关于轨道交通矿山法下穿高速公路风险控制措施论文_ 康雪军

摘要：随着国家经济体系的发展，我国很多城市已将轨道交通列入建设规划项目中，其中部分大城市已实现此项建设。但这一项目的实施过程存在许多风险因素及施工工艺。本文结合轨道交通矿山法工程展开分析，探讨总结施工技术，为以后类似工程的修建提供借鉴。

1、工程概况

轨道交通1号线二期工程为一期工程延长线，共用车辆段和综合基地，二期采用八字线接入车辆基地咽喉区，接轨点坡度采用1.33‰坡度接入，曲线半径采用250m，从西兆通向北穿越石黄高速，区间全长739.22m，线路最大纵坡3%，采用明挖法和矿山法施工。其中矿山法区间260米，明挖区间长479米。

其中暗挖区间主要穿越石黄高速填方路基及1-4盖板通道。该段高速公路为双向四车道，现状路面宽27米，填土高度3-3.5米，地铁区间与高速公路交角68°。1-4m斜交通道，与高速公路交角约120°，采用分离式轻型桥台，扩大基础，基础采用30×20cm@2.2m的支撑梁连接，盖板厚35cm。其示意图如下：

　

　

　

　

　

　

　轨道交通与高速公路平面位置关系

2、工程水文地质

本区间穿越的主要地层为③1粉质黏土层、④1粉细砂、④2中粗砂层、⑥1细中砂层。地下水埋深40-45米，对工程基本无影响。

3、环境风险控制因素及应对措施

3.1 环境风险控制要求

暗挖区间在SSK0+225.000~SSK0+305.000段下穿石黄高速公路填方段及1-4盖板通道，矿山法区间距离通道最小净距7.5米。环境风险为I级。同时根据高速部门主管单位关于前期初设方案的批复，计划于2018年高速公路拓宽至33.5米，要求施工图阶段做好建设时序的对接，考虑拓宽施工荷载要求，将交叉工程的影响降至最低，要求路基段沉降不大于15mm，在线路条件允许情况下避让涵洞。

3.2风险控制应对措施

（1）与高速公路建设主管部门对接，由于受轨道交通线路影响，无法避让涵洞，确定涵洞沉降控制不大于10mm。明确轨道交通先行建设，在完成二次衬砌施工后再进行高速公路拓宽施工，涵洞两侧采用路肩挡墙，减少作业重叠区，同时明确施工期荷载。

（2）、在线路条件允许情况下，将穿越段的拱顶尽量位于粉质黏土层，对沉降控制有利。

（3）、下穿高速段增加临时仰拱，上下台阶留核心土开挖，当穿越段拱腰位于砂层时，采用深孔注浆加固，加固范围初支外1.0米，内0.5米；拱部140°采用小导管超前加固。

　

　

　

　

　

　

　下穿高速段主要风险控制措施(涵洞纵剖面）

3.3 施工影响分析

根据以上控制措施，本次计算采用MIDAS/Gts NX软件进行三维数值模拟，按照实际工况及地层参数进行建模。模型尺寸为100×100×45m，模型的前后及左右边界施加水平约束，即边界水平位移为零；模型的底部边界固定，即底部边界水平、垂直位移为零；模型的顶部为自由边界。计算结果石黄高速公路路基最大沉降量为-8mm,箱涵最大沉降量为-7mm,满足沉降控制要求。

4、施工工艺控制

4.1 开挖步顺及控制措施

隧道均采用上下台阶法施工，上下台阶间距错开8~10m；上台阶留核心土，各台阶根据土层稳定情况采用1:（0.7~1.0）放坡。每次开挖进尺不大于0.5米，上台阶间距3-5米，仰拱及时封闭成环，减少上台阶开挖沉降。初衬封闭后，及时进行初衬背后注浆加固；当二衬混凝土达到设计强度75%后，及时对初衬和二衬之间的空隙进行回填注浆，减少工后沉降。

4.2 深孔注浆工艺及控制措施

深孔注浆采用袖阀管注浆加固，采用后退式劈裂或渗透注浆方式。跟管钻机钻进成孔，钻孔直径?89，注浆孔距0.4~0.5m，梅花形布置。对隧道初支外1.0m，初支外皮向内0.5m，注浆加固，注浆压力一般控制在0.8~1.0Mpa，注浆压力从里向外逐渐减压，注浆管环向均匀布置。正常循环段深孔注浆每一段注浆长度12m，搭接3m。

4.3 试验段进行工艺参数及控制措施总结

在下穿黄石高速公路前设置不少于30m暗挖试验段。根据地面沉降监测结果，调整工艺参数及控制措施。

通过对试验段工艺参数总结，对粉细砂层0.8～1.0MPa注浆压力偏低，采用调整注浆压力1到1.5mpa后，注浆效果达到预期目的。高压注浆能很好的加固砂层，浆脉扩散效果好，掌子面稳定，但对既有构筑物影响较大，易隆起。因此为控制下穿构建物，为防止土体隆起，同时为达到注浆效果，采用长短导管结合深孔注浆的方式，起到很好的加固作用。

4.4 配合高速管理部门做好应急联动及应急预案

在施工方案阶段，合理安排工期安排和施工部署，尽量避开雨季施工，完善施工组织方案、应急管理机构及应急管理措施，配合高速管理部门做好紧急绕行及高速封闭预案；施工期间强监控量测，做到信息化施工，及时调整和修改设计参数，并及时反馈轨道交通建设单位、高速公路管理单位，做好应急管理措施。

5、沉降监测结果及分析

5.1 沉降监测布置图见（监控量测平面布置示意图）

5.2沉降监测数据结果及分析

　

从高速路基沉降槽曲线与断面位置分析可知，路基最大沉降在路基填方边缘和坡脚-10mm，最小路基沉降在路基中线257位置，与理论计算-8mm基本吻合，因此在穿越段两侧延伸加强支护段及进行坡脚防护是有必要的；沉降槽曲线整体为W型与理论U型沉降槽有出入，两侧拱腰（粉细砂层）位置沉降偏大，深孔注浆的工艺还需进一步提升。路基段最大沉降控制在-10mm，与理论计算-8mm基本吻合，满足控制要求。

从监控量测数据，箱涵的最大沉降为-6.7mm，位于涵洞监测点4位置，与理论计算最大-7mm，基本吻合，但从数据分析，涵洞隆起较多，注浆对涵洞隆起影响较大，最大隆起达到5.5mm，因此加强深孔注浆工艺控制及时进行补充注浆是保证涵洞沉降控制的有力措施,穿越过程中箱涵结构稳定，未发生变形开裂等情况。

　6、结论

通过对以上设计风险控制分析、现场实际工艺控制及监控量测结果分析，轨道交通矿山法在粉细砂层近距离穿越高速公路及涵洞的风险控制措施是可行的，为今后类似的工程提供了相关经验。

论文作者: 康雪军

论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年2期

论文发表时间:2020/3/16

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