風(fēng)井、5#接收井，4#區(qū)間風(fēng)井為始發(fā)井，5#區(qū)間風(fēng)井和機(jī)場盾構(gòu)井為接收井。

8 號(hào)線區(qū)間設(shè)置 5 座聯(lián)絡(luò)通道，市域快線區(qū)間設(shè)置 1 座聯(lián)絡(luò)通道如圖1-2 所示14#聯(lián)絡(luò)通道兼泵房設(shè)置在市域快線盾構(gòu)區(qū)間上，線路縱斷面整體呈“V”字型，最大縱向坡度為 25‰，14#聯(lián)絡(luò)通道兼泵房采用暗挖方法，初期支護(hù)體系由超前小導(dǎo)管+錨桿+鋼格柵+單層鋼筋網(wǎng)片和噴射混凝土共同組成，初襯和二襯之間設(shè)置 1.5mm 厚預(yù)鋪式高分子自粘膠膜防水卷材+土工布緩沖層，二襯混凝土采用強(qiáng)度等級(jí) C45 抗?jié)B等級(jí) P12 的防水混凝土。

2.工程地質(zhì)條件

（1）地形地貌

本合同段所處地貌類型為沖洪積平原地貌，地下水主要賦存在第四系松散粉質(zhì)黏土層及基 巖的裂隙中。

（2）地質(zhì)水文情況

14#聯(lián)絡(luò)通道兼泵房地層從上往下依次為黏土、粉質(zhì)黏土、全風(fēng)化泥巖、強(qiáng)風(fēng)化泥巖、中風(fēng)化泥巖和中風(fēng)化砂巖。聯(lián)絡(luò)通道位置處地層主要為中風(fēng)化泥巖和中風(fēng)化砂巖，拱頂埋深約19.2m。

二、本工程主要施工方法

1.施工原則及方法的概述

根據(jù)盾構(gòu)施工進(jìn)度情況，聯(lián)絡(luò)通道開挖初支工作面放在隧道左線，注漿材料設(shè)備、鋼筋、模板等材料從靠近聯(lián)絡(luò)通道的豎井采用龍門吊/吊車上下物料，洞內(nèi)運(yùn)輸采用小型翻斗車，二襯混凝土由地面打孔埋管下料，人工澆筑。聯(lián)絡(luò)通道處管片切割前，需進(jìn)一步緊固隧 道管片連接螺栓，確保管片間連接緊密;在盾構(gòu)隧道內(nèi)部采用鋼支架對(duì)管片進(jìn)行支撐;對(duì)切割管片兩端各10環(huán)范圍內(nèi)對(duì)管片縱向拉緊，每環(huán)拉筋道數(shù)與注漿孔個(gè)數(shù)一致。在洞內(nèi)探孔檢查地層地質(zhì)和地下水情況，滿足施工要求后進(jìn)行切割管片，開挖土體，采用人工配合風(fēng)鎬 進(jìn)行上下臺(tái)階開挖，邊開挖施作初期支護(hù)，聯(lián)絡(luò)通道初期支護(hù)貫通后，施工聯(lián)絡(luò)通道部分防水、二襯及臨時(shí)鋼支撐，破除部分集水坑處初期支護(hù)底板，開挖集水坑，進(jìn)行初期支護(hù)施工。施作集水坑防水層及二襯結(jié)構(gòu)，然后施工剩余的聯(lián)絡(luò)通道防水及二襯結(jié)構(gòu)。

（1）聯(lián)絡(luò)通道范圍地面加固

為保證聯(lián)絡(luò)通道的施工安全，根據(jù)設(shè)計(jì)要求在聯(lián)絡(luò)通道地面進(jìn)行加固;材料：袖閥管φ48*4mm、水泥 P.0425.5 普通硅酸鹽水泥、水灰比為 1：1 的水泥漿。機(jī)具：MXL-150D多功能鉆機(jī)、LGY-B/8G 空氣壓縮機(jī)、3SNSA 注漿泵。

（2）隧道內(nèi)型鋼支撐

聯(lián)絡(luò)通道開口洞門兩側(cè)各布置四個(gè)該類型的型鋼內(nèi)支撐，位于管片環(huán)的接縫處，型鋼內(nèi)支撐采用[16的槽鋼進(jìn)行連接。同時(shí)聯(lián)絡(luò)通道兩側(cè)管片采用[14b 槽鋼進(jìn)行拉緊，每環(huán)拉筋道數(shù)與注漿孔個(gè)數(shù)一致，確保管片切割后，相鄰管片不發(fā)生縱向移動(dòng)。

（3）初期支護(hù)

