复杂条件下浅埋暗挖地铁车站施工
重庆市轨道交通（集团）有限公司
摘要：本文以某工程为例探讨了复杂条件下浅埋暗挖地铁车站施工技术，望对类似工程有所帮助。
关键词：复杂条件下；浅埋暗挖；双侧壁导洞法；地铁车站一、工程概况
某 工 程 为 某 地 铁 区 间 段 矿 山 法 土 建 工 程 ( 支 YDK+645.80~ 支YDK0+728.118), 长度 82.318m; 地面高程为 23.75m~24.83m, 隧道埋深7m~7.8m。隧道为双线单洞矿山法隧道 , 有两种断面 , 即 A 型断面、B 型 断 面 , 其 中 A 型 断 面 长 约 47.238m,B 型 断 面 长 约 33.776m。A 型断面开挖尺寸宽 × 高 =12.900m×9.308m,B 型断面开挖尺寸宽 × 高=14.700m×10.007m, 两种断面之间采用错台变换。本段隧道北端与天河客运站连接 , 南端与盾构始发井连接 , 地面上方有北环高速公路的元岗特大桥桥墩基础和广汕公路 , 其中北环高速元岗特大桥第 51 号桥基有六个桥墩位于隧道斜正上方 , 穿过桥基的隧道断面毛洞宽为 12.9m 的暗挖双线单洞隧道 , 隧道顶至条形基础底距离约为 3.82m; 广汕公路共12 个车道 , 进出城各 6 车道 , 交通繁忙 , 人车流量大 ; 地下管线较多 ,埋置深浅不一。
地质情况：天河客运站至华师站区间北段矿山法隧道穿过花岗岩残积土层 , 隧道顶部为淤泥质土和砂层。砂层为主要含水层 , 透水性强。根据地质钻孔资料及始发井开挖揭露的地层情况知 , 杂填土 : 厚度 3m~3.2m; 淤泥质土 : 厚度为 2.1m~2.6m; 冲积—洪积砂层 : 厚度为2m~3m; 砂质粘性土 : 厚度为 6.6m~12.8m;<5H-2> 砾质粘性土 : 厚度为6.6m~9.5m; 全风化花岗岩 : 厚度为 4.5m~8.3m; 强风化花岗岩 : 厚度为7.5m~13.7m; 微风化花岗岩 : 厚度为 1.7m~2.4m。属花岗岩风化残积层区 , 其主要地层为花岗风化残积土和花岗岩风化带 , 遇水易软化崩解。
地下水位较高 , 地面下 1.5m 为常水位 , 地震烈度为 7 度。
二、浅埋暗挖地铁车站施工技术
本隧道为双线隧道 , 跨度较大 , 开挖断面大 , 围岩软弱。隧道拱部处在砂层或软弱土层 , 整个隧道位于遇水易软化、崩解的花岗岩残积土中 , 围岩类别为Ⅰ , Ⅱ类。隧道为双线隧道 , 跨度较大 , 开挖断面大 ,围岩软弱 , 整个隧道采用双侧壁导坑工艺施工。这样才能最大限度地减少地面沉降 , 有效地控制围岩变形和保护围岩的天然承载力。
（一）双侧壁上、下导洞 1、2 部开挖操作要点1、双侧壁上、下导坑必须采用有效的减震爆破措施，才能控制地表爆破震速不超过 2cm/s。隧道上导洞开挖采用控制爆破作业，即在拱部周边设置 2 排 Φ50@300 减震孔及小导坑超前开挖创造临空面的减震爆破措施。为降低爆破震动波速度，1、2 部核心掏槽部位设在下部靠核心土侧。每次循环掘进长度为 1m，并及时施做初期支护Ⅰ、Ⅱ，临时中隔墙及临时型钢支撑Ⅰ、Ⅱ。
2、侧壁上、下导洞 1 部先行开挖，待掘进 10m 后，开挖宽度 6m 的横导洞，进行隧道导洞左右两侧 1、2 部及 6 部的挑顶开挖并施作初期支护，之后 2 部按设计断面上下导洞各分两个工作面开挖施工。
（二）预留岩梁 5 部解除操作要点
1、下导坑内仰拱及高边墙施工完毕后，进行岩梁分段分层爆破解除。
岩梁解除时，不能对已成型边墙结构造成任何损害，岩梁靠车站边墙和中隔墙两侧钻 2 排 Φ50@300 减震孔减震爆破作业，要求边墙成型结构位置爆破震速控制在 2cm/s 内，事先应计算出一次最大允许起爆药量，并按监测结果由小到大调整岩梁解除分段长度，两侧岩梁交替解除，每次最大解除长度控制在 1.5m 内。
2、岩梁解除时，应采取有效措施对已成型边墙结构及预留钢筋进行成品保护，边墙水平施工缝位置可采用 20mm 厚弯折钢板固定在边墙初期支护上，盖住施工缝及预留钢筋，已成型结构表面应全部覆盖20mm 厚钢板保护。
（三）拱部环形核心土 6 部开挖
1、应严格控制拱部核心土 6 部开挖距后部二次衬砌作业面的距离，间距控制在 10 ～ 16m( 围岩好取大值，反之取小值 )。开挖后及时闭合初支结构并施作临时支撑。
