复杂地质条件下超浅埋暗挖立体交叉隧道施工

都市快轨交通・第２４卷第３期２０１１年６月　土建技术．．Ｉ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—６０７３．２０１　１．０３．０２１　复杂地质条件下　超浅Ｉ里暗挖立体交叉隧厘矗苞工　谭　文　（广州市地下铁道总公司广州５１００３０）　隧道处对施工影响较大。此处从上至下共有３层隧　道：第１层过街通道，第２层５号线主体隧道，５号线站　台３号横通道、Ｂ风道，第３层６号线北端隧道。其中，　５号线主体隧道距６号线隧道拱顶仅有２．４７　ｍ，Ｂ风道　距６号线隧道拱顶仅有１．８０６　ｍ，过街通道距５号线拱　顶仅有２．０６６　ｍ。重叠隧道平面图如图１所示，重叠隧　道空间模型如图２所示。　城市轨道交通线路大多需要穿过城市中心区域，　这些区域大多人口聚集、客流集中，地面道路狭窄、交　通繁忙，周边高层建筑物林立。由于明挖条件受限，部　分车站需采用暗挖法施工，暗挖换乘车站结构断面大、　断面变化多、埋深浅、多隧道立体交叉重叠，地质情况　复杂，工程难度非常大。因此，需在施工过程中进行现　场综合工况控制和监测分析，以全面了解隧道结构变　化，根据监测结果动态调整优化施工参数，及时提出应　对措施。笔者在工程实例的基础上，优化施工工况，充　分分析监测数据，在总结繁华城区复杂地质条件下，超　浅埋暗挖地铁换乘车站立体交叉隧道施工控制技术的　图１重叠隧道平面　基础上，提出了以后类似工程在设计施工方面的建议。　１　工程概况　广州市轨道交通５号线区庄站位于环市东路与农　林下路交叉的丁字路口处，是５号线与６号线的换乘　站。车站多处存在隧道交叉重叠，其中５、６号线重叠　收稿日期：２０１１－０２—２Ｏ　修回日期：２Ｏｌ１一Ｏ３—１４　作者简介：谭文，女，大学本科，高级工程师，主要从事地铁施工技术　及管理工作，ｔａｎｗｅｎ＠ｇｚｍｔｒ　ｃｏｍ　图２重叠隧道三维模型　ＵＲＢＡＮ　ＲＡＰＩＤ　ＲＡＩｌ　ＴＲＡＮＳＩＴ　７９　都市快轨交通・第２４卷第３期２０１１年６月　６号线北端隧道Ｂ型隧道断面总宽度为８．１０７　１ＴＩ，　总高度为９．９５８　ｍ；Ｃ型隧道断面总宽度为９．６　ｍ，总高　度为９．８５　ｍ。５号线主体隧道断面总宽度为９．２１　ｍ，　断面总高度为８．８　ｍ。　２关键施工控制技术　２．１　总体施工顺序　斜交重叠段总体施工顺序按照：６号线北端隧道初　支—　号线北端隧道初支拱部地层注浆加固一５号线　东端隧道及Ｂ风道初支仰拱超前注浆加固一５号线东　端隧道初支、Ｂ风道初支一５号线东端隧道拱顶注浆加　固一隧道衬砌一过街通道开挖初支一过街通道衬砌　进行。　２．２　重叠段隧道施工工况及对应技术措施　区庄站５、６号线及Ｂ风道斜交重叠段开挖初支施　工工况和对应技术措施如下：　１）６号线采用短台阶法施工，即上台阶循环进尺　０．５　Ｉｎ，隧道下半断面为石质围岩，采用光面微震微差　爆破开挖，一次开挖长度１～１．５　ｉｎ，及时施作边墙及　仰拱初期支护，上、下部台阶之间距离５～１０　ｉｎ，详见　图３（ａ）。从３　施丁竖井进洞２００６年１１月７　Ｅｌ—２００７　年１月２３日完成６号线左线上台阶，详见图３（ｂ）。　２００７年１月１２日至３月１８日完成６号线左线下台阶，　详见图３（ｃ）。　（ａ）６号线隧道短台阶法开挖工序　（ｂ）６号线左线上台阶剖面　（Ｃ）６号线右线下台阶剖面　图３　６号线隧道短台阶法　２）５号线主体隧道采用短台阶法分３部开挖施　工，１部人工开挖，２、３部机械开挖。１部一次支护长度　控制在１　ｍ以内，ｌ、２部台阶间距离控制在２０　ｍ以内，　８０　ＵＲＢＡＮ　ＲＡＰＩＤ　ＲＡＩＬ　ＴＲＡＮＳＩＴ　２部一次边墙支护长度为３～４　ｎｌ，２、３部台阶之问的距　离不大于８　ｍ，详见图４（ａ）。２００７年２月１日５号线　左线上台阶施工至进洞９９　ｎｌ，２月８日左线下台阶施工　至进洞７２．