梁丽霞
中铁二十一局集团路桥工程有限公司 陕西西安 710065
摘要 在城市建设过程中，随着人防交通工程、地下停车场、高大建筑深基础的不断增加，与之紧密相关的施工技术分析与探讨突显出重要意义。本文以郑州东广场地下综合交通枢纽工程施工为例，对相关内容进行了概述，并逐一分析了本工程施工过程中重难点施工技术及采取的应急措施，重点说明了该工程对地铁隧道的保护与修复以及三轴搅拌桩加固土体，为同类施工项目提供参考。
关键词 地下人防 横跨地铁 注浆加固 隧道病害修复 三轴搅拌桩
1 前言
随着城市建设进程的不断深入，城市大型地下交通枢纽工程增多，邻近地铁隧道和跨地铁隧道施工情况大幅增加，因此在施工过程中，必须做好安全防护，避免基坑施工引发的既有地铁隧道安全事故。
2 工程概况
本工程位于郑州东站站房东侧，地铁1号线从东广场中部穿过，将东广场分割为南北两个半幅，中间设置3个连接通道。项目总占地面积51953㎡，为全埋式地下建筑物。本工程主体结构南北半幅基坑采用明挖顺做和盖挖逆做相结合的施工方法，其中中心岛区域采用明挖顺做，周边3～４跨采用逆作法施工。四周边跨围护结构采用地下连续墙，中心岛基坑采用桩锚支护形式，连接通道采用桩+内支撑的围护结构形式，北侧出入口联络通道采用SMW工法桩+内支撑的支护结构形式。
3 本工程重难点施工技术的分析与探讨
3.1 地铁区间隧道保护监测
为全面分析东广场人防工程修建对轨道交通1号线盾构区间的影响，施工过程中除进行地面常规监测外还必须对既有区间隧道洞内监测，通过洞内机器人监测数据的采集、分析、反馈，可掌握既有地铁隧道结构和运营的安全状态，并对出现的问题及时处理。监测断面每4.5m（三环管片）设置一处。
3.2 地表覆土清运施工
拟建范围内存在大量弃土，堆土高度最高处达14m，为减少对既有地铁的影响，将弃土沿地铁方向30m一段分成7个区域，分层分区域清运。并使用推土机将地表覆土分层推至盾构区影响范围外（离隧道边50m），每层推土厚度控制在0.5～1ｍ范围内，再采用挖掘机配合自卸车清运。清运过程中，每天对隧道正上方设置的深层位移监测桩进行监测，监测频率保证每天2次。监测桩左右线每隔30m设置1个，共计14处。清运完6m时，监测到地铁隧道累计隆起值达到4.47mm，达到预警等级Ｃ级，启动应急预案，现场停止施工，并对地铁上方进行反压，并根据监测反馈的数据控制反压块数量，防止超压。先后在其位置平均加载2160吨配重块。为安全起见，清运时间调整至运营线“天窗”点进行施工。
3.3 三轴搅拌桩加固土体
隧道周边土体采用三轴搅拌桩施工工艺进行加固，搅拌桩为φ850@600，水泥参量不小于20%。施工采用“先近后远”顺序，其中贴近地铁隧道处在地铁停运时实施，在地铁运营前2h内完成施工，并确保土体在地铁运营前已达到70%以上设计强度，以减少施工对区间隧道的影响。技术人员在地铁区域施工时做到24小时专人值守不脱岗，对桩深及区域做到心中有数，并记录桩号。测量组明确地铁施工范围，在现场做出醒目标示区域，测量现场区域标高，在设备上标识桩深位置，严禁超打。
三轴搅拌桩土体加固完成且达到设计强度，开始进行盾构区剩余地表覆土清运。采用破碎锤配合挖机每层30~50cm进行清运，非通道部分挖机配合装载机进行清运。
3.4 地铁隧道注浆加固
项目施工期间，尤其是三轴搅拌桩及连接通道内桩施工期间，左右线区间隧道产生了较大幅度的收敛变形，且随着南北两侧基坑的开挖，收敛变形值在持续缓慢增加，并超出安全评估报告给出的变形控制值（收敛值10mm）。左线最大收敛值达18.3mm，右线最大收敛值达16.8mm，经专家论证，采用在隧道两侧进行压力注浆。经注浆试验，最终确定方案，注浆管距离隧道0.8m纵向间距1m，水灰比1.0，加2%水玻璃，钢花管注浆，注浆压力0.1~0.2MPa，注浆后洞内管片接缝处有不同程度的渗漏浆，随后停止注浆，注浆后断面水平收敛值稳定了近1个月时间。
注浆试验在北侧基坑与2#通道地质情况相似的位置进行注浆试验，利用测斜管模拟盾构管片，并对测斜管的变形情况进行数据采集，如下图；
根据以上数据分析，当注浆管间距为1m，注浆管与测斜管间距为0.8m时，对测斜管的影响最小，且能达到土体注浆加固效果。
3.5 地铁隧道修复施工