2、核心土拱部 6 部解除时，拱部 6 部开挖体有三个临空面，但爆破体距两侧壁下导洞的底板有很大高差， 距钢筋、防水板作业台架及二次衬砌台车极近，为避免爆破振动、飞石和落石对导洞仰拱混凝土和后部衬砌 8 的质量造成危害，采用底部侧向水平拉槽和拱部光面爆破，两次爆破成型。底部侧向水平拉槽采用分段分层进行，炮孔深度 2.5m（岩性较好可适当放大）；拱部掘进眼采用松动爆破，周边眼采用光面爆破，循环进尺 1.2m 左右。为避免边坡掉块砸伤作业人员和砸坏作业台架，核心土解除时，每循环进尺控制在 1.0m 以内，且每循环掌子面边坡均施工 100 厚 C25 喷射混凝土封闭。
（四）车站衬砌
从安全、质量、经济和进度各个方面进行了研究分析和对比 , 本工程决定采用混凝土拱墙整体浇筑的施工方法。
1、牛腿施工
车站牛腿在起拱线位置。牛腿作为车站中隔板的主要承力结构 , 与衬砌必须要有较好的连接 , 应采用拱部衬砌和牛腿进行整体浇筑。这样可以提高牛腿与衬砌混凝土的整体性和承载能力 , 避免分次浇筑出现开裂或达不到承载能力的情况发生。但整体浇筑将给车站拱部衬砌模板安装和拆除带来难度。经过研究 , 采用如下方法能达到理想的效果 , 即在在牛腿顶面设计一块可分离的异型模板 , 安装模板时 , 将该面板与拱部钢架和边墙模板钢架采用螺栓连接 , 然后进行模板台车的定位工作。混凝土浇筑完成以后 , 先拆除螺栓 , 将模板分离后脱离 , 然后再将拱部和边墙模板脱离。
2、钢筋绑扎
大跨度的车站一般钢架直径大 , 小龙坎衬砌主筋为 Φ28, 间距为12.5 cm, 双层布设。全断面绑扎钢筋时 , 钢筋的自重相当的大。衬砌时可在钢筋中间架设刚拱架作为钢筋的承重结构 , 与钢筋一起浇筑在混凝土内。
3、临时工字钢支撑的拆除
由于开挖核心土和拆除临时支撑离衬砌只有 15 m~20 m, 所以爆破一定采用控制爆破 , 并且要已铺的防水层 , 防止被破坏。
4、模板台车定位及支撑加固 : 定位时预留 3 cm~5 cm 的变形量和施工误差。台车高度和跨度较大 , 而模板台车的长度较小 , 防止台车沿线路方向失稳倾倒。模板台车加固是要对拱脚及受力较大的部位增设工字钢临时支撑 , 防止浇筑混凝土时因侧压力过大而发生跑模现象。
4、模筑混凝土浇筑
采用两台输送泵左右两侧同时浇筑混凝土 , 浇混凝土时拱顶以下部位从留仓口插管浇筑并采用 A50 插入式振动棒振捣 , 拱部混凝土由拱顶接管浇筑 ; 混凝土浇灌速度控制在每侧 4m3/h 以内 , 同时应不小于 2.5m3/h。混凝土坍落度应随浇筑部位的不同进行调整 , 墙部控制在14cm~17cm 范围内 , 拱腰以上控制在 18cm~21cm, 坍落度小于 14cm 的混凝土不允许使用 ; 两侧对称浇灌 , 分层振捣密实 , 左右两侧混凝土面高度不大于 0.5m。
（五）施工过程中的注意事项
1、围岩较差段，每循环纵向进尺以安放一榀工字钢长度即 50cm 为宜；围岩稍好段，每循环纵向进尺可以安放二榀工字钢长度即 100cm 施工，但不宜大于 100cm。
2、侧壁开挖后，中央部份实际处于悬空状态，这部份围岩经开挖已扰动过二次，中部开挖方法不当，易导致临时壁墙破坏。为此应以不爆破开挖为宜，同时加强支护、量测。
3、由于分多次开挖，应加强断面测量工作，防止超欠挖，并配合出碴进行断面检查，清除欠挖，处理危石。
4、临时侧壁墙的拆除，必须等围岩稳定后进行。
5、隧底两隅与侧墙联结处应平顺开挖，避免引起应力集中，当遇变形很大的膨胀性围岩时，两隅应预先打入锚杆或其他措施加固。
6、本分项工程位于洞口浅埋段，应加强地表稳定性及围岩稳定性的判别，并根据变形管理等级及时采取相应措施。详见监控量测施工方案。
7、施工中及时处理和分析监控量测数据，当位移 - 时间曲线出现反常的急骤变化时，表明此时的围岩、支护系统已处于不稳定状态，应立即停止开挖，并对危险地段加强支护。
结束语
双侧壁导坑法虽然开挖断面分块分，扰动大，初次支护全断面闭合时间长，但是每个分块都是在开挖后各自闭合的，所以在施工中间变形不大。双侧壁导洞比注浆加固更节省，比侧壁导洞法更容易控制围岩变形，在复杂地质条件下，此种方法更具有综合经济效果。
参考文献
[1] 刘招伟，王梦恕 . 浅埋暗挖法修建地下工程中几个问题的探讨 . 铁道部隧道工程局科技大会论文集 [C].2009.
[2] 王梦恕 . 浅埋暗挖法设计、施工问题新探 [J]. 隧道建设 ,2012（10）.
