侯 琴

(湖北水利水電職業(yè)技術學院，武漢 430202)

地鐵區(qū)間隧道大小斷面轉換施工技術研究

侯 琴

(湖北水利水電職業(yè)技術學院，武漢 430202)

針對黃茅坪-高義口區(qū)間隧道遇到的大小斷面轉換施工，就斷面變化較大，交叉口處受力復雜，施工難度大，安全風險高等技術問題進行研究，并采取了一系列的工程措施，在具體工程施工中得到了成功的應用。

區(qū)間隧道； 大斷面； 轉換； 施工技術

1 工程簡介

重慶市會展中心至禮嘉段市政交通工程是重慶市會展中心的市政配套工程，工程位于重慶市北部新區(qū)。線路連接軌道交通六號線禮嘉站和會展中心，全線共設車站5座，全長12.205 km。

本工程為黃茅坪至高義口區(qū)間工程，起點位于黃茅坪大里程端K5+344.900，終點位于高義口小里程端K8+567.300，全長3 222.400 m。本區(qū)間隧道拱頂埋深6～64 m，除局部淺埋外，大部分為深埋隧道。區(qū)間以單洞單線的形式分別與兩端的車站連接，區(qū)間中部為單洞雙線隧道，單洞單線隧道與單洞雙線隧道之間設置喇叭口過渡段。

黃茅坪-高義口區(qū)間位于川東南孤形地帶，華鎣山帚狀褶皺束東南部，構造骨架形成于燕山期晚期褶皺運動。圍巖級別為Ⅳ級。地貌總體上屬于構造剝蝕丘陵區(qū)。地形波狀起伏，呈現(xiàn)一溝一丘相間分布的特征。水文地質條件簡單，場區(qū)地下水一般不具腐蝕性。

綜合考慮圍巖類別、地形地質、埋置深度、結構跨度及施工方法等因素，全線共設8種斷面類型，各斷面結構參數(shù)如表1所示。

表1 黃高區(qū)間支護參數(shù)表

2 施工方案

2.1 隧道總體施工

黃高區(qū)間隧道分三段組織施工，其中K5+344.900～K5+894.900，由4#施工通道進入施工，往大里程方向單向掘進； K5+594.900～K7+050，由5#施工通道進入施工，分兩個方向分別往大、小里程端施工，其中兩端與其它兩段區(qū)間隧道相接[1]。K7+050～K8+574.562為高義口站前區(qū)間，由6#施工通道進入施工，分兩個方向分別往大、小里程端施工，其中大里程端進入高義口車站。

2.2 施工通道進區(qū)間隧道轉換施工

2.2.1 施工工序

4、5、6施工通道均與區(qū)間隧道正線正交，施工通道進入?yún)^(qū)間后，分左右方向分別施工區(qū)間隧道大、小里程端。進入交叉口施工后，由于斷面變化較大，交叉口處受力復雜，施工難度大，安全風險高。因4施工通道與區(qū)間隧道單洞單線小斷面正交，前者比后者斷面要大，不需進行較復雜的挑頂與反挑頂施工，擬采用以下方案施工[2]：

第一步：施工通道加強段施工。施工通道從距終點里程5 m開始，初期支護進行加強：架設I25型鋼拱架，拱架間距為0.5 m/榀；拱頂、拱墻布設Φ28中空注漿錨桿，間距1.0×0.5 m，長4 m；掛雙層Φ8鋼筋網(wǎng)@200×200 mm；噴砼32 cm厚。

第二步：過渡導坑施工。按施工通道2-2斷面開挖至區(qū)間隧道對側，作為過渡導坑。同時進行初期支護，拱頂、拱墻布設Φ28中空注漿錨桿間距1.0×0.5 m，長4 m；掛雙層Φ8鋼筋網(wǎng)@200×200 mm；按0.5 m/榀間距架設I25工字鋼拱架；噴砼32 cm厚。

第三步：交叉口區(qū)間隧道預支護。在過渡導坑兩側沿區(qū)間隧道開挖輪廓線外邊緣打設φ42超前注漿導管，預注漿加固交叉口處巖體。導管布設范圍為拱頂至兩側曲墻段下1 m，導管長4.5 m，環(huán)向間距為30 cm，縱向間距為3 m，每側布設2環(huán)。

第四步：區(qū)間隧道門式梁施工。為使過渡導坑鋼架拆除后荷載傳遞，在交叉口處區(qū)間小斷面初期支護上鑿槽安設交叉口處加強梁鋼筋并澆注混凝土，形成門式梁傳力結構，并在交叉口處沿拱架密排3排4 m長Φ28中空注漿錨桿鎖口，錨桿間距為0.5×0.5 m，施工中過渡導坑初期支護鋼拱架與加強梁可靠連接，形成整體受力體系。

第五步：破除過渡導坑鋼架。按區(qū)間小斷面全斷面開挖方法破除過渡導坑初期支護，拆除區(qū)間隧道開挖輪廓線范圍內(nèi)的過渡導坑鋼架，拆除后及時安裝區(qū)間隧道口部鋼拱架，區(qū)間隧道鋼拱架及分布筋與門式加強梁可靠連接。拆除過程中加強對過渡導坑初期支護的監(jiān)測，及時反饋施工。