随着基坑大范围开挖，隧道管片存在纵向裂缝，裂缝长度范围0.3~1.5m，宽度范围为0.18~0.38mm，深度范围为9~29mm，局部出现混凝土掉块，钢筋外露情况，并存在管片环缝渗漏水情况，最大隆起值达24.08mm。经专家论证形成处理方案，在隧道上方采用双泵双液注浆方法 “微扰动”注浆，范围为隧道顶标高以上1~6m内，在隧道两侧距离隧道边线2.5m的位置进行2排注浆，排内间距1m。注浆时根据监测数据调整实际注浆孔位，水泥浆泵流量:14～16 l/min，水玻璃泵流量：5～10 l/min。同一排内做1跳5环施工；相邻孔注浆间隔不少于2天。注浆拔管由下而上每分钟拔10cm，均匀拔管。
A液：水：水泥=0.7~1:1
B液：35°Be’中性水玻璃，模数2.85
双液浆体积比： A液 ：B液＝2~3 ：1
对所有注浆孔进行2次以上重复注浆，以使浆液最大限度进行填固结，单次注浆管片变形接近或达到允许值：预警值为≥3mm，变形5mm则停止注浆。
隧道内环、纵缝渗漏封堵采取注浆止水。注浆止水前，先在渗漏部位周围无明水渗出的纵、环缝部位骑缝垂直钻孔至遇水膨胀止水条或弹性密封垫处，并在孔内形成由聚氨酯灌浆材料形成浆液阻断点。随后宜在浆液阻断点围成的区域内部，用速凝型聚合物砂浆等骑缝埋设注浆嘴并用环氧胶泥封堵接缝，压注弹性环氧浆液；注浆嘴间距不大于100mm，注浆压力不大于0.6MPa，治理范围宜以渗漏接缝为中心，前后各1环。对于其他零散渗漏处理采用针眼法注浆堵漏，在渗漏处钻孔，安装注浆针头，注入环氧树脂，注浆结束后进行清理。
管片裂缝治理考虑到结构安全、耐久性等问题，对有裂缝的管片需进行处理。具体思路为：首先采用刚性环氧树脂注浆封闭裂纹，以恢复管片的整体性，然后采用粘贴芳纶布或内衬钢板环进行加固处理。
3.6 地铁连接通道施工
地铁连接通道西侧连接郑州东站预留接口，东侧连接郑州东站东广场主体预留接口。地铁连接通道施工包括围护桩施工、喷锚、冠梁、第一道钢支撑、第二道钢支撑、地铁连接通道主体结构等施工。其中内支撑系统为本项工程重难点：
支撑的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一。支撑安装前必须在地面上进行试拼，检查其直线性是否良好，要重点关注斜撑的稳定性，在斜撑的制作、安装等具体环节做到精心作业。支撑不应作为施工作业平台，其上不应搁置或悬挂重物。支撑结构的安装、换撑、拆除顺序应与基坑支护结构的设计计算工况一致，支撑随挖随撑。在开挖土体至相应支撑底面位置时，开槽安装支撑，及时检查各节点的连接状况，确认合格后施加预应力，预应力分级施加，重复进行，加至设计值时再次检查各节点的连接情况，并对节点再次加固、检查，待额定压力稳定后锁定。从支撑的架设到拆除的整个施工过程中，对支撑的监测应严格要求，确保支撑的稳定万无一失。同时，用于架设支撑的钢腰梁的制作、安装必须保证其稳定、变形及强度要求，确保钢腰梁与钻孔桩牢固连结。施工过程中应按要求定期对已完成的支撑进行检查，如发现松弛，及时顶紧并补充预应力至设计值。施工中注意对支撑挠度的监测，支撑挠度不大于L0/600(不含初试变量，L0为各支撑跨度)。利用主体结构换撑时，主体结构的底板或楼板混凝土强度应达到设计强度的70%。同层钢支撑中心标高偏差不大于30mm;支撑两端的标高差不大于20mm；支撑水平轴线偏差不大于30mm；支撑初始挠曲度不大于长度的1/1000。
4 结束语
为保证既有地铁隧道的安全运营，在深基坑的施工过程中，一定要重点做好隧道的保护措施，避免在基坑施工过程中引发各类安全问题。本工程通过对营运地铁隧道的加固保护，有效保证了地铁行车安全，为城市轨道交通工程的空间利用和立体化建设提供借鉴。
参考文献:
[1]温锁林.运营地铁隧道上方基坑施工技术及保护措施.地下空间与工程学报,2011,10:第7卷1465-1469.
[2]黄庆华.上跨既有地铁盾构隧道的深基坑开挖支护技术[J].都市快轨交通,2016,04:60-63.
[3]郑州综合交通枢纽地下交通工程（东广场）项目对轨道交通1号线区间隧道和运营影响的安全评估,2016,08.
论文作者:梁丽霞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/28
标签：隧道论文; 注浆论文; 地铁论文; 管片论文; 基坑论文; 工程论文; 结构论文; 《防护工程》2018年第8期论文;