来勇
陕西兵器建设监理咨询有限公司
摘要：随着我国城市人口快速增长，交通压力日趋加大，利用地下空间、发展地铁城市轨道交通来缓解城市公共交通压力是当前发展的必然所需。而在地铁建设过程中隧道下穿既有市政管线在所难免，本文选用西安地铁田纺暗挖区间横通道在砂砾层、粉质黏土层中近距离下穿DN2000雨污水管线这一施工案例，阐述了在近距离下穿污水管线施工时为保护管线和施工安全采用的管线地面处理、控制施工沉降、超前地层加固等施工技术，以期为今后类似工程的施工提供参考和借鉴。
关键词：地铁；浅埋暗挖；管线；下穿；施工沉降；
1.工程概况
1.1工程概况
西安地铁6号线二期田家湾站~纺南路站暗挖区间横通道总长39.54m，其中11.64m为临时结构，27.9m为永久结构。横通道开挖断面尺寸为：6.2m×11.786m(宽×高)，衬砌后净空尺寸为：4.6m×10.186m(宽×高)。横通道采用三台阶法开挖。
横通道上方管线从北向南需下穿根DN2000雨水管，DN2000砼雨水管从横通道中心位置顶部东西方向斜跨而过，设计管底距横通道顶部为1.387m，现场实测为2.0m，对施工存在较大安全影响。
1.2地质概况
根据勘查报告及横通道开挖时的地层情况显示，田～纺区间横通道施工范围内地层依次为：砂卵石层（3m）、粉质黏土（4m）、砂层（3.186m）、粉质黏土（1.6m）。滞水层位于粉质黏土层上方，为大气降水的入渗补给。
现场上台阶开挖面地层为卵石和粉质粘土，开挖面稳定性好。中台阶开挖面地层为粉质粘土和砂层，开挖面稳定性较好。下台阶开挖面地层为砂层和粉质粘土，开挖面稳定性较好。
横通道地质纵剖面图
2.下穿管线施工
2.1施工流程
①上台阶打设拱部超前小导管加固注浆→②上台阶开挖→③上台阶初支、设临时支撑、打设锁脚注浆锚管注浆加固土体→④中台阶开挖→⑤中台阶初支→⑥下台阶开挖→⑦下台阶初支→⑦初支背后注浆→⑧施做防水层及二衬封闭成环。
超前探孔示意图
2.3超前支护
超前支护措施的原则是充分固结隧道与污水管线层间的土层，力争使土层达到较高强度和较低渗透性防止坍方。为有效控制地面沉降保护隧道上方管线沉降，根据施工条件采用拱部轮廓线范围双排超前小导管技术施工。支护参数如下：
超前注浆小导管φ42普通钢管，壁厚3.5mm，L=3.0m，环向间距0.4m，纵向间距1.0m，设于拱部范围内，外插角10°，注浆压力0.8～1.2Mpa，浆液为水泥浆。
2.4超前注浆
在做好原设计支护参数的基础上，优化浆液配比、孔深、压力，尤其对小导管施工外插角度着重进行控制，避免与管线接触。
首先在上台阶掌子面施工至距离DN2000雨水管前2m位置时，在拱部范围进行超前深孔注浆，打孔角度为2°，注浆孔直径为5cm、孔间距1.95m,注浆深度为6m，浆液类型为水泥水玻璃双液浆，注浆压力为0.8～1.2Mpa，使上台阶卵石层得到充分加固，确保施工开挖面的稳定性。
优化后水泥—水玻璃浆液配比如下：
水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥；
水泥的水灰比为0.9:1～1:1；
水泥浆与水玻璃的体积比为1:1～1.25:1；
水玻璃模数为2.4～3.4，浓度为≥38oBé；
主要技术指标见下表：
超前深孔注浆主要技术指标
2.5其他措施
在下穿DN2000管线开挖3m范围内将原设计50cm拱架间距进行密排调整，并将上台阶施工作业时间调整至晚上，确保连续施工，及时封闭。以增强开挖时土体的稳定，从而可有效控制地表下沉。同时，在保证安全质量的前提下，加快下穿时每环初期支护施工速度，快速成环封闭并穿越。为确保现场单循环施工进度，现场施工人员由以前的14人增加至20人。
3监测技术及分析
3.1监测目的
地下工程开挖过程中地层中的应力挠动必然对周围土层产生影响。为及时掌握施工沉降情况，防止在施工过程中因土体开挖挠动而产生管线破损等不利情况。须在过DN2000雨污水管线段隧道施工时需对管线及其上方地表进行监测，实现信息化施工。
3.2沉降控制值
原设计要求沉降预警值为：15mm沉降报警值为：20mm，考虑到管线与隧道拱顶距离过近，将沉降控制值提高等级，增加数据敏感精度从而更好预警，指导施工，调整过后的沉降预警值为：10mm，沉降报警值为：15mm。
3.3监测实施
在DN2000雨水管上方增加了5个沉降观测点,点位埋设深度不小于2m，加强管线变化监测情况，。加强洞内及洞外的监测频率，由原来的1次/d调整为2次/d，并根据数据变化情况实时调整。
4.实施效果
通过加强隧道超前支护，增加了围岩自稳能力，减小了开挖造成的管线沉降和安全风险，降低了管线因沉降变形过大而造成渗漏、坍塌风险。横通道施工严格按照本文所示技术方案施工，已顺利施工完成，管线情况稳定，地表未发生沉降。
5.结束语
目前田纺暗挖区间横通道下穿DN2000雨污水管线施工已完成，整个施工过程严格按照本文的施工技术方案组织实施。因不具备管线迁改与截、导流条件，施工过程中采取了洞外及洞外相结合的施工技术措施，有效的控制了管线、地表沉降，安全快速的完成横通道施工。
参考文献：
[1]王梦恕，地下工程浅埋暗挖技术通论[M]，合肥；安徽教育出版社，2005.
[2]关宝树，隧道工程施工要点集[M]，北京；人民交通出版社，2003.
论文作者:来勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/3
标签：管线论文; 超前论文; 通道论文; 地层论文; 注浆论文; 台阶论文; 雨水管论文; 《防护工程》2018年第25期论文;