1.广东珠三角城际轨道交通有限公司 广州 510335；2.中铁一局集团广州分公司 广州 510410
摘要：城际轨道交通串联城市重要节点时，需要借助暗挖隧道穿越现有建（构）筑物。本文以珠三角城际轨道交通新塘经白云机场至广州北站项目花山站～机场T2站区间下穿白云机场滑行道浅埋暗挖隧道为工程背景，介绍了在机场滑行道10mm沉降要求下潜埋暗挖隧道穿越机场的施工方案和施工技术手段，对城市下穿重要建（构）筑的隧道施工具有很高借鉴意义。
关键词：城际轨道交通；暗挖隧道；机场滑行道；沉降控制
1 工程概况
1.1工程位置
珠三角城际轨道交通新塘经白云机场至广州北站工程花山站～机场T2站区间下穿白云机场北滑行道隧道，位于广州白云国际机场（以下简称“白云机场”）东北部，白云机场北滑行道为机场东、西两侧飞行区重要接通道，由两条飞机滑行道（T3、T4滑行道）及一条特种车辆通道组成。受航班起降影响无法断道进行明挖施工，因此下穿机场北滑行道隧道采用暗挖施工。该隧道起止里程为：DK50+960～DK51+260.114，全长300.114m，平面布置图如图1。
图1 下穿白云机场隧道总平面图
1.2地质条件
洞身围岩整体或大部分位于粉质黏土层，拱部局部为富水砂层，尤其右线T3滑行道处隧道拱顶的黏土层厚度最小为1m，在隧道施工的过程中易击穿砂层，引起涌水涌砂。该隧道部分地段下伏基岩为灰岩，上软下硬，地下水发育，且岩溶中等或强烈发育，溶洞规模0.5～17.5m，且上覆2～13m富水砂层，围岩等级为Ⅵ级，工程场地地质条件复杂。
1.3设计概况
隧道建筑轮廓综合考虑建筑界限、救援通道设置、接触网悬挂、空气动力效应、轨下构筑物布置结构受力以及经济合理等因素，内衬砌尺寸为8.45m（高）×6.794m（宽）。隧道采用复合式衬砌结构：砂浆锚杆、钢筋网、喷射C25P6混凝土和钢架为初期支护，其中砂浆锚杆用砂浆强度标准不低于M20；以钢筋混凝土作为二次衬砌，初支与二衬砌间设置全包防水层，混凝土强度等级不低于C35，抗渗等级不小于P8。在矿山法隧道DK51+110处双线内侧设置一个联络通道兼废水泵房，联络通道断面高度和宽度不小于2.2m×3.0m，需设置两道尺寸为1.2 m×1.5m(高、宽)的防护门。
隧道埋深为14.5～16.5m，采用矿山法施工，为浅埋暗挖隧道，因涉及全国核心航空港口之一的白云机场，为保证白云机场不停航需求及运营安全，设计要求滑行道道面及周边区域沉降不大于10mm、差异沉降不大于1‰。
隧道开挖采用台阶法、预留核心土与临时仰拱法结合，洞内采用无轨运输方式。岩层采用非爆破或弱爆破的方式组织开挖掘进。针对开挖引起的围岩变形以及地表下沉问题，设计采用滑行道“桩拖板”防护及搅拌桩地层加固、管棚法和注浆法作为加固措施。
2 隧道加固处理方案
暗挖施工期间保证不停航是本次施工的重点难点。施工前充分利用T3、T4滑行道季节性停航检修时间，对下方的软弱地层进行加固，并采用“桩托板”的方式进行滑行道道面托换，以保证隧道开挖安全及控制滑行道沉降。
2.1 搅拌桩加固
对T3滑行道及T4滑行道的拱顶局部软弱地层，采用三轴搅拌桩加固。右线采取双排三轴搅拌桩帷幕+帷幕内注浆措施（普通水泥浆）；右线地表采用三轴搅拌桩满堂加固。
搅拌桩工作流程：①桩位放样；②钻机就位；③检验、调整钻机；④正循环钻进至设计深度；⑤打开高压注浆泵；⑥反循环提钻并喷水泥浆；⑦至工作基准面以下0.3m；⑧重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度；⑨反循环提钻至地表；⑩成桩结束。
2.2 托板桩施工
为减少开挖过程中产生滑行道沉降，对原滑行道面破除之后，施工桩托板支护体系对原道面进行替换桩托板。设计受力采用桥梁设计原则，确保在板底部土体无法提供承载力的极限情况下依旧能够保持结构稳定。T4滑行道桩托板体系共设?1.2m桩基35根，桩基设置间距7m，排距10m-17.8m，桩长19.9～28.6m。T3滑行道桩托板体系共设?1.2m桩基45根，桩基布置间距7～8m，排距10～17.8m，桩长20.2～27.5m。单排桩桩顶部位采用1.5m×1.5m通长路面钢筋混凝土纵梁连接，地面纵梁采用C50混凝土。道板厚度为1m，采用C60聚丙烯纤维混凝土。托板桩示意图如图2。
