摘 要：本文基于筆者參與的武漢某地鐵車站施工為背景，探討了施工中應(yīng)用淺埋暗挖法的技術(shù)原理和施工步驟，分析了施工中應(yīng)該注意的問(wèn)題，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：地鐵 車站 出入口 施工

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）04（c）-0048-02

近年來(lái)，我國(guó)城市軌道交通飛速發(fā)展。截至目前，我國(guó)40余城市中已有15個(gè)城市獲批在2015年之前建成1700 km的城市軌道交通，加上目前在建的線路，我國(guó)城軌線路將達(dá)到3400 km。目前，我國(guó)城市軌道交通建設(shè)已進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，在北京、上海、武漢、深圳等城市近期規(guī)劃的多條線路中，規(guī)劃建設(shè)地鐵占72%，輕軌占10%。在城市地鐵施工中采用明挖大揭蓋的方法，嚴(yán)重干擾了地面交通，并破壞環(huán)境。而淺埋暗挖法是一種在離地面很近的地下施行各種地下暗挖施工的方法，它以加固和處理軟弱的地層為前提，并且通過(guò)足夠剛性的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，從而保證施工過(guò)程的安全以及控制地面的沉降。

1 車站工程概況

1.1 工程概況

武漢某地鐵站共設(shè)4個(gè)出入口，其中1號(hào)、2號(hào)出入口下穿車站主體西側(cè)的綜合管廊，在該區(qū)段采用暗挖噴錨法施工，1號(hào)出入口暗挖段為27.5 m，覆土厚4.7～6 m，綜合管廊底板底距出入口結(jié)構(gòu)頂板0.8 m；2號(hào)出入口暗挖段為25.22 m，覆土厚6～6.7 m，綜合管廊底板底距出入口結(jié)構(gòu)頂板2 m。暗挖橫斷面為直墻式矩形，標(biāo)準(zhǔn)段開挖外輪廓為7.9 m×5.5 m，1號(hào)出入口暗挖土方為1300 m3，2號(hào)出入口暗挖土方為1200 m3。

1.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

地層主要為素填土和粉質(zhì)黏土。素填土：層厚1.50～10.10 m，為近期人工堆填而成，主要成分為黏性土，部分未壓實(shí)，呈松散狀，局部見(jiàn)有碎石，屬Ⅰ級(jí)松土；粉質(zhì)黏土：深灰色、灰黑色，硬塑。主要成分為黏粒，屬Ⅱ級(jí)普通土。建議地基基本承載力取 σo=150 kPa。

1.3 工程施工難點(diǎn)

由于1號(hào)、2號(hào)出入口下穿車站主體西側(cè)的綜合管廊。1號(hào)出入口綜合管廊底板底距出入口結(jié)構(gòu)頂板0.8 m，2號(hào)出入口綜合管廊底板底距出入口結(jié)構(gòu)頂板2 m。工程施工難點(diǎn)如下：一是車站周邊環(huán)境復(fù)雜，暗挖段頂部有綜合管廊穿過(guò)，綜合管廊內(nèi)有給水、煤氣、通信等設(shè)施。二是暗挖段大部分位于回填土內(nèi)，地層自穩(wěn)性差，施工難度較大。三是暗挖段位于武漢市通往新區(qū)的繁華路段，保證車站開挖支護(hù)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和控制變形難度較大。四是解決好暗挖車站在初期支護(hù)與二次襯砌形成過(guò)程中的受力體系轉(zhuǎn)換和力的平衡，防止結(jié)構(gòu)變形及失穩(wěn)破壞，避免出現(xiàn)地面及拱部的過(guò)量沉降和坍塌是工程的重點(diǎn)。

2 車站出入淺埋暗挖施工技術(shù)（如圖1）

2.1 施工方法和主要施工工序

出入口暗挖結(jié)構(gòu)型式采用“初期支護(hù)+二次襯砌”復(fù)合式襯砌。初期支護(hù)采用“鋼格柵+鋼筋網(wǎng)”錨噴支護(hù)，二次襯砌為防水鋼筋混凝土模筑襯砌。

