超浅埋暗挖隧道下穿城市主干道施工关键技术

超浅埋暗挖隧道下穿城市主干道施工关键技术

卢志文

广州建筑工程监理有限公司

【摘 要】：为了保证城市主干道路、地面高架桥、地下管线的安全使用，广州市越秀区康王路下穿流花湖的超浅埋特大断面直墙隧道采用了一系列技术措施对左线施工及类似工程施工积累了丰富的经验。

【关键词】：特大断面；隧道；矿山法；浅埋暗挖；城市主干道；多层复合式衬砌结构

0 引言

广州被联合国评为全球发展最快的超大城市，康王路下穿流花湖隧道位于城市中心区，下穿城市主干道环市西路，周边环境相当复杂，如何确保城市主干道安全使用、保证地表及隧道地表变形控制在允许范围之内？是施工必须解决好的难题。

1 工程概况

隧道拱部为圆弧形、两边为高直墙，下部为综合管廊，上部为交通隧道。隧道拱部设“φ159管棚+φ42双层小导管”超前支护，管棚环向间距0.4m。左线因隧道截面变化，管棚按17m+57m分两次打设，右线管棚采用70m一次打设。管棚间插打双层小导管（长3.5m、纵向2m一环、环间距0.4m）。掌子面采用φ42TSS注浆工艺预加固（长6.0m、4.0m一环）。隧道采用“初期支护+第一层衬砌结构+第二层衬砌结构”的多层复合式衬砌结构。初支喷射C25早强砼35cm厚，I25a型钢钢架、2榀/m；第一层衬砌采用30cm厚模筑C35砼，内设主筋Φ22的格栅钢架，4榀/米；第二层衬砌采用40cm厚C35P8钢筋砼。第一层衬砌与第二层衬砌间敷设全包防水层。

2 主要施工方案及关键技术

2.1 主要施工方案

隧道暗挖由南侧竖井向北侧明挖端头井进行开挖初支施工。为减少群洞效应对施工的不利影响，先施工右线隧道，右线隧道施工完毕后再施工左线。第一层衬砌施工完成并通过监测数据分析稳定后，拆除临时支撑，进行第二层衬砌施工。

右线六部CRD法开挖初支进度指标0.5m/d，第一层衬砌1.56m/d，综合管廊结构2.33m/d，拱墙结构2m/d。

2.2 关键施工技术

2.2.1 超前地质预报

隧道采用地质探测雷达、超前水平钻孔、地质素描的方法进行地质预报，对洞内与路面相结合方式，分两次对掌子面、地表进行地质预报，通过超前地质预报对掌子面前方的地质、管线、空洞、裂隙、富含水等状况进行地质雷达探测，预报采用地球物理勘探中的地质雷达预报系统（SIR-20）。

隧道开挖揭示地层与超前地质预报结果非常吻合，对施工有极强的指导意义。

2.2.2 高架桩基托换

对紧邻隧道的高架桥桩基共8根，对原桥桩进行袖阀管注浆土体加固→后注浆灌注桩施工→承台制作→稳压封桩→桥桩横向支撑梁制作（施工过程对桥梁基础加固施工全程跟踪监测，并采用袖阀管进行信息注浆跟踪），以此确保隧道施工时桩基不发生测斜、偏移。

2.2.3 人防回填处理

暗挖隧道施工前，对拱部及洞身范围有人防洞室，需进行测量定位确定人防范围，后对人防进行清淤、抽排水、采用砌筑砖模，然后采用C15素混凝土进行人防回填，回填后利用拱部预留注浆管注浆，（采用间歇式注浆，注入水泥单液浆，注浆压力0.1～0.5MPa）确保回填饱满。

2.2.4 隧道端头加固

隧道开挖前需对隧道两端洞口土体进行加固，采用高压双重管旋喷喷法，管径600mm、桩距450mm、排距500mm、桩间咬合150mm，每端加固纵向3.0m长、横向超过隧道开挖边线3.0m。

