联络通道施工监测分析及风险控制

2024-05-17徐亚军孙晓峰李新增邹鑫

运输经理世界 2024年7期

徐亚军，孙晓峰，李新增，邹鑫

（1.中国铁路设计集团有限公司，天津 300308；2.徐州地铁集团有限公司，江苏徐州 221018）

1 工程概况

该联络通道位于蟠桃山站—驮蓝山路站区间范围内，区间线路沿驮蓝山路布设，区间盾构隧道长度为1.876km、内径5.5m、外径为6.2m，管片宽度为1.2m、厚度为0.35m。联络通道位于左、右线直线段落，里程为右DK1+830（右DK1+830=左DK1+830），线间距为14m。联络通道投影长度7.92m，底部最长10.55m，结构净空宽度3m，开挖宽度4.1m（含初支）。联络通道结构净空高度3.2m，开挖高度4.4m。该工程采用矿山法进行施工，施工时单向开洞并开挖贯通，初支总厚度0.25m，二衬厚度0.3mm。该联络通道地质勘查报告显示，从上至下主要地质情况为杂1-1 填土、11-4-3 中风化石灰岩、11-4-3 中风化石灰岩裂隙较发育，存在岩溶裂隙水。

2 主要风险

联络通道位于右DK1+830，盾构左、右线隧道由蟠桃山站始发，驮蓝山路站接收，管片环编号由蟠桃山站开始依次编号，联络通道中心线在左、右线隧道476、477 环中间。联络通道管片采用水磨钻切割开孔，矿山法施工，单向开挖贯通。

区间联络通道埋深较大，地下水位高，联络通道位于11-4-3 中风化石灰岩层，施工过程中可能存在拱顶坍塌、隧道坍塌伤人、涌水等安全风险；联络通道开挖可能造成道路沉陷等风险[1-2]。

3 施工风险控制

3.1 对中心线两侧管片进行二次注浆加固

为避免联络通道施工时对已处于稳定状态的成型盾构区间隧道造成较大影响，确保联络通道位置管片开口上方土体稳定，联络通道施工前应对联络通道中心线两侧各5 环管片背后进行注浆加固，并确保密实，防止发生渗水情况。

加固前应进一步紧固隧道管片连接螺栓，确保管片间连接紧密，避免注浆造成管片错台、破损；在盾构施工阶段完成注浆加固[3]。

3.2 安装临时钢支撑

在开门洞切割施工前，应对左、右线分别安装临时钢支撑。为保证联络通道位置管片变形在允许范围内，应对联络通道接口处的6 环管片架设临时支架支撑，然后再进行正洞管片混凝土环管片切割。联络通道临时支架共安装4 榀，间距跨度为0.9m，两侧榀距为0.6m，支撑安装完成后在支架两端醒目位置粘贴反光贴[4]。

3.3 打设地质探孔

进洞前应打设超前地质探孔，探明前方地质情况及出水量大小，然后探测实际渗水情况，必要时可进行帷幕注浆，采用渐变断面型式进行逐级扩挖。

3.4 进行超前支护

进洞前应严格把控超前支护施工，并严格按照设计及规范要求进行上、下台阶法开挖施工。联络通道开挖完成或初期支护完成后，若出现大面积渗漏，应进行径向注浆。

在初支完成后对初支背后进行注浆，需严格控制注浆压力，确保初支背后充填密实[5]。

3.5 采用信息化技术手段加强超前支护探测及监测

加强超前支护探测及监测，针对初支出现失稳预兆的情况，应立即撤出施工人员，并对掌子面进行封闭，在初支内侧立即布置型钢拱架，并设置水平、竖向支撑，减少支护结构变形[6-7]。

4 监测分析

4.1 监测点布设

联络通道位于右DK1+830，隧道直线段落，左、右线管片环一一对应，联络通道中心线在476 环、477 环中间环缝处，施工中统一以蟠桃山站至驮蓝山路站方向分左、右线，隧道内监测点按照施工左、右线进行编号。联络通道平面位置如图1 所示。

4.1.1 地表监测点布设

地表监测点应根据联络通位置，并结合隧道结构进行布设，主要影响区地表及管线监测点如图1 所示，主要地表监测点范围为453 环～503 环，地表监测点按照环号对监测断面的监测点进行编号，如DBC453-1，其中DBC 为地表监测点冠号，在图中省略，453 为环号（监测断面号），-1 为453 环监测断面1 号监测点，其余断面监测点编号以此类推。GXC-YS-68、70、71、72、73、75 为雨水管线监测点。地表沉降控制值为+10mm、-30mm；雨水管线控制值±10mm。

4.1.2 隧道结构主要监测点布设

在隧道左、右线的455、462、467、472、475、478、485、490、496、503 环及左线481、右线480 环布设监测断面，每个监测断面布设拱底沉降监测点、拱顶沉降监测点、收敛监测点。隧道结构沉降±10mm；隧道结构净空收敛±12.4mm。

4.2 监测分析

联络通道位于右DK1+830（右DK1+830=左DK1+830），施工方向为从右线向左线开挖。依据施工进度，2023 年3 月10 日进行开挖施工，5 月12 日开挖完成（含初支护施工），5 月26 日开始进行二衬施工，7 月16 日完成。