暗挖段施工應(yīng)在明挖段主體結(jié)構(gòu)施工完畢后進(jìn)行，模筑混凝土沿縱向分段進(jìn)行，每段長(zhǎng)度小于等于6.0 m。出入口暗挖施工步驟如下：施工準(zhǔn)備→超前小導(dǎo)管（大管棚）、注漿→分步開挖進(jìn)洞→開挖支護(hù)→噴混凝土封閉→基面清理→初期支護(hù)驗(yàn)收→二襯結(jié)構(gòu)施工。

2.2 隧道開挖施工

出入口暗挖采用CRD淺埋暗挖工法，施工中嚴(yán)格執(zhí)行“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”施工原則。做好超前注漿預(yù)支護(hù)，確保開挖安全；開挖后緊接支護(hù)，早成環(huán)、早封閉，及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)；采用信息化施工，加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，通過(guò)量測(cè)信息反饋優(yōu)化支護(hù)參數(shù)。

2.2.1 開挖步驟

拱頂直墻斷面開挖分6個(gè)洞室分別依次進(jìn)行開挖，洞室間設(shè)中隔壁、中隔板。開挖順序?yàn)?號(hào)導(dǎo)洞→2號(hào)導(dǎo)洞（左右側(cè)）→3號(hào)導(dǎo)洞（左右側(cè)）→4號(hào)導(dǎo)洞，每導(dǎo)洞斷面縱向錯(cuò)開距離為3 m。

首先進(jìn)行1號(hào)導(dǎo)洞開挖施工。開挖循環(huán)進(jìn)尺不得超過(guò)0.5 m，開挖后立即初噴8 cm混凝土，并及時(shí)進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，架設(shè)鋼筋格柵鋼架，在該拱腳上30 cm高處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿下傾角30°設(shè)鎖腳錨管，錨管采用Φ32 mm水煤氣管，每榀布設(shè)1根，水泥漿液水灰比為1∶1，鎖腳錨管與鋼架牢固焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度30 cm。

2.2.2 變截面位置施工

拱頂直墻斷面1號(hào)、2號(hào)導(dǎo)洞施工到變截面位置（人防段）直接抬高拱頂高度，并向上進(jìn)行土方開挖；3號(hào)、4號(hào)導(dǎo)洞施工到變截面位置直接降低洞底高度，并向下進(jìn)行土方開挖。

2.3 初期支護(hù)施工

2.3.1 鋼筋格柵施工

初支格柵縱向間距500 mm。永久格柵規(guī)格：195 mm×150 mm，臨時(shí)格柵規(guī)格：195 mm×150 mm，內(nèi)外側(cè)鋼筋保護(hù)層均為40 mm。開挖后基面鋪設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)（150 mm×150 mm），網(wǎng)片搭接200 mm，固定牢靠，鋪設(shè)后安裝格柵。格柵采用激光導(dǎo)向儀定位，安裝時(shí)落腳基面要保證堅(jiān)實(shí)平整，地腳用木板或泡沫磚等支墊穩(wěn)妥。格柵連接采用拴接，現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格檢查保證連接牢靠。

2.3.2 噴射混凝土

采用C25早強(qiáng)噴射混凝土，噴射混凝土厚度300 mm。格柵安裝后，立即噴射混凝土封閉。混合料攪拌采用強(qiáng)制攪拌機(jī)，設(shè)在車站主體結(jié)構(gòu)明挖基坑邊臨近暗挖隧道入洞處的位置，通過(guò)輸料管送至車站結(jié)構(gòu)中板，用小型翻斗車運(yùn)到作業(yè)面，人工裝入噴射機(jī)二次攪拌，在噴頭處和水混合后噴射?；炷羾娚淝皯?yīng)清理場(chǎng)地，清掃受噴面，尤其應(yīng)清理原有混凝土接茬面，避免附著砂土影響混凝土黏結(jié)?；炷磷韵露戏侄畏謱訃娚洌看螄娚浜穸葹檫厜?～10 cm，拱部5～6 cm。分層噴射時(shí)，應(yīng)在前一層混凝土終凝前進(jìn)行，噴頭距基面1 m左右，并應(yīng)垂直于受噴面，噴射混凝土不得使用回彈料，掌握好噴射壓力，保證混凝土質(zhì)量。

