竖井横通道门型钢架支护与正线体系转换施工技术

竖井横通道门型钢架支护与正线体系转换施工技术

李洪伟

中国建筑第二工程局有限公司北京分公司北京100160

摘要：本文以青岛地铁8号线为背景，着重介绍了出入场线（新增竖井）横通道门型钢架支护进场线马头门施工的体系转换；在施工过程中，严格进行监控量测，以科学的方法指导施工，施工中保障安全质量，为以后类似施工提供施工经验。

关键词：体系转换；横通道；门型钢架

1工程概况

河套停车场出入线区间（以下简称出入线区间）位于青岛市城阳区河套街道，线路出大涧站后与8号线正线同槽明挖施工146m后，过渡为矿山法隧道，线路沿正阳西路由东向西敷设。矿山段区间起始里程为YRSK0+177.977～YRSK0+990，长812m，全隧为单洞双线马蹄形断面，线间距为5m，于YRSK0+716.821、ZCSK0+715.875里程出设置1临时施工竖井，竖井净空为810m，横通道标准断面宽7m，高5.72m，竖井深23.62m，横通道长25.8m，采用喷锚支护结构，竖井所处地层由上至下分别为：素填土、中风化流纹质凝灰岩、微风化流纹质凝灰岩、微风化粉砂岩。

2施工环境及地下管线的分布

横通道上方现存DN325燃气管线，距离井口约6.8m，与横通道标准断面垂直距离约13.40m，北侧存在一DN630天然气管，距离很通道水平距离约4.65m，直线距离13.9m。

西南侧有一两层混凝土建筑，条形基础，距离竖井10.20m。

出入线区间线路两侧有新建住宅小区、普通居民住房、青岛富普兴饲料公司等，区间隧道与建构物平面距离最近的是西南侧的混凝土建筑，正阳西路地下管线主要有雨水、污水、电信、电力、给水、燃气等，埋深1～3m，沿隧道纵向敷设。

河套出入线区间位于城阳区，线路出大涧站后，沿正阳西路向西敷设。四线明挖基坑占用正阳西路，进行局部交通调流，区间与8号线正线区间并行，沿线有居民小区、商业厂房、大涧社区活动中心等。

另外，8号线右线正线下穿横通道标准段，横通道隧底距右线拱顶垂直距离约14.2m。

3施工风险源及应对措施

表1：施工风险级应对措施表

重难点及应对措施：

（1）YRSK0+820～YRSK0+935段，出入线区间上跨8号线区间左线，其垂直距离最小约15.3m。

应对措施：根据施工进度计划安排，首先施工正线区间隧道，施工时加强超前支护，为减小正线左线施工对出入线区间初支沉降，造成二衬侵线等影响，该部位隧道断面尺寸放大10cm。

（2）YRSK0+893～YRSK0+838里程段隧道围岩等级为Ⅴ级，围岩自稳性较差，出入线区间斜穿燃气管线。

应对措施：斜下穿燃气管线段尽量采用机械开挖控制爆破振速，施作超前大管棚，超前小导管等控制沉降（具体措施下文详述），施工前与产权单位签订安全协议、制定管线保护方案、专项应急预案等。

（3）横通道进场线马头门位置施工

新增横通道进正线破马头门前拱顶打设8m长φ76自进式管棚+φ42小导管；

待横通道监测稳定后破除马头门，由于横通道为型钢门式钢架，破门前在横通道内与场线交叉位置架设双拼工22b型钢钢架换撑。

4施工准备

4.1施工工艺

（1）工艺流程：

图1：工艺流程图

（2）施工方法：

出入线涉燃段为“CD”法开挖，单侧马头门破除时应分左右先后进行爆破开挖，首次爆破开挖进尺不得超过50cm，当完成马头门处的头榀钢拱架以及喷混支护后方可进行下一道循环工序；马头门处为变形断面，此处岩层应力较为集中，根据设计图纸应在马头门洞口处设置3榀格栅进行连立施工，其中首榀钢架保证放置在上方切割后的工字钢拱架腿下方以便其传递上方应力，当马头门头三榀拱架完成后，应及时喷混保证喷护工序及时封闭。

马头门破除过程中，左右导洞应在先行导洞进洞15m后方可进行另一半导洞的开挖，考虑减震孔试验段先向大里程方向（双线明挖方向）开洞门。以场线中隔壁为界，右线先行进洞，待左线与其拉开15m距离后，左线进洞，并完成上台阶三榀格栅连立，左线进入管棚施工段时，应先进行左导洞管棚施工，左导洞管棚施工完毕后，横通道挑高段下台阶左半部分向前开挖，当体系转换受力的工字钢拱架出现拱脚悬空时，应及时将下台阶工字钢立腿支起，避免其出现悬空时间过长的现象，向小里程方向开洞门时出现拱脚悬空参照此情况施工。横通道进场线破除马头门过程情况如下：

第一步：横通道施工至端头处进行封端处理，保证掌子面闭合。

第二步：挑高段起点处加设一榀工字钢拱架，以便其挑起横通道挑高段对应的场线二次初支钢格栅。

第三步：管棚施工完毕后，将挑高段对应的二次初支钢格栅支上，完成二次初支。

第四步：条件验收通过后，放线定位出出入场线掌子面开挖轮廓线，先行开挖出入右线大里程上台阶（下图中对应的“2”部分），按轮廓线凿除出入场线大里程方向右线掌子面的喷混层，切割露出的工字钢。

右线大里程方向继续开挖，完成进洞三榀钢格栅连立，开挖至15m处时初喷封闭掌子面。

第五步：左线大里程上台阶开挖施工，同右线完成进洞三榀钢格栅连立后，进洞至5m处，打设管棚和超前小导管，当完成超前支护后，封闭左线掌子面，同时撤出掌子面管棚施工机械。

小里程方向破除马头门施工时同样遵循此施工步序，严格按照施工技术交底进行施工。当监测显示横通道挑高段拱顶沉降大于20mm时或出现掉块时，所有人员应撤出现场，并报告值班人员，采取相应措施后方可继续施工。

5质量标准

（1）马头门是横通道与出入场线正线受力转换的关键位置，其受力复杂，因此，马头门施工时，首次破除上台阶洞门后，应及时进行初支作业，完成横通道挑高段一次初支工字钢拱架与出入场线钢格栅的受力转换。

（2）下台阶施工开挖时，应严格按照分幅开挖，避免出现横通道加设的工字钢拱架左右两侧拱脚同时出现悬空现象，且在一侧拱脚暴露后，应及时将拱脚下部施做完成。

（3）马头门施工过程要严格按照技术交底及相关规范执行。

6结束语

通过现场施工发现，出入线为大断面施工，门型钢架双层初支有机械操作空间，比较容易施工，且由于门型钢化支护所挖土方量少，对于埋深较浅出入线，提供了更好的安全性，有限的规避了后期正线施工时横通道的回填；但是由于其开挖面为曲线，且为矿山法施工，其存在一定的超挖，需要体系转换结束后才可以正线施工，进正线用时较长。

参考文献：

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