本聯(lián)絡(luò)通道的初期支護(hù)體系由超前小導(dǎo)管+錨桿+鋼格柵+單層鋼筋網(wǎng)片和噴射混凝土共同組成。超前小導(dǎo)管應(yīng)在每次循環(huán)開挖前完成;其余支護(hù)也應(yīng)在開挖后及時(shí)完成。

（4）防水層施工

聯(lián)絡(luò)通道防水等級(jí)為一級(jí)，防水施工包含有四個(gè)方面內(nèi)容，一是通道的全包防水;二是通道與隧道管片接觸部位防水;三是接縫防水;四是注漿防水。防水材料進(jìn)場后必須先報(bào)監(jiān)理，在監(jiān)理的見證下送檢復(fù)試，復(fù)試合格后方可使用。緩沖層施工工藝：緩沖層材料采用土工布緩沖層。采用射釘配熱塑性塑料襯墊機(jī)械固定辦防水卷材的鋪設(shè)施工工藝：防水卷材之間采用爬焊機(jī)熱熔焊接雙焊縫的搭接形式，搭接寬度為 100mm，不能采用焊機(jī)焊接的部位采用熱風(fēng)槍焊接，焊接寬度 不小于30mm。防水層破損部位應(yīng)采用同材質(zhì)材料進(jìn)行修補(bǔ)，補(bǔ)丁滿粘在破損部位，補(bǔ)丁四周距破損邊緣的最小距離不小于 10cm。底板和側(cè)墻鋪設(shè)防水層的陰角均應(yīng)做成 R≥50mm 的圓弧或 50×50mm 的鈍角。

a.盾構(gòu)管片與聯(lián)絡(luò)通道接觸部位防水：聯(lián)絡(luò)通道與管片接口部位的防水是整個(gè)聯(lián)絡(luò)通道防水施工的薄弱環(huán)節(jié)，模筑混凝土與管片相接的角部設(shè)置臨時(shí)導(dǎo)水管，并用防水砂漿進(jìn)行封堵，然后鋪設(shè)卷材加強(qiáng)層，兩端寬度均不小于 30cm。卷材加強(qiáng)層采用 1.5mm 厚丁基橡膠自粘防水卷材。管片與聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)層的接縫處設(shè)置遇水膨脹聚氨酯止水膠和預(yù)埋注漿管。二襯結(jié)構(gòu)澆筑完成后，采用注漿管進(jìn)行注漿密封堵水。

b.接縫防水：施工縫、變形縫部位均應(yīng)設(shè)置防水加強(qiáng)層，施工縫加強(qiáng)層采用 1.5mm 厚丁基橡膠自粘防水卷材，采用膠粘法固定在防水層表面，施工縫加強(qiáng)層寬度為 50cm，變形縫加強(qiáng)層寬度為 100cm，與防水層滿粘粘結(jié)。

①施工縫縱向施工縫采用丁基橡膠膩?zhàn)渝冧\鋼板止水帶+水泥基滲透結(jié)晶

材料，特殊部位如盾構(gòu)區(qū)間與聯(lián)絡(luò)通道相接處施工縫采用止水膠+預(yù) 埋注漿管+水泥基滲透結(jié)晶材料。

②變形縫 1）變形縫外側(cè)設(shè)置外貼式橡膠止水帶。

2）變形縫中部設(shè)置中孔式鋼邊橡膠止水帶（中心帶氣孔型），形成一道封閉的防水線。

3）側(cè)墻、頂板變形縫內(nèi)側(cè)設(shè)置 1.0mm 厚不銹鋼接水槽，將少量滲水有組織地引入排水溝并排入廢水泵房，縫內(nèi)側(cè)嵌填聚氨酯密封膠。

（5）二次襯砌

結(jié)構(gòu)二襯采用泵送混凝土進(jìn)行澆筑。在不影響地面周邊單位施工的條件下可在線路左線隧道聯(lián)絡(luò)通道處鉆直徑 30cm 的垂直孔，進(jìn)行混凝土豎直泵送。在灌注作業(yè)現(xiàn)場采用對(duì)講機(jī)或手機(jī)等通訊設(shè)施，以利于和地面混凝土下料口值班人員聯(lián)系，隨時(shí)控制混凝土的用量?；炷翝仓瓿珊髮?duì)管片處的孔洞進(jìn)行修復(fù)，采用原設(shè)計(jì)鋼筋進(jìn)行焊接連接，同時(shí)澆筑不小于 30cm 厚的 C50P12微膨脹混凝土，待混凝土強(qiáng) 度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行隧道內(nèi)的防水補(bǔ)強(qiáng)。

