地铁渡线双线小断面隧道变单线大断面隧道施工技术

雷勇祥，王满谷，彭学军，汤 宇，凌 涛

（中铁五局集团第一工程有限责任公司，湖南 长沙 410117）

随着地铁建设的大力发展，为了使列车得以折返，往往在地铁站后设置渡线。在渡线的设计时会出现大小断面之间的转变来实现单线隧道与双线隧道的转变，而目前解决大断面变小断面（即“一变二”）隧道掘进的方法比较成熟且广为运用，但是因各种原因影响，有时必须由两单线小断面隧道转变为双线大断面隧道（即“二进一”）。本文以沈阳地铁九号线二十标淮皇区间渡线施工为例，介绍了两单线小断面隧道转变为双线大断面隧道的施工技术，以期为其他施工项目类似情况大断面隧道施工提供经验借鉴。

1 工程概况

1.1 工程简介

淮河街站～皇姑屯站区间北起淮河街车站、南至皇姑屯车站，区间长844 m，施工采用矿山法，区间设两座竖井，1号竖井里程为DK1+952.000，为临时施工竖井，位于淮河街西侧的沈洲医院的空地上。

根据原设计方案，区段隧道施工方向为淮河街站至1号竖井，开挖由7-7断面至4-4断面，后逐渐转换为两个标准断面；在开挖期间遇渐变边墙外放坡度为1∶3，拱顶挑高坡度分别75 mm/榀、43 mm/榀、72 mm/榀。按照原设计施工顺序，需要淮河街站提供工作面进行施工，目前淮河街站因受管线迁改制约，车站尚未开始正常施工。为满足项目施工进度要求，本段区间隧道变更后开挖方向为由1号竖井至淮河街，即两单线隧道向双线隧道（4-4断面）开挖，之后依次开挖3-3、2-2、7-7断面，具体掘进断面见图1。

图1 变更后施工顺序图

1.2 工程地质情况

根据1号横通横通道及附近正洞开挖揭示地层来看，拱部为圆砾层、砂砾层，中下部中粗砂层，具体1号横通道开挖揭示地层情况见图2。

图2 1号横通道开挖揭示地层情况图

根据1号横通横通道及附近正洞开挖揭示情况来看，地下水主要赋存于中粗砂、圆砾等土层中，水位深度9.9～11.4 m，含水层上部渗透性强，底部含水层含泥量逐渐增加，局部存在黏土隔水层。采用降水措施后，地下水位较掘进开挖面低1 m以上。

2 施工技术方案

2.1 1号横通道向4-4断面渐变开挖

2.1.1 开挖技术方案

在开挖过程中左右线间渡线隧道以及右线单线隧道均需要渐变开挖至4-4断面，具体施工安排为：

（1）施工过程中线开挖掘进左右线间渡线隧道，在施工过程中为确保周边岩体稳定，需要对左右线间渡线隧道与右线隧道间土体、隧道径向方向土体进行加固；隧道在10.75 m开挖距离内需要挑高2.37 m、底部放低1.57 m，经过计算掘进过程中每榀挑高、放低距离分别为11.9 cm、7.9 cm具体掘进断面见图3（a）。

（2）左右线间渡线隧道施工到位后（即隧道断面达到设计要求时），为降低掘进难度及对周边岩体扰动，先掘进4-4断面侧壁导洞（①、②）至3-3断面处，随后进行封端处理，具体掘进断面见图3（b）。

（3）开挖右线单线隧道至4-4断面处，开挖过程中隧道断面渐变挑高，开挖需在10.75 m长度范围内挑高2.37 m，平均每榀格栅挑高11.9 cm，底部放低1.57 m，平均每榀放低7.9 cm，具体掘进断面见图3（c）。

（4）右线隧道施工到位后（即隧道断面达到设计要求时），为降低掘进难度及对周边岩体扰动，先掘进4-4断面侧壁导洞（③、④）至3-3断面处，随后开挖3-3断面部分，具体掘进断面见图3（d）。

2.1.2 隧道扩挖挑高

在两单线隧道开挖10.75 m范围内隧道顶部、底部及两侧需分别增加2.3 m、1.6 m及0.3 m，隧道断面会渐变增大。渐变断面位置，采用内插法计算断面净空尺寸，格栅钢架根据断面净空尺寸变化值分别加工编号。格栅安装前采用全站仪放样出每榀格栅安装中线、里程及标高，确保渐变断面净空尺寸及平面位置符合设计要求，保证施工质量。为确保开挖安全并降低开挖引起的地表沉陷（避免开挖导致地面管线破裂），在隧道掘进期间需对周边土体进行加固，注浆加固区域主要集中在开挖断面上部（高度4 m）、左右线间隧道与右线单线隧道间土体，加固覆盖隧道初支外轮廓面外2 m以上。

图4 渐变挑高隧道半断面注浆示意图

2.2 4-4断面开挖及加固措施

两单线隧道开挖至4-4断面后开挖采用双侧壁导坑方式，开挖顺序为：①→②→③→④→⑤→⑥部分，具体见图5。在①部和③部导洞均开挖至4-4断面与3-3断面转换处后，从①部向③部临时中隔墙位置开挖小横通道（宽2 000 mm，高度2 551 mm～3 770 mm），小横通道拱部起拱线至③部拱顶以上，具体小横通道断面见图6；在小横通道顶部位置从由③部向①部方向抬高扩挖，确保拱顶起拱线处于4-4断面初支轮廓线以外位置。将小横通道⑤部拱部格栅（3榀）与①部和③部拱部格栅连为整体，施做⑤部拱部初支，后向下开挖完成⑤部下部临时仰拱。

小横通道开挖前由①部拱顶向③部施工小导管注浆，横通道在注浆加固土体下开挖，确保开挖安全。横通道前3榀格栅连立并与4-4断面①部格栅焊接形成整体。在横通道挑高开挖过程中每榀打设A32×3.25 mm普通水煤气花管，长度1.5 m，间距300 m。在⑤部导洞开挖一定距离后按照设计要求打设双排超前小导管。⑤部第一榀拱部格栅架立完之后须与横通道格栅焊接形成整体。在开挖过程中应依据现场条件布置监测方案，监测围岩变形量，确保施工及地面管线安全；在监测期间发现地面沉降加速或者地面出现开裂时，则立即向有关部门报告，并按照批准计划进行处理。现场用电严格按照临电布置要求设置，禁止私拉乱接现象，确保用电安全。各种机械要有专人负责维修、保养，并经常对机械的关键部位进行检查，预防机械故障及机械伤害的发生。

图5 4-4断面开挖及加固示意图

图6 小横通道断面图

3 结束语

沈阳地铁九号线二十标渡线段隧道受到设计变更影响，采用“二进一”方法进行暗挖施工以便提高隧道掘进效率。“二进一”方法施工时左右线间渡线隧道及右线隧道两个小断面隧道需要掘进合并成一个大断面隧道，在施工过程中面临扩挖挑高、围岩稳定性控制、地面沉降控制等各种问题。依据现场实际条件，设计施工技术方案以及安全技术措施，并进行工程应用。现场应用效果分析，施工过程安全、质量可控，施工进度满足进度计划要求，沉降累计值及单日变化值满足设计要求，未对周围建筑物造成不良影响，为以后地铁渡线段开挖施工积累了经验。