地層隧道地鐵車站設(shè)計施工技術(shù)措施
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摘要：軌道交通在運(yùn)行過程中，能夠呈現(xiàn)出大容量、速度快等優(yōu)勢，能夠很好地緩解道路交通擁堵，降低城市交通壓力，但在新建軌道交通過程中，容易對既有線路產(chǎn)生影響，這一點設(shè)計者提高重視程度。文章根據(jù)以往工作經(jīng)驗，對設(shè)計施工難點與工法選擇內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，并從變形和沉降標(biāo)準(zhǔn)、沉降控制措施、沉降控制效果與監(jiān)測結(jié)果三方面，論述了設(shè)計施工技術(shù)措施。
1工程概況
為了強(qiáng)化本次研究的針對性，本文以某城市1號線工程某區(qū)間為研究對象，該段位于寶安區(qū)填海區(qū)，當(dāng)線路出前海灣站后，會進(jìn)入城市內(nèi)河以及5號線三好街站等車站。除此之外，1號線右線斜交先后下穿三好街B2出口以及B2與B1出口之間的市政道路，左線斜交先后下穿三好街B1、B2出入口以及車站主體結(jié)構(gòu)。5號線三好街的建設(shè)規(guī)格為標(biāo)準(zhǔn)站，實際B1和B2的出入口寬度為5.0m，高度為4.7m，埋深約為4.5m。該站主體全長224.5m，頂板覆土深度為3.35m左右。實際車站主體打造過程中，出現(xiàn)了很多連續(xù)墻，其中，標(biāo)準(zhǔn)段嵌固深度數(shù)值為7.2m。對于三好街站進(jìn)站設(shè)計，配備了4根鋼支撐格構(gòu)柱樁基礎(chǔ)，并放置到隧道范圍內(nèi)，站在實際工作角度來說，格構(gòu)柱樁基侵入1號線隧道的開挖范圍為1~1.2m。對于該隧道區(qū)間施工操作的執(zhí)行，主要應(yīng)對的是殘積黏性土，花崗巖全強(qiáng)風(fēng)化層級中風(fēng)化等也存在軟硬不均等問題。對于區(qū)間地下水水位埋深，實際深度將會達(dá)到3.5m，更為重要的是，該段地下水量極為豐富，海水也能為其提供側(cè)向補(bǔ)給，導(dǎo)致整個車站建設(shè)與海水水力存在直接關(guān)系。
2設(shè)計施工難點與工法選擇
2.1設(shè)計施工難點
首先，新建1號線隧道拱頂與既有5號線三好街站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的距離僅有0.957m，與底板最近距離為8.16m，導(dǎo)致既有車站臨時格構(gòu)柱樁基存在侵入隧道的風(fēng)險。其次，5號線代表既有線路，行車間隔時間范圍在5~8min之內(nèi)。而在新建1號線下穿寶華站的時候，兩個圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最近距離為0.957m，距離底板的距離也沒有超過8.2m。此時，如果人們在隧道開挖和爆破中沒有控制好力度，圍巖便會發(fā)生擾動，地下水流失的可能性也在大大提升，甚至還可能導(dǎo)致整個車站結(jié)構(gòu)不均勻沉降，出現(xiàn)裂縫和滲水情況，對5號線列車的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。最后，地質(zhì)復(fù)雜程度較高。從實際工作中能夠看出，1號線隧道具備上軟下硬特點，而且存在23m五級圍巖和161m六級圍巖。其中，六級圍巖的穩(wěn)定性不強(qiáng)，但同樣需要進(jìn)行爆破操作。由于該區(qū)域的地下水資源極為豐富，進(jìn)一步提升了隧道施工風(fēng)險。
2.2工法選擇