（1）底板混凝土施工為保證底板混凝土的密實(shí)度和流動(dòng)性，底板混凝土坍落度宜為

160～180mm，采用人工插入式振動(dòng)器振搗，用插入式振動(dòng)器振搗時(shí)要輕提輕放以免破壞防水層和背貼式止水帶?；炷翉?qiáng)度達(dá)到2.5MPa后用麻袋片覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，防水混凝土養(yǎng)護(hù)不少于 14 天。

（2）拱墻混凝土施工為保證拱墻混凝土的流動(dòng)性，坍落度宜采用：180～220mm，粗骨

料采用 5～20mm 的級(jí)配良好的碎石。采用混凝土輸送泵將混凝土從聯(lián)絡(luò)通道兩側(cè)洞門附近的拱頂預(yù)留管送入，采用附著式平板振動(dòng)器或人工用插入式振動(dòng)器充分振搗?；炷凉嘧⑦^程中應(yīng)始終有技術(shù)人員和有經(jīng)驗(yàn)的工人現(xiàn)場值班，組織好放料、停料及振搗時(shí)機(jī)，特別應(yīng)注意 混凝土從地面運(yùn)輸?shù)铰?lián)絡(luò)通道位置的時(shí)間要安排緊密，避免因轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間過長而影響混凝土質(zhì)量。

根據(jù)洞內(nèi)的混凝土硬化時(shí)的強(qiáng)度增長規(guī)律和施工經(jīng)驗(yàn)，通道混凝土拆模一般在混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa 后進(jìn)行，拆模后混凝土應(yīng)立即養(yǎng)護(hù)，采用專人灑水，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 天。

三、本工程施工過程產(chǎn)生難點(diǎn)問題分析

1.洞門破除處管片出現(xiàn)滲水

問題：在洞門區(qū)域內(nèi)上下左右及中心共開 5 個(gè)注漿孔，采用鉆孔取芯法來進(jìn)行滲水試驗(yàn)，滲水量均超過 0.2L/（min·m），且每一孔的漏水量大于 10L/min。

原因分析：①為地面局部（不能所有深度不足，屬于偷工減料）加固深度不足，部分注漿孔注漿量和注漿壓力不符合設(shè)計(jì)要求，②聯(lián)絡(luò)通道處管片同步注漿不到位，同步注漿漿液具有收縮性，沒有進(jìn)行二次補(bǔ)漿，嚴(yán)重影響工期和成本。

采取措施及預(yù)防：應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求及施工方案施工，對(duì)出現(xiàn)該問題進(jìn)行地面重新補(bǔ)注漿，聯(lián)絡(luò)通道處管片進(jìn)行二次補(bǔ)漿，防止破除洞門時(shí)水土流失，導(dǎo)致施工困難和安全事故。類似施工時(shí)必須做好地面注漿，做好注漿日志，同時(shí)加強(qiáng)施工人員管理。

2.開挖至對(duì)側(cè)管片時(shí)出現(xiàn)大量涌水

問題：聯(lián)絡(luò)通道采用暗挖的方式，遵循“十八字方針”采用臺(tái)階法人工配合風(fēng)鎬進(jìn)行開挖，開挖至對(duì)側(cè)管片時(shí)大量涌水，開挖面、隧道出現(xiàn)積水。

原因分析：由于管片背后注漿不密實(shí)，且該聯(lián)絡(luò)通道處于隧道最低處，導(dǎo)致開挖對(duì)側(cè)管片時(shí)整條隧道管片背后積水從該處涌出。

采取措施及預(yù)防：在開挖前進(jìn)行了二次補(bǔ)漿，未考慮到管片背后已經(jīng)充滿水，此時(shí)二次補(bǔ)漿已經(jīng)無效了，直接將管片背后水全部排出 至隧道，然后用泵全部排出隧道。將出水口用土袋堆住，漿聯(lián)絡(luò)通道處的最低注漿孔打開，然后全線補(bǔ)漿。其他剩余聯(lián)絡(luò)通道在開挖前全部按照此方法進(jìn)行補(bǔ)漿。盾構(gòu)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制注漿量，及時(shí)進(jìn)行二次注漿，并且聯(lián)絡(luò)通道破除開挖前應(yīng)檢測管片背后空洞及水系，應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量管理、加強(qiáng)檢測手段控制，以驗(yàn)證施工質(zhì)量。

3.鋼格柵安裝偏差過大

問題：格柵在地面鋼筋廠加工，首件加工完成后組織驗(yàn)收，建立樣板工程，后期格柵加工過程中，出現(xiàn)格柵安裝尺寸偏小。

原因分析：格柵安裝尺寸偏小原因有①工人在加工時(shí)未按照樣板工程及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，未經(jīng)相關(guān)方同意私自更改尺寸;②過程中管理人員未監(jiān)督檢查，疏忽大意;③技術(shù)人員未及時(shí)對(duì)作業(yè)人員書面技術(shù)交底。