５　ｍ，详见图４（ｂ）～图４（ｃ）。　４２超前注浆小　临时仰拱、　口口口口口口口ｏ　ｏ口口口口口口。口口口口口口。口口口口口　—、一　１０￣２０　台阶法开挖工序　／，＼　Ｉ　２　，　燮：！　”　ｂ　风　懂　道　（ｂ）５号线左线上台阶纵剖面　（ｃ）５号线左线下台阶平面　图４　５号线隧道短台阶法　３）２００７年２月１ｌ　Ｅｌ—４月２３　１３完成施丁横通道　的开挖初支，详见图５（ａ）。　４）６号线右线从施工横通道进洞分别往左右两边　开挖，自２００７年３月１９日一５月２３日完成右线上台　阶开挖初支，详见图５（ｂ）。　【ａ】　【ｂＪ　图５　６号线施工横通道的开挖初支剖面　５）２００７年４月２１　Ｅｌ　５号线右线上台阶施工至进　洞９６　ｍ，５月８日右线下台阶上部施工至进洞９２　ＩＩ１，５　月１１日右线下台阶下部施工至进洞９０．５　ｍ，如图６（ａ）　和图６（ｃ）所示位置停止开挖。　６）２００７年４月１７日＿＿６月４日完成６号线右线　下台阶开挖初支，详见图７。　７）Ｂ风道采用ＣＲＤ分８部开挖，１～４部导坑先　行贯通，５～８部紧随其后。１、３部采用人丁开挖，２、４　部采用机械开挖。５～８部的开挖同ｌ～４部，详见　图８。　２００７年６月１４日Ｂ风道６部开挖至进洞２７．０１　Ｈｉ，　受６号线影响段时停止开挖，详见图９。　８）２００７年６月４日＿＿６月２０日６号线初支拱部　地层注浆加固，详见图１０。　图６　５号线右线上台阶施工纵、平面　图７　６号线右线下台阶开挖初支剖面　１、３部同时向前开挖，及全断面开挖，但同时施Ｉ临时仰拱及中柱　部ＩｌＩ　　ｌ部ｌＪ　　　ｌ，部ｌ　ｊ　ｓ部Ｉ　Ｉ　＝　＝　Ｊ　Ｉ　＝　８部　　ｌ６部【　亡二７二１２０　ｔ　７１２０］　图８　Ｂ风道８部ＣＲＤ法开挖施工工序　、　　ｌｆ　ｌ　１　｝　５　号线右线ｒ＿Ｊ　Ｂ风道６５　　　７　　：Ｊ　一　一—　【Ｉ＼　６号线左Ｊ＼线隧道／／Ｊ　　　ｌ＼Ｉ　６号线右Ｊ＼线隧道∥　　Ｊ　图９　Ｂ风道施工剖面　复杂地质条件下超浅埋暗挖立体交叉隧道旃工　８　、　　ｌｆ　　ｌ（＜／　ｓ号线右线厂　｛ｊ　ｓ　Ｂ风５６道　７　　　一　注浆加固段　～—∥乒　＼＼线隧道／／　＼＼线隧道／／　图１０　６号线初支拱部地层注浆加固剖面　９）２００７年６月２３日，Ｂ风道６部在停工９天后，　开始仰拱下地层超前注浆加固，继续开挖初支，至２００７　年７月１日６部剩余部分开挖初支安全施工完成，详见　图１１。　图１１　Ｂ风道施工剖面　ｌ０）５号线受影响部分开挖前先对仰拱下地层进　行注浆加固，详见图１２。　６号线主体隧道　图１２　５号线对仰拱下地层注浆加固剖面　１１）２００７年６月１０日＿７月２７日，５号线左线受　影响段开挖初支施工，详见图１３。　１２）２００７年６月１０日一９月１２日，５号线右线受　影响段开挖初支施工，详见图１４。　３同步施工监测及分析　３．１　监测断面及测点布置　洞内测点布置及地面沉降监测点布置见图１５、图１６。　ＵＲＢＡＮ　ＲＡＰＩＤ　ＲＡＩＬ　ＴＲＡＮＳＩＴ　８１　都市快轨交通・第２４卷第３期２０１１年６月　图１３　５号线左线施工剖面　图１４　５号线右线施工剖面　Ｏ　Ｉｎ　ｍ　加　０　Ｉｎ　ｍ　加　图ｌ５隧道拱顶沉降、断面收敛布置　图１６　５、６号交叉端地表沉降监测测点布置　３．２监测信息处理及分析　３．２．１　地表沉降　选取交叉段变化较为典型的地表沉降点Ｚ２２８、　Ｙ２２８两点进行沉降分析，沉降曲线详见图１７、图１８。　３．２．２　６号线隧道拱顶沉降　６号线拱顶沉降观测点布置沿隧道中线方向共布　ｇ　罢　删　：ｂ　ｌ　兰丝　二　＝！＝兰　＝　至　＝　ｌ　图１７交叉段Ｚ２２８观测线测点地面沉降　量　乓　础　ｋ　Ⅲ　ｌ　二　＝！＝　二　！　二　Ｉ　∞　图１８交叉段Ｙ２２８观测线测点地面沉降　置了９条测线，测线布置从３号竖井洞门位置处开始，　测线距离３号竖井洞门的位置分别为：０、５、９、１５、２０、　２５、３０、３５、４５　ｍ，沉降曲线详见图１９。　