中铁二十一局集团轨道交通工程有限公司 山东济南 250021
摘要：本文基于西安地铁五号线岳家寨站～荣家寨站区间暗挖段，隧道交叉口安全施工技术的难点和解决方案进行探讨，采用钢结构临时支撑进行加固处理，有效解决地裂缝段浅埋暗挖法隧道交叉口安全施工处理方法。
关键词：地铁；施工竖井；地裂缝；浅埋暗挖法施工；隧道交叉口；临时钢结构支护
1.概述
本项目依托西安地铁五号线TJSG-14标岳家寨站～荣家寨站区间暗挖段。该工程穿越地裂缝段隧道采用浅埋暗挖法施工，开挖时容易发生拱部坍塌、变形过大等事故，施工过程中横通道进正洞隧道交叉口需破除马头门，破除过程产生振动影响，以及应力集中加之体系转换受力复杂极易发生坍塌事故。目前黄土地区对此处施工技术研究相关论文较少，研究浅埋暗挖法隧道交叉口安全事故技术显得尤为重要。
2．工程概况
西安地铁五号线TJSG-14标岳家寨站～荣家寨站区间暗挖段，暗挖段落与地裂缝夹角为30度斜向穿越地裂破碎带，采用浅埋暗挖法施工，区间全长420m。属黄土梁洼地貌。主要以古土壤、老黄土为主，施工范围内地下水埋深18.8～37.2m之间，位于中更新统黄土与古土壤中。地下水位位于竖井及横通道拱底以下约1～3m，施工中无需降水。
此段落竖井深度33m横通道全长70m，暗挖位于快车道下施工，竖井为矩形断面采用格栅钢架和喷锚支护体系。竖井转入横通道及横通道转入左右线正洞，需破除4个马头门。
图1 穿越地裂缝段暗挖区间平面布置图
3.工程难点
隧道采用浅埋暗挖法施工，如何有效的解决隧道交叉口支护转换沉降问题是关键和难度所在。且隧道暗挖区间所处位置为主干道下、管线较多，地表沉降、洞内结构变形等环节都直接影响周边环境，施工中做好监控量测工作，为施工提供信息化指导是本工程的重点。
4.横通道进正洞施工技术
4.1浅埋暗挖法设计参数
施工隧道交叉口施工在横通道衬砌完成后，洞门破除采用I20a型钢制作正洞预加固，保证拱顶沉降满足要求，正洞马头门分四个导洞分层破除，管棚施工完毕后混凝土强度达到要求，即开始正线马头门破除。管棚采用ø108无缝钢管，L=8m，环向40cm，浆液采用水泥浆，洞口处采用3榀格栅密排，洞口10米范围格栅纵向间距50cm，双层ø22连结筋，间距1m，安装双层钢筋网片，喷射300mm厚的C25混凝土。
4.2总体施工思路
洞门破除前确保结构沉降及分散交叉口应力集中采用I20a型钢制作正洞预加固，保证拱顶沉降满足要求，正洞分四个导洞分层破除各导洞马头门，横通道进入正线需施做4个马头门，应分期施工每个马头门，一侧正洞处支成环至少15m以上，方可进行另一侧正洞的进洞开挖，实现4个导洞对角开挖。
4.3马头门施工及加固措施
马头门施工顺序：测量放线→采用I20a型钢制作正洞预加固→ø108管棚注浆加固→按顺序分层破除洞门→土方开挖→挂网、架设格栅钢架（洞口三环密排格栅钢架）、喷射混凝土支护→下一循环施工。
第一步：测量放点，根据标高，测放出马头门的位置，然后放出中心线位置，根据坐标点，画出左线大断面第1、2步的开挖轮廓线。
第二步：在洞口处采用I20a型钢制作门架固定，门架顶部至横通道顶，底部与通道底板连接，门架角部设置45°斜撑。
第三步：打设大管棚，管棚施工采用Φ108热轧无缝钢管（5mm），长度L=8m，布设在拱部150°范围，环向间距0.4m，管棚注浆采用水泥浆。
