应急车行通道与暗挖隧道十字交叉口施工分析

孙迪科

（中铁十六局集团有限公司，北京市 101400）

1 工程概况

紫之隧道总长度为14.3 km，其中隧道总长度为13.8 km，为双向六车道。隧道断面主要包括三车道、两车道、单车道和大跨段，设计行驶速度为60 km/h，设计匝道行驶速度为30 km/h。原设计6#人行横通道中心里程处于西线隧道K2+522，属Ⅳ级围岩，东线隧道K2+550，属Ⅳ级围岩，宽度760 cm，高度790 cm，长度29.2 m，初期支护采用：Φ22药卷锚杆 @100 cm×100 cm，长 2 m，挂Φ8@25 cm×25 cm钢筋网，喷混凝土厚8 cm；预留3 cm变形量，铺1.5 mm E V A复合防水板；二次衬砌采用模筑C35防水素混凝土厚25 cm。

原设计8#人行横通道中心里程处于西线隧道K2+540.2，属Ⅳ级围岩，西线匝道隧道K0+565，属Ⅳ级围岩。两条横通道原设计均为Ⅳ级围岩人行横通道，宽度302 cm，高度396 cm，长度19.2 m。文章重点对应急车行通道与暗挖隧道十字交叉口施工要点进行了分析和探讨。

2 施工方案

紫之隧道（紫金港路-之江路）工程第Ⅱ标段受前期各种条件制约，东线匝道无法按投标计划实施施工，实际情况为西线匝道先行施工，为保证施工进度满足合同工期，需重新调整投标施工部署。通过实际情况与投标部署对比，同时考虑到大跨段施工，参见相关方决定：利用6#及8#人行横通道为施工通道，提前进入主线施工[1]。将横通道扩大，加高加宽，增加拱架支撑。

6#及8#横通道调整后，长度分别为30.55 m和18.54 m，开挖宽度为8.2 m，高度为6.85 m，其中喷混凝土厚度为24 cm，预留变形量为6 cm，二衬厚度为40 cm。

横通道加宽后与原8#及6#人行横通道关系分别见图1和图2。

图1 8#横通道加宽后与原8#人行横通道关系图（单位：m）

图2 6#横通道加宽后与原6#人行横通道关系（单位：m）

3 应急车行通道和暗挖隧道十字交叉口施工要点

横通道采用台阶法弱爆破施工，由西匝道直接掘进至东主线，与西主线成十字交叉，与东主线成丁字交叉，横通道掘进完成后进行主线的扩挖，形成一定的工作面。交叉段结构受力多而杂施工比较困难，为保证交叉段安全，对初期支护进行加固处理，以及围岩和初期支护进行监测，包括周边收敛、拱顶沉降、锚杆轴力、钢拱架应力等[2]。

考虑到横通道作为一条重要的交通运输通道，短时间内无法进行二衬施工。因此在十字交叉段及丁字交叉段采用如下加固措施：

（1）十字交叉段支护采用：横通道及主线洞口采用双拼钢拱架进行加固，采用Ф25药卷锚杆@60 cm×60 cm，长4.5 m，挂Φ22@15 cm×15 cm单层钢筋网片，焊接于双拼拱架。为提高十字交叉段整体的承载力，在横通道洞门口设置两道水平托梁，间距1 m，与西主线双拼钢拱架焊接牢固。十字交叉口支护结构平面布置见图3。

（2）丁字交叉段支护采用：横通道及主线洞口采用双拼钢拱架进行加固，同时设置4道水平托梁，间距0.5 m，与东主线钢拱架焊接牢固。丁字交叉口支护结构平面布置见图4[3]。

4 施工监测

4.1 主要监测点布置

暗挖隧道洞监测系统由隧洞内部结构监测与隧洞地表、周围环境监测系统组成。根据本标段的施工环境，主要为隧道洞内监测，隧道洞内部结构监测系统主要针对隧洞内部结构进行监测，主要内容包括隧道结构监测、隧洞净空收敛、拱顶下沉等项目。按照横通道（加宽）施工工法及支护形式，测点布置见图5[4]。

图3 十字交叉口支护结构平面布置图（单位：cm）

图4 丁字交叉口支护结构平面布置图（单位：cm）

图5 洞门型上下台阶法测点布设图

4.2 隧道拱顶下沉

隧道拱顶监测使用D N A03精密电子水准仪及配套铟钢尺、钢挂尺进行监测，在隧道顶部设置沉降观测点，然后用颜色油漆进行标记，埋设测点要在喷锚支护2 h后方可进行第一次采集量测数据，在下一循环开挖之前，必须完成初期变形值的读取，随着隧道的形成而延伸。监测点材料选用Φ=22 mm螺纹钢，做成弯钩状埋设或焊接在拱顶，外露的构件需要处理平滑，然后利用颜色油漆进行标记。

4.3 隧道围岩压力

根据图纸的规定在隧道初期支护与土体之间埋入土压力盒，然后把土压力盒中的连接线拉出。埋设完成土压力盒之后使用频率接收仪记录土压力盒初始值F0。监测过程中需要把频率接收仪与土压力盒的连接线相连接方可读出土压力盒目前频率值F1。然后根据式（1）计算土压力。

式中：C为土压力盒标定系数，由厂家提供；F0为初始频率值（H z）；F1为本次测得的频率值（H z）；N为本次测得的土压力值（kN）[5]。

4.4 异常情况处理

在监测过程中发现异常情况时，执行三级监测预警制度（见表1～表3），并且对异常点加大监控量测的频率，频率达到1/2 h，然后对施工情况进行分析，如果有异常情况出现，及时采取应对措施。

表1 监测警戒值表

表2 隧道Ⅳ级围岩周边允许相对位移值(%)表

表3 监测预警表

5 结语

综上所述，本工程在进行施工过程中，结合应急车行通道和暗挖隧道十字交叉的具体情况，制定了具体的施工方案，提升了工程施工的效率，并取得了良好的施工效果，所以这种施工方案在施工的过程中有着十分重要的意义，值得推广应用。

参考文献：

[1]阙坤生.互通式地下立交隧道分岔形式和施工力学行为研究[D].北京:北京交通大学,2009.

[2]姜德义,任松,刘新荣,等.隧道拱顶下沉时序遗传算法神经网络预测模型[J].地下空间与工程学报,2006（4）:547-550.

[3]镇木生,刘辉.南京鼓楼地下立交工程建设的若干问题[J].西部探矿工程,2001（6）:72-73.

[4]吴波,刘维宁,高波,等.地铁分岔隧道施工性态的三维数值模拟与分析[J].岩石力学与工程学报,2004（18）:3081-3086.

[5]银健民.暗挖隧道下穿既有线路基沉降自动监测系统研究[J].铁路技术创新,2014（3）:69-72.