ｕ　１０　。‘－　窖　Ｏ　．　时问　要　础　１Ｏ　氧．圭．．　．　．．章．　－３４２Ｏ　５０　０　一　图１９　６号线左线拱顶测点沉降历时曲线　３．２．３　５号线隧道拱顶沉降　拱顶沉降测线的布置与５号线的开挖施工一致，沿　５号线右线隧道中线拱顶，距离Ａ风道内车站隧道洞门　０，５，…，９５　ｍ位置处布置２０条测线，沉降曲线详见罔２（】。　３．２．４监测结果分析　１）交叠隧道段在重复开挖作用下，土体受到多　次开挖扰动，地表变形重叠，导致地表沉降在该段时　间内发生较大变形产生了较大的地表沉降，最大值达　１２５．７　ＩＹｌｍ，远大于一般单隧道开挖引起的地表沉降　量。隧道左右线上方沉降槽呈不对称分布。　复杂地质条件下超浅埋暗挖立体交叉隧道旋工　相互影响是可控制的。　０　ｍ　２）合理确定地层加固方法和加固范围，采用正确　暑　昌　的开挖方法施工近接隧道时，下层隧道初支完成后，即　可进行施工上层隧道施工。　皿删　５ｓ　：　３）近接立体交叉隧道同时施工时，要加强施工过　磷；　程控制和管理，现场施工工况随时掌握，同时加强施工　监测，及时反馈信息并采取措施。　ｍ　４）根据监测结果并结合施工工况分析，地面沉降　主要原因是隧道下分部开挖引起的，施工过程中要及　时施作仰拱，封闭成环，加强初支背后的注浆，控制拱　顶下沉，减小地面沉降。　５）在近接立体交叉隧道施工过程中，要合理控制开　＿ｏ＿７０ｍ＋７５ｍ．ｅ＿８Ｏｍ一８５ｍ◆９Ｏｉｎ　９５ｍ　图２０　５号线右线拱顶测点沉降历时曲线　２）６号线左线隧道拱顶沉降达９２．８４　ｍｍ，沉降量　较大。从６号线左线施工日志可知，在２００７年１月２８　日开挖位于２５　ｍ测线附近的施工横通道，同时２００７年　２月１５日ｃ型隧道下台阶的施工位置也到达该位置附　近，在后续的施工中横通道施工和ｃ型隧道下台阶开　挖在３０、３５、４５　ｍ测线位置处的交替进行。交替施工对　土体应力产生叠加影响，导致上述３条测线的拱顶沉　挖时间，合理控制开挖步骤，及施工工序的转换，做好不同　隧道施工协调，减少相邻施工影响，控制拱顶沉降。　参考文献　ｌＩ］张顶立，王梦恕，高军，等．复杂围岩条件下大跨隧道修建技　术研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００３，２２（２）：２９０　２９６．　［２］徐干成，白洪才，郑颖人，等．地下工程支护结构［Ｍ］．北　京：中国水利水电出版社，２００１．　降在该段时间内出现较大的变化。因此，在交叉施工　中要及时施作仰拱、封闭成环、加强初支背后的注浆、　加强施工组织管理，尽量减少交叉施工带来的影响。　［３］王霆，刘维宁，张成满．地铁车站浅埋暗挖法施３７－引起地　表沉降规律研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００７，２６　（９）：１８５５。１８６１．　３）６号线施工时隧道拱顶沉降值较５号线隧道拱　顶沉降值量级大，５号线个别拱顶测线出现下沉明显阶　段，主要是由于测点位置在未开挖前已经受到了相邻　施工隧道的影响，在重复扰动作用下土体应力反复调　［４］王暖堂，陈瑞阳，谢菁．城市地铁复杂洞群浅埋暗挖法施　工技术［Ｊ］．岩土力学，２００２，２３（２）：２０８—２１２．　［５］骆建军，张顶立，王梦恕，等．浅埋暗挖车站施工地表沉降　实测分析［Ｊ］．铁道建筑技术，２００６（３）：ｌ＿４．　［６］王梦恕．中国隧道及地下工程修建技术［Ｍ１．北京：人民　交通出版社，２０１０．　整，拱顶出现了较明显的沉降增加段。　４结语　从对立体交叉隧道段监测结果的分析看，虽然个　别沉降点变化较大，但总体上均在受控范围内。主要　［７］ＧＢ　５０２９９－－２００３地下铁道施工及验收规范【ｓ　Ｊ．北京：中　国计划出版社．２００４．　