浅埋暗挖通道施工的地表及管线沉降控制

浅埋暗挖通道施工的地表及管线沉降控制
摘要:结合杭州地铁 1 号线凤起路站第八号出入口过街通道施工实例，为保证地面及管线沉降控制在允许范围之内，采用地面垂直加固，洞内超前注浆，大管棚超前支护等多种控制措施，施工后的监测数据表明采取以上措施控制沉降效果显著，为城市复杂环境中采用CRD 法施工的浅埋暗挖通道提供了可靠的指导措施。

关键词: 浅埋暗挖，CRD 法，沉降控制
城市密集区地下空间利用率越来越高，在此类区域修建地下通道时，在施工影响范围内均存在对沉降要求较高的地下城市生命线和地上敏感的建( 构) 筑物，故施工难度较大。

目前，国内外学者也对此类工程的施工做了大量的研究和分析，提出了很多切实可行的控制沉降措施，通道穿越密集区的建设也积累了比较丰富的经验。

由于土体的差异性以及施工工况的不同，在不同区域进行浅埋暗挖隧道施工时，要采取针对性的措施，否则沉降控制很难满足要求，并且在车辆等附加荷载的作用下，导致地表和管线的沉降过大，造成经济损失。

本文以杭州地铁 1 号线凤起路站第八号出入口BC 过街通道下穿机动车道为研究对象，介绍通道施工时采取的主要沉降控制措施。

1 工程概况
1) 地理位置。

凤起路车站附属结构第八号出入口为延安路与凤起路交叉口地下行人过街通道，该通道不仅具有地面行人地下过街的作用，还具有 1 号线凤起路站和 2 号线凤起路站之间换乘的功能。

其中BC 通道改地下通道的组成部分，位于延安路与凤起路交叉口北侧，沿延安路东西向布置。

由于BC 通道延安路下，该道路为城市主干道，人流量车流量大，施工期间交通不能中断，因此采用暗挖法CRD 法进行施工。

BC 通道设计全长35．7 m，最大净宽 6 m，净高设计为3． 5 m，顶板覆土2． 6 m，暗挖通道顶部采用108 大管棚，小导管超前预注浆加固和掌子面 WSS 注浆全断面加固方式。

通道衬砌设计为复合衬砌，初支采用35 cm 厚C25喷射混凝土加格栅拱架联合支护，二衬采用45 cm 厚C30P8 混凝土。

2) 地下管线情况。

BC 通道施工影响范围内地下管线纵横交错，种类繁多，各类管线统计如下: 通讯9 根，燃气2 根，电力6 根，给水 2 根，排水 2 根。

施工中严格控制带压燃气管道和供水管的变形位移。

3) 地质情况。

通道拟建场地位于杭州市钱塘江南岸的萧绍冲积平原，属钱塘江河口冲海积地貌。

据勘察揭露在隧道开挖范围内主要分布有以下土层: ①1层杂填土、②1层砂质粉土、②3层粘质粉土、④3层淤泥质粉质粘土夹粉土，以上土层在地下水位以下，开挖时易产生流土、管涌等现象，对地表及管线沉降会造成很大的影响。

2 施工工序优化
本通道地理位置特殊，交通繁忙，为了确保管线及道路在该通道施工中不受影响，本工程采取暗挖的方式进行施工。

BC 通道与凤起路站—武林路站区间隧道之间的竖向净距仅为1．346 m。

为确保盾构在穿越通道过程中对已建好的通道不产生影响，先从地面对通道及区间隧道区域进行全断面加固。

通道开挖过程中采用CRD 法进行开挖，组织好开挖步骤，力求把沉降控制在最小范围。

2．1 开挖方法及纵向间距
严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行施工。

BC 通道开挖采用上下台阶法进行施工，为了确保开挖安全，通道拟分 6 个台阶平行推进，导洞施工时上导洞超前下导洞 2 m ～3 m。

开挖完成后应及时支护并设置临时支撑。

在掌子面全断面加固的前提下，先开挖上导洞1，2，3 并进行初次衬砌施工，接着开挖下导坑4，5，6 并进行初次衬砌施工，完成后纵向分段将临时立柱隔一拆一后进行底板施工，最后进行顶板及侧墙施工，以上才为完成一循环步序，导洞布置见图1。

