浅谈联络通道开挖施工风险分析及控制措施

浅谈联络通道开挖施工风险分析及控制措施

李东哲

天津市地下铁道集团有限公司天津300000

摘要:地铁作为现代化的城市轨道交通，承担着越来重要的客流运输任务。由于地铁隧道两个车站间距较大，其中人员和设备高度密集，一旦发生灾害，救援和疏散十分困难，因此联络通道成为地铁修建时的必须修建工程。联络通道工程量相对较小，但是其施工风险非常大，尤其是天津地区的地质条件多为粉土、粉砂，而且地下水含量丰富，在施工过程中极易发生涌水、涌砂等事故。因此，在联络通道通道开挖过程中对风险的控制尤为重要，现以天津地铁6号线土建施工第R4合同段解放南路站～洞庭路站区间联络通道兼泵房为例，对联络通道冻结法开挖施工进行讨论。

关键词：联络通道；冻结法；施工风险；控制措施

1工程介绍

天津地铁6号线段解放南路站～洞庭路站区间在里程右DK40+380.000处设置联络通道兼泵房一座，区间左、右线隧道中心距为15.000m，左、右线隧道轨面标高均为-17.938m（中心标高为16.078m），联络通道长约8.8m，通道内径尺寸为2.0×2.5m；联络通道由水平通道、集水井及喇叭口构成，采用冻结法加固，矿山法施工，风险等级为Ⅲ级。

联络通道水平通道为直墙圆弧拱结构，采用的初次衬砌（钢支架喷射混凝土）厚度为300mm，二次衬砌厚度为400mm的C35、P10模筑防水钢筋混凝土，联络通道兼泵站的开挖轮廓高约为4.65m（喇叭口5.15m)，宽约为3.4m(喇叭口4.4m)，开挖区标高约为-19.188m～-14.038m；集水井开挖深度为1.9m，长5.9m，宽度为3.4m，最低标高约为-21.088m。

联络通道主要位于⑧2粉质粘土、⑧2t2粉土、⑨1粉质粘土层中，拟构筑联络通道所在位置的隧道管片为钢管片，场区内地下水类型主要为松散岩类孔隙水，钻孔深度范围内地下水可细分为：潜水、第一层承压水、第二层承压水，联络通道主要位于第一承压水层。

2联络通道开挖施工

在通道开挖前先进行探孔探测，遵循“先探后挖”的原则。探孔主要布置在预挖土体四周，探查土体稳定情况，探孔采用电锤钻进，深度为开挖步距，后采用矿山法进行暗挖施工。根据工程结构特点，联络通道开挖采取分区分层方式进行。开挖顺序:一、开挖侧喇叭口导硐及支护；二、进行通道正常段开挖，并按照设计步距及时支护；三、对侧喇叭口部位，进行喇叭口开挖并进行支护；四、待喇叭口支护完毕后，开挖冷冻站侧的喇叭口并进行支护；五、通道结构施工结束后强度达到80%开挖泵站，并按照设计要求开挖步距进行支护。

由于土体采用冻结法加固，强度较高，冻结帷幕承载能力大，因而除喇叭口处侧墙和拱顶外可以采用全断面一次开挖，开挖步距不大于0.8m，开挖后及时施工初期支护，开挖面从开挖至初喷混凝土不宜大于24小时，冻结壁暴露面收敛不大于20mm，开挖断面超挖不大于30mm，开挖中心线偏差不大于20mm。

喇叭口开挖严格按照设计尺寸挖掘，尤其钢管片上土体清理干净，喇叭口开挖施工必须坚持报验制度，并且进行详细的技术交底，严格按施工技术要求施工，喇叭口钢管片背面设置遇水膨胀止水条，并埋设全断面注浆管，及时注浆。

在开挖施工中根据揭露土体的加固效果，以及监控监测信息，及时调整开挖步距和支护强度，确保安全施工，开挖中，我们采取短挖短支方式，并且现场配备了套管等相关应急物资来应对断管及盐水泄露等状况的发生，同时加强通道变形监测，增加盐水温度和土体温度监测频率。

