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摘要：本文介绍了在砂卵石层地质条件下，成都地铁5号线暗挖区间采用CRD法下穿既有地铁3号线施工中的管棚、自进式锚杆、径向注浆等主要施工技术。
关键词：砂卵石地层；CRD法；管棚施工；自进式锚杆；径向注浆
引言
成都地铁5号线下穿地铁3号线暗挖区间为密实砂卵石地层， 5号线右线距离3号线竖向距离最近仅为2.502m，在5号线暗挖施工期间，保证3号线结构稳定及控制3号线沉降是本工程的重点和难点。减少开挖过程的地层扰动，大管棚施工精度控制，保持拱顶稳定，防止塌方是工程施工的关键。所以本文重点对密实砂卵石地质条件下CRD法施工中管棚、自进式锚杆、径向注浆等关键施工技术进行了总结。
1.工程概况
1.1工程设计概况
成都地铁5号线省骨科医院~高升桥区间为地下区间，为确保工期及施工安全，下穿既有3号线（试运营期）采用暗挖隧道CRD法施工。正洞区间采用φ146大管棚和φ32自进式锚杆超前支护，并用钢格栅对竖井内壁进行支撑。初称采用双层挂网喷射混凝土，最后进行二次衬砌型式，后期盾构空推通过。
左线暗挖区间总长61.859m；右线暗挖区间总长114.037m；暗挖区间开挖净空为8m×8.1m（宽×高）的近圆形截面。
暗挖竖井距离既有3号线盾构区间最近水平距离仅为1.109m，区间右线距离3号线左线竖向距离最近仅为2.502m，5号线区间与既有3号线竖向剖面图如1-1所示.
图1-1 暗挖隧道与3号线区间剖面关系图
1.2工程水文地质条件
场地范围内上覆第四系人工填土层（Q4ml）；其下为第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）粉质黏土、黏质粉土、粉细砂、中砂、卵石，下伏基岩为白垩系上统灌口组（K2g）泥岩。区间地质纵断面图详见图1-3、图1-4。本站地下水主要有赋存于黏性土层之上填土层中的上层滞水，孔隙潜水，基岩裂隙水。场地地下水水位埋深16.00m，高程476.21～484.68m。历史最高地下水位埋深一般位2.00～3.00m，水位年变化幅度约2～3m之间。
2.总体施工方案及关键施工关键技术
2.1总体施工方案
竖井开挖至设计底标高，施做竖井底板封底后，施做正线φ146大管棚超前注浆加固，完成后分部破除正线（小里程方向）马头门，打设超前自进式锚杆，采用CRD法施工区间正线初支。正线初支采用大管棚+超前自进式锚杆预加固拱部土体，正线严格按照“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行施工。待初支完全穿过3号线后临时封端，先进行3号线下方四个节点位置的二衬施工，节点位置二衬完成后，最后由小里程向大里程依次施做衬砌至竖井位置，然后继续向大里程方向衬砌至车站，最后从节点处向小里程方向衬砌至暗挖区间设计里程。
2.2关键施工关键技术
2.2.1管棚施工技术
（一）管棚施工方案
洞内管棚施工采用无管棚工作室的工艺施工，每循环打设22m，左线共计打设5个循环，右线打设6个循环。第二循环管棚打设时从开挖顶拱位置向下50cm喷射5cm混凝土，防止管棚打设时出现坍塌。
第二循环管棚从第一循环结束位置向后返5m开始进行打设，打设前需在相应的位置随初支一起预埋导向管，与上一循环搭接长度为3m。打设角度为斜向上3°。打设前需将端头进行临时封堵，打设完成并注浆结束后，继续延开挖轮廓线开挖，开挖时将外露管棚割断确保安全和留出初支空间。
洞内管棚前采用地质罗盘、经纬仪挂线将结合的方法，对钻机精调，确保钻孔角度。钻进过程中及时检查，随时纠偏。每次接杆钻进前、钻进中和钻进后进行一次角度纠偏，如果偏差严重，注浆封堵，重新钻孔。
管棚打设完成后，钢管内安装钢筋笼，钢筋笼为4根通长的Φ16钢筋。钢筋笼内衬一长5cm的Φ42mm钢管作为固定环，与Φ16钢筋进行点焊连接固定，间距2m。钢筋断开位置沿管棚内径方向进行帮焊搭接，搭接长度≥10d，边向管棚内推送钢筋笼，边进行焊接，确保焊接质量，同一断面内接头错开率大于50%。
管棚施工其目的是充填管棚，增加管棚的刚度，采用跳一孔进行注浆。管棚打设完成后采用10mm厚铁板进行封孔，在封孔板上安装注浆阀门，并设注浆孔和排气孔，当排气孔出浆后，应立即停止注浆。注水泥浆时，水灰比为0.5：1，注浆压力0.5～2MPa。注浆浆液必须充满钢管和周围的空隙并密实，具体注浆量和注浆压力应根据现场试验确认，防止对既有3号线造成影响；管棚注浆顺序同管棚打设顺序，错开相邻管棚注浆。注浆过程中根据注浆压力和注浆量对注浆效果进行评定，不合格孔应补浆，注浆完成后及时封堵。
（二）管棚施工过程中遇到的问题及应对措施
（1）为预防一次开孔时涌水涌沙事故，开孔深度必须计算无误并记录，开孔时丈量准确，严防孔深超限。开孔施工前准备堵塞用具。确保出现涌水涌砂事故时处理应及时、迅速。