第六步：交叉口處過渡導坑鋼架全部割除與門式加強梁成整體后，按照區(qū)間隧道正常施工順序進行開挖，開挖過程中小藥量弱爆破法施工，確保施工安全。

第七步：在一側(靠車站側)開挖完成20 m以上后，開始施工另一側，重復第三、四、五、六步。

2.2.2 施工控制要點

為確保施工安全，施工通道與區(qū)間隧道小斷面交叉口處需采取以下加強處理措施：

①施工通道靠近交叉口5 m范圍內(nèi)初期支護進行加強：采用I25型鋼拱架，拱架間距為0.5 m/榀；拱頂、拱墻布設Φ28中空注漿錨桿，間距1.0×0.5 m，長4 m；掛雙層Φ8鋼筋網(wǎng)@200×200 mm；噴砼32 cm厚。

②區(qū)間隧道在交叉口附近前后各5 m范圍內(nèi)初期支護進行加強：采用I25型鋼拱架，拱架間距為0.5 m/榀；拱頂、拱墻布設Φ28中空注漿錨桿，間距1.0×0.5 m，長4 m；掛雙層Φ8鋼筋網(wǎng)@200×200 mm；噴砼32 cm厚。

③區(qū)間隧道在交叉口兩側，均密排3榀I25鋼拱架加強。

④施工通道靠近交叉口5 m范圍內(nèi)和區(qū)間隧道在交叉口附近前后各5 m范圍內(nèi)二次襯砌進行加強：主筋采用Φ25鋼筋@200 mm，分布筋采用Φ16鋼筋@150 mm，拉結筋采用Φ10鋼筋@400×300 mm。

⑤施工通道靠近交叉口5 m范圍內(nèi)和區(qū)間隧道在交叉口附近前后各5 m范圍內(nèi)拱架連接筋均采用Φ25鋼筋，內(nèi)外雙層布設；鎖腳錨桿加強為每榀拱架每個單元兩端設置2根Φ25砂漿錨桿，L=4.0 m。

2.2.3 施工注意事項及保證措施

①嚴格按技術交底進行施工，根據(jù)圍巖情況，支護措施只能加強，以保證工程的安全和質量?，F(xiàn)場技術人員要及時做好服務指導和現(xiàn)場監(jiān)督檢查工作。

②施工時，注意控制周邊眼的角度和長度，確保斷面成型后超挖小于10 cm。測量組要加強斷面檢查，并在對現(xiàn)場施工人員的書面測量交底中詳細說明相關數(shù)據(jù)。

3 小斷面擴挖成大斷面轉換施工[3]

K5+539.333處為1-1與2-2斷面交叉口處，其轉換施工方法由于斷面變化，交叉口處受力復雜，因1-1斷面比區(qū)間隧道2-2斷面小，需進行挑頂與反挑頂施工，施工難度大，安全風險高，施工時精心組織，精心施工，確保施工安全。

3.1 小斷面加強段施工

小斷面從距終點里程5 m開始，初期支護進行加強：架設I25型鋼拱架，拱架間距為0.5 m/榀；拱頂、拱墻布設Φ28中空注漿錨桿，間距1.0×0.5 m，長4 m；掛雙層Φ8鋼筋網(wǎng)@200×200 mm；噴砼32 cm厚。

3.2 過渡導坑施工

小斷面開挖至大斷面端墻位置時，以端墻位置為起點施工過渡導坑，導坑全長為區(qū)間隧道斷面寬度，底部設計高程為區(qū)間隧道小斷面端墻位置底部高程；

過渡導坑開挖采用直墻拱形斷面，斷面大小與施工通道基本一致，并根據(jù)導坑位置適當進行調整，防止導坑與區(qū)間隧道2-2斷面上導坑沖突使造成超挖。過渡導坑采用礦山法全斷面開挖施工，按噴錨方式進行臨時支護，架設I20型鋼拱架，拱架間距為0.5 m/榀；拱頂、拱墻布設Φ25中空注漿錨桿，間距1.0×0.5 m，長4 m；掛雙層Φ8鋼筋網(wǎng)@200×200 mm；噴砼32 cm厚。

3.3 挑頂形成上斷面

在過渡導坑施工到終點位置時，頂部高程與1-1斷面頂部高程一致，在此基礎上，對上半斷面進行挑頂開挖和周邊擴挖，形成1-1斷面上半斷面，然后按1-1斷面進行支護。隧道爆破前將作業(yè)臺架退回3#施工通道內(nèi)避讓。

3.4 反挑頂開挖

從終點位置反向向起點進行反挑頂施工，反挑頂過程中，由于存在高差，在底部墊碴以升高開挖臺架，使斜井的開挖臺架頂部距隧道拱頂1米左右，形成上斷面開挖條件。然后根據(jù)區(qū)間隧道1-1斷面結構尺寸往起點方向反挑頂開挖，形成1-1斷面上臺階。開挖時拆除過渡導坑臨時支護。