工法1為盾構(gòu)強(qiáng)行通過，該工法在實施過程中，需要應(yīng)用能力較強(qiáng)的刀具進(jìn)行硬巖破除，但容易出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)偏壓、機(jī)頭上翹等問題，進(jìn)而導(dǎo)致上方土層出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，甚至還會引起地面坍塌問題出現(xiàn)。此時，盾構(gòu)機(jī)無法直接破除車站中的臨時格構(gòu)柱。工法2為礦山法通過，該方法需要下壓線路，強(qiáng)化隧道埋深，確保礦山法的合理實施。在后續(xù)工作之中，工作人員可以將線路下壓6m，將礦山法隧道拱部設(shè)置在中—微風(fēng)化地層之中，最終讓礦山法隧道延長到160m，2號吊出井深度也會延長到41m，最終導(dǎo)致工期延長6個月，無法滿足1號線建設(shè)工期要求。如果工作人員能夠?qū)?號井轉(zhuǎn)移到海賓廣場之中，同樣也會與之前規(guī)劃好的兩層地下停車場產(chǎn)生沖突。
3設(shè)計施工技術(shù)措施
3.1變形和沉降標(biāo)準(zhǔn)
該工程監(jiān)控指標(biāo)以及施工注意事項的確認(rèn)，主要來源于《城市軌道交通安全保護(hù)區(qū)施工管理辦法》。當(dāng)具體變形值達(dá)到最大允許值的60%時，工作人員需要向有關(guān)單位發(fā)出黃色預(yù)警，當(dāng)達(dá)到最大允許值的80%時，應(yīng)發(fā)出橙色報警。當(dāng)實際數(shù)值超過控制值之后，應(yīng)發(fā)出紅色報警提醒，具體情況如表1所示。到6.2mm，確保與實際控制標(biāo)準(zhǔn)相符。
3.2.2沉降控制實施實際工作面開挖工作的執(zhí)行，主要是借助于1號線2號盾構(gòu)吊出井，開挖形式為預(yù)留核心土環(huán)形短臺階法開挖，在開挖工作執(zhí)行之前，工作人員還要開展上臺階全斷面水泥—水玻璃雙液漿深孔預(yù)注漿，并通過小導(dǎo)管注漿補(bǔ)強(qiáng)，做到聯(lián)合支護(hù)。對于注漿加固范圍的設(shè)定，主要是土石分界以上斷面，讓鉆孔直徑始終保持在Φ80mm左右，孔間距為600mm。除此之外，該區(qū)間隧道在設(shè)計過程中，主要以曲線段為主，鉆孔注漿方向為直線，為了避免鉆孔與隧道方向偏離較遠(yuǎn)，一般情況下，孔深范圍會保持在10~12m，最長鉆孔注漿深度會超過20m。對于注漿加固范圍的設(shè)計，盡量保持在隧道周邊土體3m范圍內(nèi)。
3.3沉降控制效果與監(jiān)測結(jié)果
在該沉降監(jiān)測操作執(zhí)行上，以自動化監(jiān)測為主要內(nèi)容，人工監(jiān)測為輔。除此之外，對于自動化檢測操作，可以采用徠卡TS30測量機(jī)器人和專業(yè)監(jiān)測軟件進(jìn)行配合，即Geomos軟件，該軟件能夠做到監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動接收，在監(jiān)測成果生成后，制定出具體的變形曲線。整個人工觀測操作的執(zhí)行，可以借助于徠卡DNA03水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺的配合，將水平位移內(nèi)容呈現(xiàn)出來。經(jīng)過認(rèn)真研究后，本文選擇B2車站出入口為試驗段研究對象，對其入口通道之中的沉降量變形情況進(jìn)行監(jiān)測，明確其問題所在。從最終的監(jiān)測結(jié)果中能夠看出，實際監(jiān)測數(shù)據(jù)逐漸穩(wěn)定，其中，車站底板最大累計沉降值為-6.1mm，最大差異變形值為3.1mm，基本上能夠滿足控制標(biāo)準(zhǔn)，使得5號線三好街站始終處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。
4結(jié)語
綜上所述，當(dāng)?shù)貙颖容^復(fù)雜的時候，下穿既有運(yùn)營車站操作如果不采用盾構(gòu)法穿越，組合工法的實施顯得尤為重要，與此同時，也可以采用地層注漿措施。其次，如果是下穿既有運(yùn)營車站，相關(guān)工作人員需要根據(jù)不同區(qū)段，制定有效的施工控制措施，并對整個施工過程區(qū)段進(jìn)行監(jiān)測，并反饋好監(jiān)測數(shù)據(jù)，為后續(xù)施工提供有效指導(dǎo)。
參考文獻(xiàn)
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作者：鄭東玄 單位：中建八局軌道交通有限公司