第四步：在马头门轮廓周边加密连接筋的布置间距，采用ø22，间距25cm到马头门的底部，使马头门部位形成一个环向的梁，喷射混凝土后，使得横通道格栅与环向梁形成了一个整体，马头门外的环向钢筋混凝土结构形成环梁对马头门进行保护，避免产生安全隐患。
第五步：首先破除马头门1部位置，分两步完成，先破除上台阶，架立格栅、安装连接筋，钢筋网片及上部中隔墙（工20a）临时仰拱，打设2根锁脚锚杆，锁脚锚杆采用ø42焊管，L=3m注浆加固，喷锚支护为C25混凝土，厚30cm。开挖过程中要预留核心土。
第五步：破除马头门3部位置，分两步完成，先破除上台阶，架立格栅、安装连接筋，钢筋网片及上部中隔墙（工20a）临时仰拱，在格栅连接处打锁脚锚杆，喷锚支护。
第六步：破除马头门5部位置，分两步完成，先破除上台阶，架立格栅、安装连接筋，钢筋网片及上部中隔墙（工20a）临时仰拱，在格栅连接处打锁脚锚杆，喷锚支护。
第七步：破除马头门7部位置，分两步完成，先破除上台阶，架立格栅、安装连接筋，钢筋网片及上部中隔墙（工20a）临时仰拱，在格栅连接处打锁脚锚杆。喷锚支护为C25混凝土，厚30cm。封闭成环。
横通道进入正线需施做4个马头门，应分期施工每个马头门，严禁同时施工，一侧正洞处支成环至少15m以上，方可进行另一侧正洞的进洞开挖，条件具备情况下采用对角开挖。
图2 正洞预加固示意图
4.4工艺特点
本工艺在横通道进正洞交叉口处现进行洞口型钢预加固和预支护，有效降低围岩土体变形、沉降，风险可控；搭设钢结构平台搭设将导洞分为四部分分层破除分层安装钢拱架，便于洞门破除，提高了施工效率；分导洞破除洞门减小原有大断面破除为小断面大大降低破除风险保证进洞安全；洞门处增设型钢门架形成有效二次支护保证受力整体性，施工过程中加强洞内观测。
5.方案实施
本工程自2016年5月1日开始施工至2016年7月24日施工完毕，成功实现4个横通道进正洞施工工序转入工序，在安全、质量和效益上达到预期目标，根据施工过程中对洞内拱顶沉降及地表沉降、洞内收敛进行了监测，根据监测结果将数据进行了分析。
图3 隧道内拱顶沉降
图4 正线暗挖地面沉降
据施工现场实测数据洞口处沉降得到有效控制，沉降报警值为15mm经过措施控制最大累计沉降值6mm，较之同类工程对隧道内沉降控制效果显著
6.结论
洞口型钢预加固，有效降低了周围岩土体变形、沉降，风险可控；钢结构平台搭设分层破除分层安装钢拱架，便于洞门破除，提高了施工效率；分导洞破除洞门减小原有大断面破除为小断面大大降低破除风险保证进洞安全；施工过程中加强洞内观测确保拱顶沉降在可控范围内，此方案有效的控制浅埋暗挖隧道在交叉口处坍塌失稳问题，如何进一步提隧道的安全施工质量。
参考文献：
[1]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202-2013）
[2]《地下铁道工程施工及验收规范》（GB 50299—1999）（2003版）
[3]《城市轨道交通工程测量规范》（GB 50308—2008）
[4]《城市轨道交通工程监测技术规范》（GB 50911—2013）
[5]施仲衡 《地下铁道设计与施工》 陕西科学技术出版社
论文作者:李强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/10
标签：马头论文; 格栅论文; 隧道论文; 交叉口论文; 通道论文; 型钢论文; 竖井论文; 《基层建设》2018年第21期论文;