崗石區間超小間距隧道施工技術

摘要：以城市地鐵采用礦山法施工小間距隧道技術為研究目標，分析了地鐵小間距隧道施工的技術難點和關鍵點，總結了地鐵小間距隧道施工方法、技術思路和施工技術措施，介紹了廣州地鐵三號線崗石區間超小間距隧道工程實例。認為，地鐵小間距隧道施上應采用綜合性技術和措施，提高隧道支護結構的強度、剛度和整體性，減少和控制兩條隧道開挖時的相互影響，合理地利用圍巖自承能力，保證圍巖與支護結構共同作用

關鍵詞：地鐵;隧道;施上:監控量測

0引言

現行《地鐵設計規范》規定[1]，兩條平行隧道的凈距不宜小于隧道外輪廓直徑，在設計階段，小間距隧道方案應盡量避免。但是，由于線路周圍的既有建筑物基礎、既有構筑物、既有隧道和其他條件約束，有時不可避免地采用小間距隧道方案。隨著城市建設的發展和地鐵線路的增多，小(超小)間距隧道工程不斷出現[2-4]。

超小間距隧道施工，現行《地下鐵道工程施工及驗收規范》沒有涉及，更無成熟的“工法”參照。因此，研究地鐵小間距隧道的施工技術成為急迫的任務。廣州市軌道交通三號線崗石區間隧道，兩洞之間凈距為0-195mm，屬淺埋超小間距隧道工程。本文根據廣州地鐵三號線崗石區間超小間距隧道工程實踐[，分析了小間距隧道圍巖力學特征，以及地鐵小間距隧道的技術難點和對策，總結了地鐵小間距隧道的施工方法、施工工藝和技術措施。

1小間距隧道圍巖力學特征

崗石區間超小間距隧道左右線均采用上下臺階法施工，左線隧道先掘。施工過程中的監測結果表明，右線隧道開挖引起先掘的左線隧道圍巖應力劇烈變化，隧道偏壓顯著。

1.1圍巖應力狀態復雜，施工中變化劇烈

監測表明，右線隧道開挖引起先掘的左線隧道圍巖應力劇烈變化。左線隧道ZDKS+823斷面，由于右線上臺階開挖，兩隧道間土體從較大的拉應力狀態快速增大為很大的拉應力狀態，再快速下降成為較小的拉應力，直至壓應力。

右線隧道開挖引起兩隧道間圍巖內存在拉應力狀態。土體和風化巖體的抗拉強度極低，拉應力狀態的存在使隧道圍巖處于極為不利的應力狀態。因此，施工中保證支護與圍巖密實接觸是十分重要的。

格柵鋼筋應力和地表下沉等量測結果也與上述收斂、圍巖應力量測結果相互印證。

2偏壓顯著

超小間距隧道施工過程中隧道偏壓顯著，左線隧道ZDKS+823斷面，在右線隧道開挖后，靠右線拱腰圍巖應力遠小于另一側拱腰，見圖1、圖2e靠右線幫腳和底板存在較大的拉應力，而另一側應力很小，見圖2。

左線隧道ZDKS十810斷面，在右線隧道開挖后，靠右線拱腰圍巖應力遠小于另一側拱腰。靠右線幫腳處圍巖應力持續增加，遠大于另一側幫腳，形成顯著偏壓。隨著隧道開挖過程進行，格柵鋼筋應力和圍巖應力變化明顯，分布復雜;特別是兩隧道之間的T型土體和相鄰的兩側初期支護應力變化劇烈，狀態復雜。

2崗石區間超小間距隧道施工

2.1施工難點

根據廣州地鐵三號線崗石區間超小間距隧道工程和其他小間距隧道工程實踐[2-5]，地鐵小間距隧道施工必須妥善解決以下技術難點:

(1)先掘隧道對后掘隧道的偏壓影響;

(2)后掘隧道對先掘隧道的擾動影響;

(3)兩隧道中間T型土體在兩次開挖擾動情況下的穩定;

(4)兩條隧道先后開挖引起的地面沉降等圍巖變形控制;

(5)軟弱巖土體問題:地鐵隧道一般處于上體或風化巖體內，強度低，性質軟弱，易受水的影響;

(6)淺埋問題:地鐵隧道一般埋深較淺，屬淺埋隧道。兩條隧道先后開挖，容易引起地面沉降量過大等問題。

2.2施工方法與技術措施

根據上述地鐵小間距隧道的圍巖變形特點和技術難點，設計、施工中必須盡可能減少對圍巖的擾動，特別是對中間土(巖)體的擾動。同時，支護強度和剛度要大，支護結構的整體性要強，以限制圍巖變形，保持圍巖自身強度和承載力，促使圍巖一支護系統及時達到長期穩定。而且，要減少和控制先掘和后掘隧道開挖時的相互影響。總體目標是，合理利用圍巖自承能力，保證圍巖與支護結構共同作用。

因此，地鐵小間距隧道施工中，采用單一的、單方面的或局部的方法、措施難以達到上述目標和要求。而應在施工方法、施工工藝、支護形式與參數、特殊施工方法的應用等方面采用綜合性技術、措施，其要點如下:

(1)施工方法主要采用臺階法、單側壁導坑法或兩者組合，并控制循環進尺;

(2)控制和減小開挖對圍巖的擾動;

(3)左、右線隧道開挖面錯開一定距離;

(4)提高支護的強度、剛度和整體性，控制圍巖變形;

(5)兩隧道前方土體和兩隧道間T型土體預加固;

(6)加強先掘隧道支護，及時施做先掘隧道的二次襯砌，促使圍巖一支護系統及時達到長期穩定;

(7)及時施做仰拱，形成封閉支護結構;

(8)監控量測，信息化施工。

崗石區間超小間距隧道施工[5-7]

廣州地鐵三號線崗石區間超小間距隧道工程，一次支護為噴錨網與格柵鋼架，二次襯砌為鋼筋混凝土，支護參數見表1。

施工中，采用了綜合性技術、措施，順利完成該隧道工程。綜合性技術、措施除表外，左右線均采用上、下臺階法，開挖進尺m，人工和靜力破碎劑開挖;及時施做仰拱，形成封閉支護結構;左、右線隧道支護多道相互連接，強化支護結構的整體性和左右線隧道支護結構之間的聯系:左、右線兩隧道開挖面距離不小于25m。

3結語

根據崗石區間和其他小間距隧道工程經驗，采用綜合性技術、措施，通過提高隧道支護結構的強度、剛度和整體性，減少和控制左、右線隧道開挖時的相互影響，合理地利用圍巖自承能力，保證圍巖與支護結構共同作用，可以安全、順利地完成小間距隧道工程。

地鐵小間距隧道是一類新的隧道工程問題，還經常與淺埋、軟弱巖土體等問題交織在一起，施工難度大;處在城市環境中，對變形、沉降的要求又高。因此，通過具體工程的監控量測和分析研究，深化對小間距隧道圍巖變形和應力分布的認識，制定小間距隧道施工技術細則，這方面還有大量的工作要做。

參考文獻:

[1]北京城建設計研究總院.地鐵設計規范[M].北京:中國計劃出版社，,2003.

姚永勤，王明年.深圳地鐵單洞雙層隧道施工力學分析[J].工程力學，2003,(增刊):279-282

王啟耀.近距離雙線盾構隧道施工相互影響的監測與分析[J].地下空間，2003,23(1):49-51.

廣州市地下鐵道總公司，廣州市地下鐵道設計研究院.廣州地鐵二號線設計總結[M].北京:科學出版社,2005.

廣州市地下鐵道總公司，中鐵十九局集