淺談巖溶區暗挖停車線風險及工法論文
1 工程概況
貴陽軌道交通1 號線工程人民廣場站～ 火車站站區間為礦山法暗挖隧道，區間右線長1 196. 9 m，區間左線長1 206. 8 m，設置兩座施工豎井。人民廣場站后區間設置停車線，位于貴陽市河濱公園及南明河下，長度約360 m。停車線段左右線間距14 m，停車線中線距離左線間距4. 6 m，距離右線間距9. 4 m; 區間左右線設置渡線與停車線連接。河濱公園處地形為山地，軌面埋深約36 m。停車線正交下穿南明河長度約50 m，軌面距南明河底約17 m。
2 地質水文狀況
停車線段隧道所處巖層較單一，以三疊系松子坎組二段泥質白云巖和泥質石灰巖為主，洞身均位于巖層內; 上覆第四系全新統雜填土、硬塑紅黏土層，厚度4 ～ 9. 8 m; 停車線段地下水位標高基本與巖土分界面齊平，巖層中地下水主要以基巖裂隙水和巖溶水的形式存在。停車線下穿南明河段河底下伏淤泥層厚度不足0. 5 m，以下均為中風化巖層，巖質以泥質白云巖和泥質石灰巖為主; 勘察期間下穿南明河處水位高度約4 m，南明河為季節性河流，為貴陽城區雨水匯流及行洪主要通道。區間鉆孔遇溶率為17. 4%，判定為巖溶中等發育區。
3 停車渡線方案比選
3. 1 停車線設豎井方案
參考其他城市地鐵暗挖停車渡線做法，在渡線處設置橫通道及施工豎井; 豎井及橫通道開挖后對渡線及停車線漸變斷面進行開挖，為大洞進入小洞逐級開挖的方式此種設置方式，工法較成熟，由大洞向小洞開挖，有利超前支護的實施等，施工難度及風險較小; 需設置施工豎井及場地，對上部河濱公園構筑物進行拆遷及圍擋。由于人民廣場站豎井及暗挖風道已對公園部分構筑物拆遷并圍擋，若實施此豎井，對公園運營影響大，難以協調。
區間左右線線間距14 m 較小，橫通道進正線馬頭門處左右隧道開挖凈距不足0. 5 m;由于工程所處地區為巖質地區，停車線為小凈距暗挖隧道，需保證相應安全巖柱厚度，需增大橫通道寬度，若實施此方案，豎井深度約40 m，橫通道寬度及豎井深度增加工程風險及造價。
3. 2 停車線三聯拱方案
滿足限界及軌道要求的前提下，渡線中部設置三聯拱隧道，聯拱隧道中墻厚度漸變，長度約16. 6 m，采用中洞法施工。利用區間1#豎井及車站暗挖風道兩個工作面對停車線段進行開挖.
設置聯拱隧道的型式，通過兩個工作面由小洞向大洞開挖，存在擴挖反掏施工，工法控制要求嚴格; 聯拱隧道中墻部分需從兩個工作面分別開挖，需做好聯拱隧道的防水等。由于為洞內開挖，無需增加豎井及橫通道，不需場地及拆遷，一定程度降低了造價。
受外部拆遷及場地因素的影響，聯拱隧道方案為實施方案。
4 控制性工藝及實施要點
區間暗挖斷面擬定從安全及合理角度出發，綜合考慮各系統專業的要求，結合下穿風險點及圍巖情況，設置包含標準斷面在內的7種斷面類型.
4. 1 開挖工法及步驟
停車線段根據斷面類型分別采用臺階法、CRD 法及中洞法施工，其中單線標準襯砌、A型襯砌及B 型襯砌采用臺階法施工，C 型襯砌、D 型襯砌、E 型襯砌及加強襯砌采用CRD法施工，F 型襯砌( 聯拱隧道) 采用中洞法施工。
停車線開挖過程中，開挖至聯拱隧道斷面處后停止開挖，封閉掌子面并施作堵頭墻，分別從大小里程兩個方向開挖聯拱隧道中洞部分，右線小里程方向由人民廣場站豎井進洞開挖，左線大里程由區間豎井進洞開挖; 中洞初支完成施作中洞隔墻，并架設臨時支護; 由小里程方向對稱開挖聯拱隧道邊墻部分，最后由小里程方向施作聯拱隧道中間部位。施工中可根據工籌調整聯拱隧道兩側及中間部分的施作方向。
4. 2 小凈距隧道開挖控制
停車線長度約360 m，其中約310 m 長度為小凈距隧道; 左右線區間開挖輪廓平均靜距約2. 64 m，最小靜距為1. 04 m，停車線段隧道分別為單洞雙線隧道和單洞單線隧道，其中單洞雙線隧道開挖寬度約11. 9 m，高約9. 5 m，采用CRD 工法開挖; 單洞單線隧道開挖寬度約由于停車線段長度較長，且下穿河流、房屋、公園等地表構筑物，地質為巖溶中等發育區; 為達到保證施工安全，控制地表沉降，小凈距隧道開挖，擬采用以下工法進行開挖控制:
