鮑樂樂

(中交城投建設(shè)有限公司 廣東 佛山 519000)

一、前言

佛山地鐵2號(hào)線一期工程湖(涌站)綠(島湖站)區(qū)間西起湖涌站東至綠島湖站，左右線采用盾構(gòu)法分別施工，區(qū)間設(shè)計(jì)全長(zhǎng)1935m，湖綠區(qū)間右線隧道盾構(gòu)機(jī)從綠島湖站始發(fā)，原計(jì)劃在湖涌站接收，但在掘進(jìn)至905環(huán)附近時(shí)發(fā)生“2.7事故”，盾構(gòu)機(jī)廢棄。

湖綠區(qū)間右線隧道施工過程中先后經(jīng)歷2018年“2.7”透水坍塌重大事故及2019年“6.16”隧道漏水事件。“2.7”事故后，項(xiàng)目決定采用“部分改線”方案對(duì)隧道進(jìn)行修復(fù)：湖綠區(qū)間右線隧道改從湖涌站始發(fā)，由西向東沿原設(shè)計(jì)線路向東行進(jìn)330m，隨后增大曲線半徑從南側(cè)繞過事發(fā)地繼續(xù)行進(jìn)776m接入既有右線隧道，在接入既有隧道處施工盾構(gòu)機(jī)接收井及部分明挖區(qū)間接收盾構(gòu)機(jī)并使新施工隧道與既有隧道連通。既有右線隧道在事故中被泥土淤積，在“部分改線”盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中，施工人員從東側(cè)的綠島湖站向隧道內(nèi)清淤至接收井，至此全部右線隧道修復(fù)完成。在這個(gè)方案實(shí)施途中，“6.16”事件使該方案失效。經(jīng)專家組論證，最終決定采用“整體改線”方案修復(fù)湖綠區(qū)間右線隧道：在既有綠島湖站南側(cè)新施工一處盾構(gòu)機(jī)接收井，盾構(gòu)機(jī)從湖涌站始發(fā)，綠島湖站接收，重新施工整條隧道。

圖1 湖綠區(qū)間示意圖

“6.16”事件發(fā)生在聯(lián)絡(luò)通道施工過程中，湖綠區(qū)間1號(hào)聯(lián)絡(luò)通道設(shè)計(jì)采用冷凍法加固，礦山法開挖，在施工冷凍管過程中，作業(yè)人員從左線隧道向右線隧道鉆孔，在已經(jīng)鉆破右線隧道的情況下錯(cuò)誤操作抽出鉆桿，致使大量水土從鉆孔涌入隧道，作業(yè)人員嘗試封堵洞口但最終失敗，繼而采取了向隧道內(nèi)回灌水減少地表進(jìn)一步沉降的方式進(jìn)行搶險(xiǎn)處置。

二、工程概況

湖綠區(qū)間線路縱斷面為V形坡，最大坡度為27‰，線路埋深15.4m～35.5m，隧道頂覆土8.7m～26.53m，隧道的平面曲線最小曲率半徑為550m。湖綠區(qū)間右線“整體改線”隧道采用泥水平衡式盾構(gòu)機(jī)施工(原隧道采用土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)施工)，圓形斷面，裝配式鋼筋混凝土單層襯砌，管片內(nèi)徑6000 mm，外徑6700 mm，厚度350 mm，管片幅寬1500 mm，管片襯砌環(huán)采用錯(cuò)縫拼裝，每環(huán)包括3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塊、2個(gè)鄰接塊和1個(gè)封頂塊組成(與原隧道保持一致)。

湖綠區(qū)間右線隧道施工范圍內(nèi)臨近110kV高壓鐵塔、高壓燃?xì)夤芫€、佛山一環(huán)高架橋、澳邊涌河流、弘德路小橋，沿線施工范圍地下管線較多，重要管線為一根φ325mm中壓燃?xì)夤埽裆?.65m，該燃?xì)夤芘c隧道平行敷設(shè)，局部與隧道交叉。

湖綠區(qū)間地質(zhì)情況復(fù)雜，存在深厚富水粉砂層，該地層臨近強(qiáng)透水的中粗砂層，埋深較深(30.5m)且具有承壓水，區(qū)間隧道主要穿行于淤泥質(zhì)粉細(xì)砂<2-2>、淤泥質(zhì)土<2-1B>、粉細(xì)砂<3-1>、圓礫<3-4>地層，局部通過<7-2>強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖、砂巖，區(qū)間地表水及地下水系豐富。

“整體改線”隧道需要側(cè)穿原“2.7”事故的塌陷區(qū)，距“2.7”事故的水平距離約19.2m，需側(cè)穿“6.16”事件隧道漏水點(diǎn)，距漏水點(diǎn)的水平距離約為8.6m，“2.7”事故及“6.16”事件均對(duì)地層進(jìn)行了較大撓動(dòng)，可能給新隧道施工帶來不確定影響，盾構(gòu)施工條件較為復(fù)雜。