4.2.1 施工准备阶段（2023 年3 月3 日—3月9 日）

主要地表及管线监测点进行分析，累计沉降量最大的监测点为DBC485-2（左线隧道地表监测点），-0.6mm；隆起量最大的监测点为DBC478-5（右线隧道地表监测点），1.3mm。主要隧道结构监测点（主要结构监测点分析为左、右线462 环～490 环监测点，后面各施工阶段监测点范围相同）：底板累计沉降量最大的监测点为ZGGC467-1，-1.2mm，隆起量最大的监测点为ZGGC478-1，1mm。拱顶累计沉降量最大的监测点为YGGC480-2，-4mm，隆起量最大的监测点为YGGC485-2，4mm；最大负收敛监测点为ZGGJ-481，-3mm，最大正收敛监测点为YGGJ-478，5mm；监测数据稳定可控。

4.2.2 开挖施工阶段（2023 年3 月10 日—5 月12 日）

根据5 月12 日监测数据，在主要地表及管线监测点中，累计沉降量最大的监测点为DBC485-2（左线隧道地表监测点），-3.8mm；隆起量最大的监测点为DBC478-6，6.2mm。

在主要隧道结构监测点中，底板累计沉降量最大的监测点为YGGC490-1，-2.4mm，隆起量最大的监测点为YGGC485-1，5.4mm；拱顶累计沉降量最大的监测点为ZGGC481-2、YGGC472-2，-1mm，隆起量最大的监测点为YGGC462-2、YGGC478-2、YGGC480-2，4mm；最大负收敛监测点为YGGJ-475、YGGJ-478、YGGJ-485、YGGJ-490，-3mm，最大正收敛监测点为ZGGJ-475、ZGGJ-490，5mm。此阶段监测数据稳定可控，结合工况分析，安全可控。

4.2.3 联络通道开挖贯通至二衬施工准备阶段（2023 年5 月13 日—5 月25 日）

根据5 月25 日监测数据，主要地表及管线监测点中累计沉降量最大的监测点为DBC485-2（左线隧道地表监测点），-3.5mm；隆起量最大的监测点为DBC478-6，5.5mm。在主要隧道结构监测点中，底板累计沉降量最大的监测点为YGGC490-1，-2.3mm，隆起量最大的监测点为YGGC485-1，6.6mm；拱顶累计沉降量最大的监测点为YGGC490-2，-1mm，隆起量最大的监测点为YGGC475-2、YGGC480-2，5mm；最大负收敛监测点为YGGJ-475、YGGJ-478，-5mm，最大正收敛监测点为ZGGJ-475、YGGJ-467，5mm，此阶段监测数据稳定可控。

4.2.4 二衬施工阶段

二衬施工自2023 年5 月26 日开始，于2023 年7 月16 日完成。根据2023 年7 月17 日监测数据，在主要地表及管线监测点中，累计沉降量最大的监测点为DBC485-3（左、右线隧道之间道地表监测点），-5mm，隆起量最大的监测点为DBC478-6，5.4mm；在主要隧道结构监测点中，底板累计沉降量最大的监测点为YGGC467-1，-4.3mm，隆起量最大的监测点为YGGC485-1，6.4mm；拱顶累计沉降量最大的监测点为YGGC490-2，-3mm，隆起量最大的监测点为YGGC475-2、YGGC480-2，5mm；最大负收敛监测点为ZGGJ-490Y，-5mm，最大正收敛监测点为ZGGJ-462，5mm；此阶段监测数据稳定可控。

二衬施工完成阶段的监测工作截至8 月22 日，根据最后一天监测数据，在主要地表及管线监测点中，累计沉降量最大的监测点为DBC485-2（左线隧道地表监测点），-4.9mm，隆起量最大的监测点为DBC478-6，6.1mm；在主要隧道结构监测点中，底板累计沉降量最大的监测点为YGGC467-1，-4.6mm，隆起量最大的监测点为YGGC485-1，6.6mm；拱顶累计沉降量最大的监测点为YGGC478-2、YGGC490-2，-3mm，隆起量最大的监测点为ZGGC467-2、YGGC462-2，5mm；最大负收敛监测点为ZGGJ-481、YGGJ-467，-4mm，最大正收敛监测点为ZGGJ-472、YGGJ-478，5mm。各监测点数据均小于监测控制值，监测数据变化量稳定可控。

综上可知，在联络通道施工中，通过监测数据统计，并且对联络通道左、右已施工完成的盾构隧道结构主要监测点（联络通道左、右至少10 环）及联络通道施工地表主要监测点进行重点分析，得出如下结论：

在联络通道施工前，应对联络通道两侧各5 环管片背后进行注浆加固、隧道安装钢支撑等技术措施；开挖施工应严格把控超前支护施工过程；在初支护施工完成并达到强度要求后，实施初支护背后注浆；二衬施工，需严格控制施工质量。在开挖施工阶段，开挖施工时间较长，监测数据略有变形，但在可控范围内；二衬施工及后期监测数据变化量较小，监测数据变化量稳定，该联络通道工程安全可控。