洞身开挖过程中采用人工手持风镐和铲土机具开挖。

单导坑沿周边开挖出环状空间，以便于安设钢拱架，中间预留核心土，核心土与掌子面平行推进，核心土退后该导坑立拱处1．0 m ～1． 5 m左右，开挖后及时架设钢格栅和初喷8 cm 混凝土封掌子面及岩面，施作超前小导管，复喷混凝土。

开挖时注意单侧或双侧交错开挖，避免使同一榀拱处于悬空状态。

2．2 隧道开挖的主要技术措施
1) 通道采用“导坑台阶法”施工，台阶长度宜控制在 3．0 m ～5．0 m 左右。

2) 通道开挖外轮廓线要考虑施工误差、预留变形和超挖等因素。

3) 通道开挖过程中应尽可能保留核心土。

4) 通道开挖时应保持开挖轮廓的平直、圆顺。

5) 通道开挖工作应一次到位，杜绝格栅钢架就位时的欠挖处理。

3 穿越施工辅助措施
3．1 地面超前注浆
在进行通道暗挖施工之前，先通道和区间隧道范围进行注浆加固，加固方式采用三重管旋喷桩进行，成桩桩径为850 mm，搭接250 mm，桩长为18． 4 m。

3．2 洞内全断面帷幕注浆
洞内全断面注浆设计采用小导管注浆形成止水帷幕，掌子面采用 WSS 补充注浆增强土体自稳性，确保开挖安全。

注浆材料配比根据现场试验室取值确定。

3．3 注浆参数的选取
注浆压力: P =1．0 MPa ～2．5 MPa。

扩散半径: 垂直孔之间为500 mm。

水泥浆浓度: ( 1． 0 ～1． 3) ∶1。

凝结时间: 1 min ～2 min( 根据地质条件可做适当调整) 。

3．4 注浆工艺
1) 注浆孔间距: 超前小导管间距300 mm，WSS 注浆管间距500 mm，梅花形布置。

2) 注浆管的设置: 钻孔机将注浆管设于预定深度注入清水并从浆液混合器端部流出。

3) 横喷射注浆: 注浆管设置完毕，将端点关闭，进行横喷射切换，一般为15 L/min ～20 L /min，同时根据工程实际进行调整。

3．5 大管棚超前支护
通道开挖之前隧道顶部先采用Ф108 大管棚进行支护，管棚环向间隔0．3 m。

管棚采用外径为108 壁厚δ =8 mm 热轧无缝钢管，沿通道水平设置，共计88 根，节长 3 m 和 4 m，管节间连接采用内丝扣连接，管棚布置如图 2 所示。

4 实测地面及主要管线沉降
施工期间地表沉降及管线全程监测结果如图 3 ～图5 所示。

5 结论及建议
凤起路车站附属结构第八号出入口BC 通道现已顺利施工完成，在施工期间和施工完成后，既有道路及管线正常使用。

通道暗挖过程中，采用地面全断面加固，超前小导管WSS 注浆及大管棚超前支护等多种方式控制道路沉降及管线沉降效果明显，施工方法具有借鉴意义。

1) 现场监测结果表明1，2，3 导洞施工是造成地面道路及管线沉降的主要原因，而大管棚及其他导洞施工对其影响相对较小。

2) CRD 法施工，布置合理的纵向间距，采取合理的施工控制是适合大跨、浅埋、不良地质隧道施工的。

3) 多种施工辅助措施综合使用取得了较好的效果，但施工中没有探寻各种措施的控制沉降量变关系，应进一步研究更经济合理、施工快捷的有效方法。

参考文献:
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