三、監(jiān)測(cè)內(nèi)容

本盾構(gòu)區(qū)間施工第三方監(jiān)測(cè)工作包括管片位移監(jiān)測(cè)及周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)。管片位移監(jiān)測(cè)包括管片水平、豎向位移及凈空收斂監(jiān)測(cè)等。周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)主要包括隧道周邊地表、建(構(gòu))筑物及地下管線監(jiān)測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)安全巡視。

根據(jù)地表沉降曲線Peck公式(如圖2)和相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)文件要求，確定了隧道施工主次要影響區(qū)域，其中隧道最大埋深處對(duì)應(yīng)主要影響區(qū)為隧道中心線兩側(cè)各12.8m，次要影響區(qū)為線路中心線兩側(cè)各12.8m～32m范圍，可能影響區(qū)為線路中心線兩側(cè)各32m～50m范圍。根據(jù)監(jiān)測(cè)方案，在隧道上方線路中心線方向每間隔10m左右設(shè)置一個(gè)縱向地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每50m左右設(shè)置一個(gè)橫向地表沉降監(jiān)測(cè)斷面，斷面上約有10個(gè)橫向監(jiān)測(cè)點(diǎn)，重要管線、構(gòu)筑物等分別單獨(dú)布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)范圍控制在開挖面前約50m范圍至開挖面后100m范圍，根據(jù)距離開挖面近遠(yuǎn)控制監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)頻次高低。

圖2 Peck公式示意圖

根據(jù)工程自身風(fēng)險(xiǎn)及工程周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，將監(jiān)測(cè)點(diǎn)分為一、二兩級(jí)，依據(jù)不同的監(jiān)測(cè)等級(jí)設(shè)置不同的監(jiān)測(cè)頻次。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異?；蛘咦兓俾瘦^大，地表、管線或建(構(gòu))筑物發(fā)生較大沉降，地表出現(xiàn)突發(fā)沉降或裂縫等情況時(shí)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)并報(bào)告相關(guān)單位。

表1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)等級(jí)劃分

當(dāng)連續(xù)3個(gè)監(jiān)測(cè)周期平均變形速率在0.05mm/d～0.1mm/d以下時(shí)，一般認(rèn)為沉降穩(wěn)定，停止該測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

四、現(xiàn)場(chǎng)情況

由于湖綠區(qū)間工程條件復(fù)雜，曾發(fā)生重大事故及影響較大事件，工程建設(shè)各相關(guān)方對(duì)盾構(gòu)施工安全均高度重視。1月31日，盾構(gòu)機(jī)右前方30環(huán)位置地面出現(xiàn)涌水涌砂現(xiàn)象，監(jiān)測(cè)組隨即通知各參建方，并開始對(duì)此處地表進(jìn)行加密監(jiān)測(cè)，有關(guān)各方立即開始查找原因。

涌水涌砂位置距離刀盤較遠(yuǎn)(50m)，位于可能影響區(qū)，泥水平衡式盾構(gòu)機(jī)泥漿壓力在涌水涌砂時(shí)未發(fā)生變化，且地表涌水是清水而非泥漿，初步判斷可能是供水管道破裂造成地面涌水涌砂，與盾構(gòu)施工無關(guān)。后經(jīng)自來水公司確認(rèn)，涌水涌砂確系供水管道爆裂所致。

圖3 地面涌水涌砂位置示意圖

圖4 現(xiàn)場(chǎng)安全巡查照片

五、數(shù)據(jù)分析及結(jié)論

雖非盾構(gòu)施工造成地面涌水涌砂，對(duì)路面涌水涌砂位置進(jìn)行了加密監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置(圖5)，持續(xù)監(jiān)測(cè)地面位移數(shù)據(jù)變化(表2、圖6)，防止地面坍塌對(duì)道路交通安全造成影響。

圖5 涌水涌砂地面加密監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)圖

2月1日～2月4日，地表加密監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)變化量最大值1.17mm，附近供水管累計(jì)變化量最大值-0.15mm，隧道洞內(nèi)沉降量最大值0.32mm，洞內(nèi)收斂變化量最大值-1.18mm。截止2月19日，地表加密監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)變化量最大值-3.68mm，附近供水管累計(jì)變化量最大值-2.48mm，隧道洞內(nèi)沉降量最大值-0.70mm，洞內(nèi)收斂變化量最大值-0.83mm。受新冠疫情影響，湖綠區(qū)間右線隧道盾構(gòu)機(jī)2月1日起停止施工，地表加密監(jiān)測(cè)點(diǎn)及隧道洞內(nèi)沉降近三個(gè)周期變化速率最大值0.1mm/d，可認(rèn)為涌水涌砂處地表沉降穩(wěn)定，此次涌水涌砂對(duì)盾構(gòu)施工無影響。

表2 加密監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表/mm(2月1日至4日)

注：“-”表示位移沉降

圖6 加密監(jiān)測(cè)點(diǎn)曲線圖