4 K5+646.057處轉換施工(大斷面轉換小斷面)

K5+646.057處為2-2大斷面與3-3小斷面交叉口處，由大斷面向小斷面轉換較簡單，不需進行較復雜的挑頂與反挑頂施工，擬采用以下方案施工：

第一步：2-2斷面加強段施工。2-2斷面從距終點里程5 m開始，初期支護進行加強：拱架間距調整為0.5 m/榀；拱頂、拱墻布設Φ28中空注漿錨桿，間距1.0×0.5 m，長4 m；掛雙層Φ8鋼筋網(wǎng)@200×200 mm[4]。

第二步：交叉口2-2斷面預支護。在兩個3-3小斷面開挖輪廓線外邊緣打設φ42超前注漿導管，預注漿加固交叉口處巖體。導管布設范圍為拱頂至兩側曲墻段下1 m，導管長4.5 m，環(huán)向間距為30 cm。

第三步：交叉口3-3斷面門式梁施工。在交叉口處3-3小斷面初期支護上鑿槽安設交叉口處加強梁鋼筋并澆注混凝土，形成門式梁傳力結構，并在交叉口處沿拱架密排3排4 m長Φ28中空注漿錨桿鎖口，錨桿間距為0.5×0.5 m。

第四步：2-2斷面端頭墻加強支護。在3-3斷面開挖輪廓線外的端墻進行如下加強支護：①采用Φ28中空注漿錨桿@0.5×0.5 m，錨桿長4.0 m。②用雙層Φ32鋼筋網(wǎng)進行加固，鋼筋網(wǎng)間距@200×200 mm。

第五步：3-3小斷面開挖。按照3-3斷面正常施工順序進行開挖，開挖過程中小藥量弱爆破法施工，確保施工安全。

為確保施工安全，2-2大斷面與3-3小斷面交叉口處需采取以下加強處理措施：①2-2大斷面靠近交叉口5 m范圍內(nèi)初期支護進行加強：拱架間距調整為0.5 m/榀；拱頂、拱墻布設Φ28中空注漿錨桿，間距1.0×0.5 m，長4 m；掛雙層Φ8鋼筋網(wǎng)@200×200 mm。②兩個3-3小斷面在交叉口附近5 m范圍內(nèi)初期支護進行加強：采用I25型鋼拱架，拱架間距為0.5 m/榀；拱頂、拱墻布設Φ28中空注漿錨桿，間距1.0×0.5 m，長4 m；掛雙層Φ8鋼筋網(wǎng)@200×200 mm；噴砼32 cm厚。③3-3斷面在交叉口位置，均密排3榀I25鋼拱架加強。④2-2大斷面靠近交叉口5 m范圍內(nèi)和3-3小斷面在交叉口附近各5 m范圍內(nèi)二次襯砌進行加強：所有二襯鋼筋在原設計基礎上提高一個級別。⑤2-2大斷面靠近交叉口5 m范圍內(nèi)和3-3斷面在交叉口附近前后各5 m范圍內(nèi)拱架連接筋均采用Φ25鋼筋，內(nèi)外雙層布設；鎖腳錨桿加強為每榀拱架每個單元兩端設置2根Φ25砂漿錨桿，L=4.0 m。

5 結 語

在地鐵隧道施工中經(jīng)常存在各種斷面之間的轉換，尤有小斷面和大斷面轉換為常見。進入交叉口施工后，由于斷面變化較大，交叉口處受力復雜，施工難度大，安全風險高。該文介紹的施工方法及其之間的轉換，通過合理的施工方法，保證了工程安全，確保工程質量，為類似工程的設計和施工積累了一定的經(jīng)驗。

[1] 白廷輝.上海地鐵2號線區(qū)間隧道盾構施工若干技術難題及對策[J].地下工程與隧道，2000(2):2-9,47.

[2] 張國輝.地鐵區(qū)間隧道臺階法與中隔墻加臺階法施工及其轉換[J].城市軌道交通研究，2013,12:108-110.

[3] 劉洪偉，王斌.鐵營孜礦巖巷小斷面擴刷大斷面硐室施工方法[J].能源技術與管理，2012(5):81-97.

[4] 柳宏達.南京地鐵2號線上新區(qū)間施工關鍵技術研究[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2012(2):33-35.

聲 明

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本刊編輯部

The Size of Section Conversion Research on Construction Technology of Subway Tunnel

HOU Qin

(Hubei Water Resources Technical College, Wuhan 430202，China)

Conversion construction according to size of section Huangmaoping-Gaoyi kou interval tunnel encountered,this paper studied on the variation of cross section，the intersection stress is complex, difficult construction, safety risk.And a series of engineering measures were adopted and successfully applied in the concrete construction.

interval tunnel; large cross section; transformation; construction technology

10.3963/j.issn.1674-6066.2015.02.013

2015-03-05.

侯 琴(1979-)，講師，碩士.E-mail:56202451@qq.com