3联络通道开挖施工风险分析

联络通道整个开挖过程是在冻结帷幕的保护下进行人工开挖、临时支护和永久结构的施工，只要冻结帷幕的强度满足设计要求，则不会发生风险事故。

3.1联络通道开挖后，地层中原有的应力平衡受到破坏，引起通道周围地层中的应力重新分布，这种重新分布的应力不仅使上部地层产生位移，而且会形成新的附加荷载作用在已加固好的冻结帷幕上，冻结帷幕及冻结管在这种应力作用下会产生蠕变，蠕变变形量过大，则会引起冻结管断裂，使冻结不能继续进行，直至冻结帷幕破坏。

3.2因冻结帷幕各部分发展速度的不平衡、冻结土体周围有暗流水流过、冻结管盐水泄漏入冻结土体内，与管片的胶结不好，大量的超挖冻土体，都会引起冻结帷幕出现薄弱点，在开挖过程中，都有可能引起流水、流泥砂等现象，如不做早发现早控制，则会造成大量的泥砂涌出，控制不及时，直到坍塌。

4联络通道开挖施工风险主要应对措施

4.1对于因冻结帷幕各部分发展速度的不平衡、冻结土体周围有暗流水流过、冻结管盐水泄漏入冻结土体内、与管片的胶结不好等原因而引起的薄弱点，则在冻结孔期间和冻结期间，积极采取措施，完全得以控制，开挖过程则要求不得超挖，确保冻结帷幕的有效厚度和强度满足设计要求。

4.2根据测温孔温度情况，在冻结可能存在的最薄弱部位打若干探孔，以确定冻土强度是否达到设计要求后，方可打开钢管片。

4.3联络通道在开挖过程中，监测冻结帷幕的变形，根据变形情况及时调整开挖步距及临时支护方式；监测频率每天4次。

4.4加强临时支护壁后的充填密实，使临时支护与冻结壁之间没有间隙，可有效控制冻结帷幕的变形。

4.5为防止隧道变形与破坏，把开口部位的钢管片缝全部焊接；在打开预留钢管片之前，在隧道两侧设有8个支点的钢支架各两榀。

4.6安装安全应急门，并进行打压试验，以防紧急情况发生时使用。

4.7在开挖施工前，联络通道冻结设备应配备备用电源、注浆泵、应急沙包（3m³）、水泥（10T）、双块水泥（1T）、棉絮、木板（1m³）、等。抢险物资应堆放整齐，搬运方便。

4.8开挖过程中，当发现冻结帷幕变形过大时，要进一步加强冻结，同时减少开挖步距，缩短临时支护间距；该联络通道处于⑧2粉质粘土、⑧2t2粉土、⑨1粉质粘土层中，当发现有冒砂涌水现象时，应及时采用棉絮、双快水泥、应急砂袋等抢险物资及时充填，控制事故的扩大；当控制无效时，则关闭安全应急门，向通道内打气或注水，确保土体不坍塌。

4.9加强信息化管理，为更好的监控工作面，加强各部门之间的相互联络，强化生产指挥系统，使工作面情况能及时传递，确保施工期间安全、优质、高效运行，在施工现场装内部专用电话和可视探头。

结束语

对于隧道联络通道施工的风险分析可知，如果施工不慎，很容易引起极高的风险，这需要各方面必须引起重视，特别是在开挖阶段，一定要保证冻结帷幕的厚度满足设计要求。风险的控制与管理是一个动态的过程，这个过程会随着工程建设的发展而发生变化，因此一定要注意风险的发展状态，及时跟踪施工的进程，这样才能实现关于联络通道施工关键风险点的控制，保证施工的安全及施工的质量，以期施工顺利进行。

参考文献

[1]《天津地铁6号线土建施工第R4合同段解放南路站～洞庭路站区间盾构隧道联络通道及泵站结构图》；

[2]《天津地铁6号线土建施工第R4合同段解放南路站～洞庭路站区间岩土工程勘察报告》；

[3]《天津地铁6号线土建施工第R4合同段解放南路站～洞庭路站区间盾构隧道联络通道及泵站冻结施工图设计》；

[4]《天津市地下铁道暗挖法隧道工程施工技术规程》（DB29-146-2010)；

[5]《天津地铁联络通道施工手册》（试行，天津地下铁道集团有限公司；2015年6月）；

[6]《旁通道冻结法技术规程》(DG/TJ08-902-2006)；