下穿立交桥的城市轨道交通工程暗挖隧道施工技术研究

王洪志 王静雅 李金明

摘要：随着社会经济不断发展，城市轨道交通工程与立交桥既有线交叉的情况越来越多。下穿立交桥的城市轨道暗挖隧道施工难度大、风险高，保证既有线正常运营和安全是施工中的重点和难点。本文主要结合青岛市地铁4号线劲辽区间下穿海尔立交桥工程实例探讨下穿立交桥的城市轨道暗挖隧道施工技术。

关键词：下穿;安全;施工方法;监测量测

一、工程概述

青岛市地铁4号线工程劲松七路站～辽阳东路站区间（简称劲辽区间），线路出劲松七路站后，沿辽阳东路路中向东敷设，下穿海尔立交桥，最后进入辽阳东路站。海尔立交桥位于辽阳东路，受影响范围为 2#-7#桥墩，单跨径最大31.2m，桥面全宽为43m。该桥设计单位为青岛市市政工程设计研究院，施工资料不详，于2005年建成后投入使用至今。

劲辽区间隧道在ZDK14+565.000～ZDK14+635.000（YDK14+570.000～YDK14+640.000）侧穿海尔立交桥，线距桥墩柱最小净距为13.6m，右线线距桥墩柱最小净距约为14.3m，该立交桥为扩大基础，基础宽度为4m，基础底埋深约3m，隧道拱顶埋深约16m，隧道右线围岩III2级，隧道开挖断面为6.04m×6.416m，隧道左线围岩IV1级，隧道开挖断面为6.4m×6.776m。

本段暗挖隧道直接影响到市政道路运营，减少对立交桥的影响，确保施工安全是隧道工程施工中的重中之重。

二、下穿施工必备条件

下穿施工直接关系到海尔立交桥的通行安全，必须同时满足以下条件：

（一）分析地质条件，地理环境，选用台阶法开挖方法。

（二）桥梁、桥墩监测点，隧道地表监测点，隧道洞内监测点布设合格，准确采集初始值。

（三）严控施工爆破振速，爆破振速控制在1.5cm/s以内。

三、下穿施工方法

（一）施工方法

为确保隧道上方海尔立交桥通行和隧道施工安全，施工中严格遵从“管超前，严注浆，短进尺，强支护，快封闭，勤量测”的原则，采取必要的安全措施，隧道爆破时严格控制爆破振动速率在1.5cm/s以内。

1、超前支护

制作超前小导管，并在隧道拱部120°范围开挖轮廓线外打设。打设完成后焊接止浆阀，进行小导管注浆。超前小导管支护可以稳定开挖工作面，加固松散岩层，有利于开挖后与初期支护完成期间围岩的稳定。在注浆期间，严格控制注浆压力和注浆量，确保注浆效果。

2、隧道开挖

隧道开挖采用台阶法开挖，并对开挖出的断面进行监控量测，以获取开挖面的地质信息，及时调整隧道开挖方案。台阶长度控制在8m-10m和开挖进尺0.5m-1m。

为保证该特殊地段施工安全，针对具体建筑结构特性，采用短进尺光面微差弱爆破技术。

（1）进行爆破作业时，采用微量、多孔、多次、多段爆破法。减少每次齐发爆破药量，减轻爆破对围岩的扰动及对支护结构的不利影响。

（2）进行爆破作业时采用不耦合装药比耦合装药有明显的降低爆破地震效应的作用。在保证填塞长度和质量要求的前提下，采用分散装药比集中装药可更好地降低爆破地震效应

（3）进行爆破作业时，也可以钻一排或两排不装药的空孔——减震孔（其孔距要小），也减轻对上方海尔立交桥基础的震动破坏，满足《爆破安全规程》对振速的控制要求。

（4）隧道爆破完毕后，用装载机、自卸汽车将渣土从隧道运至竖井口，再用起重机将渣土吊運至渣场，用渣土车将渣土从现场运走。

3、初期支护

初期支护尽快封闭，减少围岩暴露时间，确保隧道施工安全和立交桥通行安全。

（1）格栅钢架施工

钢格栅在集中加工厂加工，放样时应考虑围岩情况适当外放5～10cm，预留焊接收缩余量和切割、刨边的加工余量。

钢格栅安装技术要求：

①钢格栅基脚位置应预留0.15m～0.2m原地基，架立钢架时挖槽就位。

②在钢格栅基脚处铺设槽钢，安装钢架，各单元栓接牢固，调整位置和高度，保证与隧道中线垂直。

③设置纵向连接钢筋或拉杆。纵向连接钢筋直径为Ф22mm，环向间距1m。必要时拱脚设置锁脚锚杆，节点板就位后3面围焊。

④当钢格栅和初喷层面间存在较大孔隙时，应设骑马垫块或楔形垫块顶紧围岩。

⑤钢格栅安装允许偏差：横向和高程为±5cm。钢架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2°，钢架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm。

⑥格栅钢架安装完毕后尽快安装网片和打设系统锚杆。

（2）喷射混凝土施工

①喷射前对喷射面进行检查，清除开挖面浮石、墙角石渣和堆积物。用高压风水冲洗喷面。作业区应有良好的通风和照明设施。喷射作业应分段、分片，由下而上的顺序进行，分层喷射，边墙每层厚度按3-4cm控制，拱部按2.5-3cm控制，后一层应在前一层混凝土终凝后进行。当终凝1h后再喷射时，应先用风、水清洗喷层表面。混凝土终凝至下一循环放炮时间不应小于3h。

②喷射砼的回弹率：拱部回弹不应超过25%，边墙不应超过15%。

③喷头宜与受喷面垂直，其间距以0.8～1.0m为宜，喷头应连续、缓慢的做横向环型移动，喷层厚度应均匀。

④在岩面上的混凝土表面应湿润光泽，无干斑、滑移及流淌现象。

待喷射混凝终凝后，进入下一循环施工，并且时间间隔不应小于3h。

四、技术保证措施

在下穿立交桥隧道施工过程中必须加强观测，注意观察。测量是施工的眼睛，通过监控量测，分析数据准确指导施工，确保立交桥运行安全和隧道结构稳定。监控量测布设如下：

（一）隧道变形管理等级

根据隧道监测变形管理等级指导施工（见下表）。

（二）隧道沉降、收敛速度变化

1.隧道沉降、收敛速度大于2.0mm/d时，应增加圆木支撑，放缓或停止拆除施工。

2. 隧道沉降、收敛速度小于2.0mm/d，拆除施工正常进行。

（三）隧道监测位移时态曲线形态

1.当支护结构位移速率一直下降时，结构趋于稳定，拆除施工正常进行;

2.当支护结构位移速率始终不变时，结构未趋于稳定，应增加圆木支撑;

3.当支护结构位移速率一直上升时，结构危险，立即停止施工，采取加强支护措施。

六 结语：

综上所述，由于城市轨道交通工程环境的特殊性，使得隧道施工难度、风险加大。结合具体的地质条件、施工经验，通过不断优化施工方法以及技术措施，确保既有线路通行安全和施工安全。本文结合工程实例分析下穿海尔立交桥暗挖隧道施工技术，以期能够为同类工程提供参考与借鉴。

参考文献：

[1] 阳军生，刘宝琛.城市轨道施工引起的地表移动及变形【M】，北京：中国铁道出版社，2002.

[2] 丁宇坤，唐坤全.从成都市红星路下穿地道施工浅谈成都地区地下工程施工技术【J】，铁道标准设计，2004（11）.