2.2.5 路面钢板铺设

隧道超浅埋，为防止地面车辆行驶振动荷载影响结构安全。为保证铺设效果，铺设前对路面凹凸不平部位采用沥青砼找平。在路面铺设30mm钢板，铺设宽度为隧道两侧1倍宽度范围，钢板表面焊接钢筋起防滑作用。为不影响监测点埋设，事先在路面上埋好点，并在钢板对应位置开孔。

2.2.6 第一层衬砌施工

先将施作第一层衬砌范围的临时支撑与初期支护之间的砼凿除，确保第一层衬砌整体结构的稳定性。由南向北、按底板→边墙→拱圈的顺序分段（6m一段）采用脚手架+钢拱架+组合钢模板的方式模注砼，采用30cm厚模筑C35砼，内设主筋Φ22的格栅钢架、4榀/m，钢架之间用双层φ22纵向拉杆（环距0.3m）焊接。

2.2.7 临时钢支撑拆除

支撑拆除遵循“先上后下、先竖后横、纵向形成平行流水作业”的原则。第一步拆除上台阶竖向支撑；第二步拆除上台阶底部横向支撑；第三步拆除中台阶竖向支撑；第四步拆除中台阶底部横向支撑；最后拆除下台阶竖向支撑，完成拆除工作。

2.2.8 结构防水

隧道结构防水等级为二级，外包防水采用针刺覆膜型天然钠基膨润土防水毯，仰拱部位在防水毯上施作细石砼保护。基面达标后，用水泥钉及垫片穿孔固定防水毯，防水毯的薄膜面朝迎水面。防水毯搭接宽度为15cm，搭接范围毯间涂抹密封胶，立面搭接上幅压下幅。对破损处作好标识，钉孔用密封胶密封；较大范围破损，先用密封胶将破损部位密封，再用同质防水毯覆盖修补并用密封胶处理周边。发现空鼓割开或切除少许防水毯，使之平整并与基面密贴，并用密封胶处理好。施工缝、变形缝处预埋可重复注浆管并重复注浆，对漏渗水点先采用快干水泥或环氧树脂进行表面堵漏，再通过进口管开始注射，让另一端的管口张开，直到出现浆液，然后用钳子使其卷曲固定进行封住。采用间歇注浆工艺，如注浆压力在3分钟之内下降，在3小时之后重复注射。。

2.2.9 第二层衬砌施工

综合管廊（12m一段）、拱墙衬砌（6m一段）分别采用脚手架+大块钢模板、液压模板台车施工。按1m×1m矩型间距安装同标号细石砼垫块，保证钢筋砼保护层厚度。选用和易性良好的细石砼，按慢速、分层、对称的方法浇，顶部坍落度适当加大，更慢速灌注。拱部砼达到强度后，及时进行回填注浆，确保拱与第一次衬砌之间密贴。

3 结论与建议

右线已安全顺利修建完成，采取以下措施是非常有效的：⑴、地表、洞内监控量测，信息化指导施工；⑵、临近隧道的高架桥桩基事先进行主动托换，大大降低隧道施工过程桩基的变形值；⑶、事先对空间上与隧道相关的人防洞室进行回填处理，降低了施工风险；⑷、路面铺钢板，有效地降低了路面动荷载对结构的扰动力；⑸、超长大管棚采用水平导向跟管钻进法一次施工，管棚施工精度高（8‰以内）、整体受力好；⑹、圆拱高直墙断面采用六部CRD法开挖支护，确保步步成环，有效仰制对地层松驰变形；⑺、掌子面上、中台阶采用TSS注浆加固，并预留核心土开挖，有效地控制了掌子面的挤出变形；⑻、开挖初支后及时回填及径向注浆，有效地形成了加固圈、堵水圈，对控制地表沉降及隧道初支变形起了一定的作用；⑼、施作第一层衬砌后再拆撑，大大降低了拆撑风险；⑽、多道结构防水体系共同作用下，第二层衬砌表面目前不渗不漏；⑾、综合管廊结构采用大块钢模板、拱墙第二层衬砌采用液压模板台车，大大提高了结构的整体性及外观质量。这些做法，为左线施工及类似工程施工提供很好的借鉴意义。

参考文献：

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[3] 刘涛,黄永亮,雷刚.土岩复合地层浅埋暗挖车站拆撑方案优选分析(J).现代隧道技术,2015,52(5):131.