2.4 防水施工

由于地鐵工程對(duì)防水等級(jí)要求很高，按設(shè)計(jì)要求，采用技術(shù)上比較成熟的無(wú)釘孔鋪設(shè)防水板施工工藝。鋪設(shè)方法采用墊塊焊鋪法，采用厚度為2 mm的ECB塑料防水板進(jìn)行全包防水處理。緩沖層采用單位質(zhì)量為400 g/m2的土工布，防水板施工應(yīng)根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)在初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定和二次襯砌灌注混凝土施工前進(jìn)行。

2.5 二次襯砌施工

2.5.1 施工順序

出入口二襯結(jié)構(gòu)按分部分段灌注混凝土的施工。先施工底板，然后搭支架立模施工邊墻及頂板。混凝土采用商品混凝土，運(yùn)至進(jìn)料孔輸送泵內(nèi)，再?gòu)谋脙?nèi)送入二襯模型內(nèi)。斷面變化處二次襯砌采用端頭模突變施作。

2.5.2 鋼筋施工

鋼筋采取在地表預(yù)制，預(yù)制好的半成品鋼筋原材料用吊車吊至孔底，人工用小板車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行綁扎成型。仰拱防水層及保護(hù)層施作完成后進(jìn)行鋼筋綁扎施工，先施作仰拱鋼筋，待仰拱二襯混凝土拆模后施作拱墻鋼筋。仰拱鋼筋綁扎采取人工直接綁扎，邊墻拱部鋼筋綁扎采取多功能簡(jiǎn)易臺(tái)架綁扎。橫向主筋連接及縱向分布筋的連接均采用搭接焊連接，受力鋼筋的接頭宜設(shè)置在受力較小處，鋼筋接頭要相互錯(cuò)開，在35倍D范圍內(nèi)接頭面積占總的鋼筋面積的50%。仰拱鋼筋保護(hù)層及兩層鋼筋間距的控制：底層鋼筋保護(hù)層采用砂漿墊塊進(jìn)行控制，雙層鋼筋之間的間距用馬凳控制，邊墻、拱部鋼筋綁扎施工，利用簡(jiǎn)易臺(tái)架一次性綁扎成型，然后支模澆筑混凝土，拱部鋼筋綁扎時(shí)要按照設(shè)計(jì)要求預(yù)埋注漿管，以備襯砌完成后進(jìn)行背后填充注漿。鋼筋保護(hù)層施工：鋼筋保護(hù)層用50 mm×50 mm×50 mm的迎土面、50 mm×50 mm×40 mm的背土面與二襯混凝土同標(biāo)號(hào)等強(qiáng)度的砂漿墊塊，掛設(shè)間距1000 mm×1000 mm（環(huán)向×縱向），呈梅花形交錯(cuò)布置。砂漿墊塊采取在地表預(yù)制，預(yù)制時(shí)預(yù)埋扎絲，待砂漿墊塊強(qiáng)度滿足要求后利用砂漿墊塊上的預(yù)埋扎絲與鋼筋綁扎固定牢固。