图2 托板桩断面示意图
2.3 洞内全（半）断面注浆
隧道掌子面及开挖轮廓外3m范围内采取水泥-水玻璃双浆超前注浆加固，根据灰岩的岩面调整注浆加固竖向范围。注浆技术要点：1）掌子面采用绑扎钢筋网片，打设锚管，并用混凝土进行封闭。
2）每循环注浆孔数根据岩面情况设置，纵向分段长度18m，注浆长度18m，搭接3m。注浆顺序由下至上、由外至内依次进行，端部注浆孔环距375mm，底部注浆孔环距2250mm。每循环采用2套注浆设备同时注浆，注浆顺序由下至上、由外至内依次进行，两台注浆机在同一水平面上注浆，注浆孔间距应大于2.5m。注浆时注浆喷头不能处于同一横断面，两根注浆喷头前后纵向应错开距离不小于8m。
2.4 管棚施工
隧道T4滑行道段至出口段采用?108mm的长管棚，分别在掌子面拱部90～180°范围内（开挖轮廓线外300mm），外插角为4°，施工?108超长管棚（环向间距400mm，注浆采用水泥单浆液）进行超前支护，管棚接头方式采用丝扣式连接，每循环长度为18m，纵向搭接长度为3m。图3为拱部90°管棚孔位布置图。
2.5 溶（土）洞处理
利用T3、T4滑行道季节性停航检修时间，于隧道两侧布置先导孔探查溶（土）洞发育情况，并与搅拌桩加固和“桩拖板”同步实施地表注浆工作。开挖过程中通过超前地质预报，勘查隧道地质情况，隧道底部若存在溶(土)洞则采用洞内处理。
图3 管棚孔位布置图
2.5.1 洞外处理
左、右线隧道开挖轮廓线外2.5m位置各布设2排先导孔，共4排，沿隧道纵向间距10m。探明地下溶土洞情况，若发现溶洞，则在探孔间进行加密，加密点纵向间距5.0m。隧道两侧范围如有溶洞及时在地面进行溶洞处理，隧道底部若存在溶洞则采用洞内处理。已揭示的溶洞优先采用地表处理，大溶洞先用水泥砂浆填充，填充后再用水泥浆补充填实。
在溶洞区域打设砂浆下料孔，组距4.0m*8.0m，梅花形布置，每组设两个下料孔，互为泄压孔，孔距1.5m。下料孔钻孔直径230mm，200mm直径钢导管跟进至溶洞底，用水泥砂浆进行填充，填充后再用水泥浆补充填实。
2.5.2 洞内处理
在地表加固施工过程中对已探明的溶洞已在地表采用砂浆进行了填充处理。洞内在隧道施工过程中采用地质雷达、超前探孔进行综合预报，其中地质雷达全程预报，每循环重叠5m；探孔深度35m，直径?90mm，每循环钻孔搭接长度5m打设位置及数量根据已揭示溶洞位置、物探异常区分布及超前钻探结果综合决定。
技术要点：
1）周边孔：以相对小压力、多次数、较大量控制；压力0.4～0.8MPa，注浆速度30～70L/min，3～4次，每次持续10～20min；双液浆配比为水泥浆：水玻璃=1：1（体积比），其中水泥浆拌制采用42.5级普通硅酸盐水泥，水玻璃模数m=2.4～3.4（浓度Be=30～40）。
2）中央孔：纯水泥浆，水灰比为1:1（质量比），具体应根据现场试验确定。水泥浆拌制采用42.5级普通硅酸盐水泥。压力按0.6～1.0Mpa控制，注浆速度30L～70L/min，3次，每次持续10～20min。注浆扩散按照1.5m设计。
结束语
浅埋暗挖隧道施工过程中，围岩稳定及控制地表沉降是关键，尤其本工程下穿机场滑行道，且隧道开挖施工期间需保证滑行道正常使用。利用机场滑行道检修或者季节性停用的时间点，在滑行道地表采用托板桩防护及搅拌桩和溶洞处理，具有施工工期安排灵活、施工时间短的特点，能在对土体及岩体进行加固的同时最大限度的控制滑行道的沉降，大大减少后期开挖对机场运营照成的影响。在下一步开挖过程中需按照设计要求和技术方案精心施工、贯彻技术标准、加强监测，保证工程的质量安全。
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论文作者:李彦成1,姚顺顺2
论文发表刊物:《防护工程》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/29
标签：滑行道论文; 隧道论文; 注浆论文; 白云机场论文; 溶洞论文; 地表论文; 水泥浆论文; 《防护工程》2017年第27期论文;