的结论和体会有以下几点：　１）近接立体交叉隧道同时施工的技术，安全距离　的控制是关键，水平近接隧道同时施工在１６　ｍ以上，　上下重叠近接隧道同时施工在８．７　ｍ以上，近接隧道　［８］ＧＢ　５０１５７＿９２地下铁道设计规范［ｓ］．北京：中国计划出　版社．１９９９．　（编辑：郝京红）　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｕｐｅｒ　Ｓｈａｌｌｏｗ　Ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ　Ｂｏｒｅｄ　Ｔｕｎｎｅｌｓ　ｕｎｄｅｒ　Ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　Ｔａｎ　Ｗｅｎ　（Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｍｅｔｒｏ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５　１００３０）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｍｕｋｉ—ｓｔｏｒｙ　ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ　ｍｎｎｅｌｓ　ａｔ　Ｏｕｚｈｕａｎｇ　Ｓｔａｔｉｏｎ　Ｏｉｌ　Ｏｕａｎｇｚｈｏｕ　ｍｅｔｒｏ　Ｌｉｎｅ　５．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｋｅｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ａｒｅ　ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｏｆ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｌａｔｔｅｒ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｖｅｒｉｉｆｅｄ　ｂｙ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｃｒｏｗｎ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ　ｔｕｎｎｅｌｓ　ｏｎ　Ｌｉｎｅｓ　５　ａｎｄ　６．Ｉｎ　ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｌａｇｇｉｎｇ　ｄｉｓｔｎｃｅｓａ　ｏｆ　ｃｌｏｓｅｌｙ　ｓｐａｃｅｄ　ｏｖｅｒａｌｐｐｅｄ　ｔｕｎｎｅｌｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｕｇｇｅｓｔｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｕｐｐｅｒ　ｔｕｎｎｅｌ　Ｃａｎ　ｂｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｂｗｅｒ　ｔｕｎｎｅｌ’Ｓ　ｐｒｉｍａｒｉｌｙ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｆｍｉｓｈｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｕｒｂａｎ　ｒａｉｌ　ｔｒａｎｓｉｔ；ｓｕｐｅｒ　ｓｈａｌｌｏｗ　ｔｕｎｎｅｌｓ；ｂｏｒｅｄ　ｔｕｎｎｅｌ；ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ　ｔｕｎｎｅｉｓ；ｓａｆｅｔｙ　ｄｉｓｔｎｃｅ；ｍｏｎｉａｔｏｒｉｎｇ　ＵＲＢＡＮ　ＲＡＰＩＤ　ＡＩＲＬ　ＴＲＡＮＳＩＴ　８３