2.5.3 混凝土澆筑

混凝土采用C35P8商品混凝土；混凝土坍落度控制在（140±20）mm，入模溫度不得大于30 ℃，混凝土的中心溫度與表面溫度的差值、混凝土表面溫度與大氣溫度的差值都不得大于25 ℃。二襯混凝土采用“雙摻技術(shù)”，加入20%優(yōu)質(zhì)粉煤灰及抗裂（密實(shí)型）外加劑。二襯混凝土臨水側(cè)結(jié)構(gòu)受力主筋凈保護(hù)層厚度不小于50 mm，背水側(cè)結(jié)構(gòu)受力主筋凈保護(hù)層厚度不小于40 mm。二襯混凝土泵送時(shí)所用石子的最大料徑不應(yīng)大于輸送管徑的1/4，即40 mm，吸水率為1.5%，不得使用堿性骨料，砂宜采用中砂。水平施工縫：設(shè)置在底板面上300 mm處；仰拱澆筑：采取從仰拱底部向兩邊對(duì)稱澆筑；拱墻混凝土澆筑采取先澆筑邊墻，后澆筑拱部；邊墻澆筑：采取在鋼管支架兩側(cè)起拱線標(biāo)高位置縱向每隔3 m開一個(gè)400 mm×600 mm混凝土澆筑窗口，混凝土泵送鋼管送料至支架后，通過(guò)左右分叉軟管同時(shí)送至左右兩側(cè)澆筑口對(duì)稱澆筑；拱部澆筑：待邊墻混凝土澆筑至起拱線標(biāo)高后，取掉分叉軟管，用直通軟管接混凝土泵送鋼管把混凝土直接輸送至拱部澆筑。封頂時(shí)先以兩端澆筑口進(jìn)料，最后用中間澆筑口進(jìn)行封頂。在接近完成時(shí)，應(yīng)派專人進(jìn)行觀察，使拱部混凝土不能多澆也不能少澆，多澆時(shí)如果不及時(shí)通知輸送泵停止送料，會(huì)使組合鋼模受到過(guò)大的壓力而變形造成嚴(yán)重的后果；少澆會(huì)造成拱部二襯混凝土厚度不能滿足設(shè)計(jì)厚度。一組鋼管支架混凝土澆筑應(yīng)從下至上分層澆筑，分層厚度為500 mm。如因其他原因間歇時(shí)應(yīng)在前次混凝土初凝前完成上一層混凝土澆筑。仰拱混凝土振搗采用插入式振搗棒結(jié)合人工敲錘外模板面振搗密實(shí)，拱墻混凝土振搗采用附著式振搗器結(jié)合插入式振搗器振搗密實(shí)。插入式振搗采用Φ50 mm振固棒，振搗間距約為300 mm，振點(diǎn)呈梅花形均勻排列，振搗時(shí)快插慢拔，不得漏振、過(guò)振。單點(diǎn)振搗時(shí)間以開始振搗后不冒氣泡而開始出現(xiàn)泛漿則終止振搗為準(zhǔn)。泵送混凝土管內(nèi)的混凝土停歇最長(zhǎng)間隔時(shí)間不能超過(guò)45 min，混凝土澆筑完成后必須泵送清水洗管徹底。拱部混凝土澆筑時(shí)，拱部擋頭板及襯砌臺(tái)架中部均需留觀察口，以便及時(shí)觀察拱部混凝土是否灌滿。

2.6 輔助施工技術(shù)

2.6.1 大管棚施工

超前大管棚設(shè)于明暗挖相接（暗挖進(jìn)洞）處。管棚選用Φ108 mm熱軋鋼管，t=6 mm，大管棚外插角控制在3°以內(nèi)，環(huán)向從拱頂與側(cè)墻相交處布置，間距0.3 m，1號(hào)出入口大管棚加固長(zhǎng)度為10 m，2號(hào)出入口大管棚加固長(zhǎng)度為7 m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件和施工機(jī)具性能，大管棚采用2～3 m的鋼管節(jié)，對(duì)口焊接聯(lián)結(jié)，外套20 cm長(zhǎng)鋼管套；在管壁上燒Φ8 mm出漿孔，0.2 m間距梅花形布設(shè)，相鄰兩管接頭位置錯(cuò)開。管內(nèi)注1∶1水泥漿，控制注漿壓力在0.8～1 MPa，以增加管棚剛度并填充鋼管與管周土體間空隙，同時(shí)對(duì)周圍地層進(jìn)行加固。

2.6.2 超前支護(hù)施工

超前支護(hù)施工采用d32 mm超前小導(dǎo)管，間距300 mm，L=2.0 m。注漿采用水泥漿，漿液配比和水灰比為1∶1。小導(dǎo)管注漿沿縱向每榀格柵打設(shè)一環(huán)。