( 1) 開挖應嚴格遵循“預支護、短開挖、少擾動、強支護、早封閉、實回填、嚴治水、勤量測”方針。加強地質工作，采用隧道施工地質調查、TSP、紅外探水、地質雷達、超前地質鉆孔等綜合方法進行隧道超前地質探測手段。
( 2) 由于區間下穿構筑物較多，位于市中心區域，對地表的震動及沉降控制要求嚴格，采用人工、機械開挖，嚴禁采用常規爆破開挖。環向初期支護鋼架、豎向支撐鋼架開挖一榀支護一榀，逐榀成環推進。必要時掌子面噴射5 cm 混凝土封閉并隨挖隨噴，避免掌子面掉塊、坍塌; 并盡早施作二次襯砌。
( 3) 停車線大小斷面平行隧道中，首先進行小斷面的開挖，開挖完成后施作大斷面。由于停車線下穿河流房屋等眾多構筑物，采用機械方式對此段進行開挖。大斷面采用CRD 工法，臨近小隧道側后開挖，大斷面掌子面需與小隧道掌子面保證一定的安全距離。開挖大斷面時小斷面需設置臨時支撐。
( 4) 做好施工應急預案，加強對洞內及地表構筑物的監控量測，根據監控量測結果采取相應的工程措施。
4. 3 巖溶及地下水處理方案
由于停車線所處區域臨近且下穿河流，巖層情況為中風化泥質灰巖及白云巖; 地下水發育，地下水位一般位于地表下4 ～ 5 m，多以巖溶水及裂隙水為主，部分地表雨污水通過溶洞溶隙滲入地下; 根據地質情況及地下水發育情況，臨近河流匯水區域處通常存在較大區域的巖溶發育區，地勘鉆孔判定該區間為巖溶中等發育區，地下水豐富。地下水豐富及巖溶發育等因素，往往會造成隧道開挖發生突水突泥的風險，由于停車線斷面較大，且為小凈距隧道，下穿河流及構筑物等風險點，故停車線處巖溶及地下水處理為工程安全的重點。
貴陽地區為喀斯特地貌區，巖溶發育較多。本線路已開挖完成的隧道中遇到溶洞多為充填型溶洞，發育多為的漏斗狀、條形狀形態，內充軟塑狀物質，部分溶洞發育至地表，完全探明形態不易，溶洞附近區域往往伴隨有較大的裂隙水及股狀水發育。由于地鐵區間隧道多為城市淺埋隧道，隧道開挖過程中遇溶，加上水力沖刷及滲透作用，易發洞內涌水涌泥，往往會形成拱部及周邊區域空洞，部分發育至地表的溶洞往往會對路面、地表構筑物及相應的管線造成較大的影響。
根據溶洞及地下水發育的特點及地鐵工程中防水的主要原則，對該地區溶洞及地下水處理原則主要為: 溶洞充填和堵水的原則。溶洞充填根據溶洞發育的不同位置及形態，采用不同的充填及處理方案; 對于開挖中裂隙水及涌水主要采用開挖前封堵及開挖后封堵的處理方案，防止溶洞及地下水相互作用造成的工程風險
5 結語
本文討論了巖溶區停車線在豎井設置與否情況下暗挖施作的工法，對不設置豎井暗挖停車線的設置方式及開挖步序進行了描述; 論述巖溶區停車線下穿河流房屋等風險構筑物的自身風險及環境風險，采用適當的工法和措施解決小凈距開挖、下穿河流處理、巖溶區開挖等風險問題。主要有以下幾點體會:
( 1) 根據大部分國內城市通常做法，暗挖區間設置停車線盡量從橫通道處由大斷面向小斷面開挖，降低結構自身風險; 豎井設置困難需采用洞內開挖時，需做好各個開挖步驟的銜接工作，需注意由小斷面向大斷面擴挖的相關問題、聯拱隧道開挖步驟及防水問題等，防止偏壓問題對聯拱隧道中柱的影響。
( 2) 大小斷面并行小凈距隧道開挖中，需注意大斷面及小斷面開挖的先后順序，并保證一定的安全距離，及時封閉襯砌及設置臨時橫撐，防止偏壓對結構造成的影響。
( 3) 為規避巖溶發育情況下暗挖工程的后期沉降及塌陷等次生災害，需做到超前預防，超前處理，并對發生涌水涌泥的部位進行全方位探測，采用綜合手段對空腔進行回填處理，盡可能保證回填密實，不留空腔; 施工開挖過程中，需注意巖溶與地下水相互作用聯通的處理。
( 4) 巖溶發育區暗挖下穿河流，存在巖溶通道與河流水聯通的可能，為預防開挖中大規模突水的風險，需進行超前帷幕注漿的輔助工程措施，并對注漿效果進行檢驗，做好各項風險預案，確保下穿河流安全通過。
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