采取措施及預(yù)防：應(yīng)加強(qiáng)自身及分包管理，應(yīng)按施工規(guī)范要求對(duì)施工過程進(jìn)行檢查，及時(shí)糾正違規(guī)操作，消除質(zhì)量隱患，針對(duì)工程的 特點(diǎn)，質(zhì)量要求，施工方法與措施等向施工人員詳細(xì)交底，避免質(zhì)量事故的發(fā)生。

4.拱頂混凝土出現(xiàn)蜂窩

問題：澆筑完混凝土，養(yǎng)護(hù)拆模后發(fā)現(xiàn)拱頂混凝土多處出現(xiàn)蜂窩現(xiàn)象，鑿開后為蜂窩，表面處松散。

原因分析：①混凝土供應(yīng)不及時(shí)等候時(shí)間太長導(dǎo)致堵管;②混凝 土澆筑時(shí)出現(xiàn)離析;③澆筑時(shí)正處夏季氣溫偏高，澆筑中私自加水。

采取措施及預(yù)防：先鑿去蜂窩處薄弱松散顆粒刷洗凈后，支模用高一級(jí)的混凝土填塞搗實(shí);在澆筑過程中要嚴(yán)格把控混凝土的塌落度和供應(yīng)速度，防止出現(xiàn)堵泵等原因造成混凝土澆筑中斷;澆筑前應(yīng)進(jìn)行混凝土塌落度實(shí)驗(yàn);對(duì)不合格的混凝土進(jìn)行退場。

5.施工縫及裂縫部位出現(xiàn)滲水

問題：拆模后多處出現(xiàn)滲水，尤其是在是施工縫和混凝土出現(xiàn)裂縫部位。

原因分析：①初期支護(hù)滲水未進(jìn)行有效背后回填注漿②止水鋼板搭接未采用雙面焊，未起到隔水效果;③遇水膨脹止水條安裝過后時(shí)間過長受潮;④模板采用全封閉鋼模，接縫部位不能振搗密實(shí);⑤混凝土供應(yīng)不及時(shí)，現(xiàn)場沒料使以前澆筑的初凝后，這樣后澆筑的不會(huì)很好融合一起，留有縫隙，導(dǎo)致滲水。

采取措施及預(yù)防：通過預(yù)留注漿管向混凝土內(nèi)注入雙液漿填充混凝土與初期支護(hù)混凝土之間的縫隙;其次對(duì)滲漏水部位注入改性環(huán)氧漿液進(jìn)行堵漏和補(bǔ)強(qiáng)處理;初期支護(hù)無滲水后方可進(jìn)行二次襯砌，避免影響二次襯砌防水效果;鋼板止水帶接頭部位焊接牢固;遇水膨脹止水條安裝完及時(shí)支模澆筑混凝土;混凝土澆筑采用敲擊或附著式振搗;加強(qiáng)和調(diào)度聯(lián)系，必要時(shí)可備選幾家混凝土攪拌站。

6.混凝土長距離運(yùn)輸難點(diǎn)克服

本工程混凝土（噴射混凝土）澆筑最遠(yuǎn)運(yùn)輸距離為954m，結(jié)合以下問題分析：①青島膠東國際機(jī)場周圍施工單位多，混凝土用量多，混凝土供應(yīng)商對(duì)混凝土質(zhì)量把控不嚴(yán);②混凝土運(yùn)輸距離太長，質(zhì)量控制難;③考慮大功率地泵成本高，且混凝土澆筑過程中易堵管，拆管清理及隧道清理人工費(fèi)增加;④一次堵管浪費(fèi)混凝土方量約12m3;

⑤線路左線隧道聯(lián)絡(luò)通道處地面鉆孔費(fèi)用約1200元;⑥盾構(gòu)測量可以利用該孔進(jìn)行校準(zhǔn)。

綜上，經(jīng)過監(jiān)理、設(shè)計(jì)同意在線路左線隧道聯(lián)絡(luò)通道處鉆處鉆直徑 30cm 的垂直孔埋設(shè)護(hù)管解決了混凝土上距離運(yùn)輸難點(diǎn)的克服。

結(jié)論：

聯(lián)絡(luò)通道作為地鐵隧道區(qū)間最常見的一種結(jié)構(gòu)，包含有多種工藝流程，施工中遇到各種不良情況越來越多，施工前應(yīng)考慮可能帶來的各種不良因素及影響，針對(duì)性的分析問題，并通過多方案的比較優(yōu)化。從而保證地鐵通道的施工質(zhì)量，促進(jìn)我國地鐵行業(yè)的全面發(fā)展。

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