（1）小導(dǎo)管選用d32 mm×3.25 mm的普通水煤氣管，長(zhǎng)度2.0 m。導(dǎo)管前端做成尖錐形封閉，尾端焊上d6 mm鋼筋制成的箍。在離頭部1.0 m以下每隔10～20 cm，交叉鉆d6～8 mm的孔。（2）鉆孔、插管：格柵架立后在格柵間采用YT-28風(fēng)鉆鉆孔，導(dǎo)管沿開挖輪廓環(huán)向間距為0.3 m，外插角控制在5°左右，小導(dǎo)管外露20 cm以便安設(shè)注漿管路。成孔后用自制風(fēng)管清孔，清孔后插入小導(dǎo)管。導(dǎo)管插入長(zhǎng)度不小于管長(zhǎng)的90%，尾端和格柵主筋焊接牢固。（3）導(dǎo)管周圍封閉：插管完成后，噴射混凝土封閉支護(hù)。為堵塞孔壁與導(dǎo)管之間空隙，防止?jié){液泄漏，在導(dǎo)管附近噴8～10 cm厚混凝土或在孔隙處用速凝水泥封堵，封閉管口后連接管路注漿。（4）漿液配制：注漿漿液根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用水泥漿（地層無(wú)水）。為保證注漿效果，漿液配比由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定（水灰比為1∶1）。（5）注漿：連接管路后，檢查密封情況，準(zhǔn)備開始注漿。進(jìn)漿速度一般每根導(dǎo)管控制在30 L/min內(nèi)。要求擴(kuò)散直徑不小于0.4 m，據(jù)此計(jì)算單孔注漿量、定量注漿。壓力控制在0.5 MPa，若壓力上升，注漿量沒(méi)有達(dá)到設(shè)定值，則達(dá)到預(yù)定壓力后持續(xù)30～60 s即可停止注漿，為防止?jié){液外漏，注漿后導(dǎo)管立即用棉紗封堵。

2.7 背后注漿施工

回填注漿分為初期支護(hù)回填注漿和二次襯砌背后回填注漿。初期支護(hù)回填注漿采用預(yù)埋d32 mm普通焊接鋼管，管長(zhǎng)0.5 m。注漿管沿拱頂布置，每斷面3根。注漿漿液采用水泥砂漿，水灰比為0.5～1.0，灰砂比為1∶2～1∶2.5，注漿壓力為0.2～0.6 MPa。二襯背后注漿管布置在拱頂、邊墻，每斷面3根，縱向間距4～6 m。在施工縫處環(huán)向背貼式止水帶設(shè)注漿管2根。注漿材料選用水灰比為1∶0.4～1∶0.5的水泥漿，水泥漿中添加2%～3%的MgO微膨脹劑。

2.8 施工監(jiān)測(cè)

由于該工程穿越彩云路，埋深淺，地下管線離拱頂較近。施工期間監(jiān)控量測(cè)是確保洞室穩(wěn)定和地表、周圍管線安全的重要環(huán)節(jié)。在施工過(guò)程中主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有隧道拱頂沉降、凈空收斂、地表沉降、鋼筋應(yīng)力、圍巖土壓力、土體深層水平位移和綜合管廊沉降等。

3 結(jié)語(yǔ)

車站出入口暗挖段是在不良地質(zhì)條件下修建的出入口，經(jīng)監(jiān)測(cè)，地表及結(jié)構(gòu)沉降均滿足安全性要求。在工程施工中，成功地運(yùn)用淺埋暗挖中洞CRD工法，修建了淺埋暗挖平拱直墻出入口，為城市地下結(jié)構(gòu)施工積累了成功經(jīng)驗(yàn)。一方面，淺埋暗挖法在保證地面交通不中斷且管線保持正常使用的前提下，同時(shí)也避免了傳統(tǒng)工法對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生的污染。另一方面，雖然與其他地鐵施工工法相比，淺埋暗挖法有它的一些優(yōu)點(diǎn)，但是也存在一些不足之處，如噴射混凝土粉塵多、施工速度慢、機(jī)械化程度不高等。因此，要使淺埋暗挖法得到更廣泛應(yīng)用，還有許多問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。

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