（2）偏差超限管棚的处理
钻进角度过大且经纠偏无法回归正常，应停止钻进拔出管节，并在管棚位置作补充管棚。停钻拔管后，孔内必须立即压注水泥砂浆填充密实。
（3）缩(塌)孔、抱钻
钻进中途杜绝随意停钻，必须停钻时尽量减短停钻时间。发生缩（塌）孔、抱钻后，立即采取相应措施，如无法恢复，立即回拖导向系统并按照偏差超限处理。
（4）断钻杆事故
经实际施工证实，在管棚连接无误的情况下，80%以上钻杆折断事故因钻机反转引起。因此施工中严禁反转。发生钻杆折断后立即组织钻头及导向传感器的回拖，回拖失败即按偏差超限处理孔位。
因地质条件管棚打设长度不能满足要求时，必须记录管棚打设空孔位、编号和打设长度，方便开挖过程中控制进尺和补充打设大管棚。
（5）由于该施工地层属于砂卵石层，故在施工中改进管靴材质，加大管靴壁厚至6.5mm，优化焠火工艺，提高管靴强度。同时，为防止管棚接头丝扣连接处产生问题，将接头管壁加厚至6.5mm。
（6） 管棚在不利地层施工时，放慢管棚进尺，调整掘进参数，及时清除管内渣屑，防止渣屑卡在钻头与管靴间形成扭力，避免扭断管靴。
（7）打设φ146管棚（间距400mm），若出现断管则在φ146钢管内套打φ108管棚，若再次断管则套打φ89管棚，确保管棚长度满足设计要求。
（8）管棚起拱位置因竖井净空限制，管棚无打设空间，为降低施工作业风险，在起拱位置加设自进式锚杆，自进式锚杆纵向间距为1m。
2.2.2自进式锚杆施工
正洞区间开挖前，对拱顶150°范围内进行自进式锚杆注浆加固，注浆时对周围降水井注意保护。自进式注浆锚杆直径为Φ32mm，壁厚为4mm，长为2.2m。自进式锚杆角度为向上15°，竖向间距同为1m，水平间距为0.3。注浆浆液为水泥浆，水灰比为0.5:1，注浆压力为0.3~0.5MPa。
（1）自进式锚杆布设
正洞区间开挖采用Ф32自进式锚杆加固地层。从拱部格栅中穿过，仰角及外插角15°角度，过小影响下榀格栅的架设，极易造成侵限，角度过大，易出现超挖现象。
（2）自进式锚杆安装
将自进式锚杆钎尾固定在YT-28自进式凿岩机上，开启钻机，钻至设计深度后停止钻孔，将钎尾卸下。
（3）注浆
注浆以注水泥浆为主。首先将掌子面用喷射砼封闭，以防漏浆。注浆顺序由下而上，注浆可以单管也可以多管并联注浆。多管并联注浆需加工一个分浆器即可。注浆完后，立即堵塞孔口，防止浆液外流。
（4）注浆异常现象处理措施
注浆中如发生与其他孔串浆应将串浆孔堵住，流到注该孔时，拨出堵塞物，用高压风或水冲洗，如拨出堵塞物时，仍有浆液外流，则可不冲洗，立即接管注浆；
压力突升则可能发生堵管，应立即停机检查处理；
如果压力长时间上不去，应检查是否窝浆或流往别处，否则将应调整浆液配比，缩短胶凝时间，进行小泵量低压或间歇注浆，但间歇时间不能超过浆液胶凝时间。
2.2.3径向注浆施工技术
若根据施工监测发现沉降变化，采取径向注浆方式对地铁5号线拱顶土体进行加固以控制拱顶沉降。根据监测数据，确定注浆加固的部位，对地铁3号线隧道两侧进行加固注浆。注浆浆液：水泥水玻璃混合浆液，注浆压力： 2.0-5.0MPa ，使该部分土体加固形成整体，大大改善该部分土体的物理力学性能。
径向注浆浆液采用水泥水玻璃双液浆，即A液和B液的混合物。A液为稀释后的水玻璃，B液由硫酸等化学外加剂和水组成。化学外加剂主要是调节浆液的可灌性和混合液的凝结时间，因此在施工现场中，外加剂的添加应根据现场的实际情况进行适当的调整。B液各成分放入搅拌机的顺序依次为：水、化学外加剂，两种浆液在注入之前必须搅拌均匀，并经常检查混合后的浆液凝固时间是否适应现场施工环境。C液为水泥浆液和外加剂和水配比组成。A、B、C化学浆注浆材料配比见表2-2。
注浆孔采用YT28风钻打设。注浆采用喷射式注浆，注浆扩散半径约1.5 m，注浆压力保持2.0~5.0MPa，并随时注意监测数据情况，及时调整注浆参数。
每孔打设深度依据加固地层部位确定，为防止破坏地铁3号线结构，其打设长度和角度都进行严格控制，并严格控制注浆压力。
3.总结
施工中通过以上方法对管棚、自进式锚杆、径向注浆等施工技术的重点控制，在工期异常紧张的情况下下穿既有3号线，确保3号线沉降值在允许范围之内，最大限度的保证了3号线的结构安全。
参考文献：
[1] 高亚彬,罗富荣.新建地铁穿越既有轨道交通线路施工的风险控制[J].地质装备，2006，7(3)：28~30
[2]陈晓婷.富水砂卵石地层条件下浅埋暗挖法隧道设计与施工对策．2006
论文作者:姜丽媛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/25
标签：注浆论文; 浆液论文; 区间论文; 锚杆论文; 卵石论文; 地层论文; 竖井论文; 《基层建设》2018年第8期论文;