杂环境下的施工地铁风道初支技术

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【摘要】为提高在复杂环境下地铁风道初支施工水平，本文以王府井北站2号风道为例对该技术进行研究，分析了存在风险的工程部分，进而提出详细的技术措施，例如增加施工横通道，降低施工风险，加快工期。

【关键词】地铁；风道；暗挖；新增横通道；施工技术

1工程概况

王府井北站2号风道（下称为风道）位于设置于东安门大街与王府井大街交叉路口的西侧、沿东安门大街由东向西布设于淘汇新天国际商场南侧，风道初支结构小断面处分为上下两层，断面形式为拱顶直墙、初支结构净宽5.6m，初支结构净高5.513m，拱顶超前支护采用深孔注浆，开马头门处增设一榀超前小导管。风道初支结构大断面由降水导洞下方的平顶直墙断面、拱顶直墙标准断面组成，各断面竖向分为4层部分，采用暗挖法施工，风道初支结构由3号横通道侧壁及竖井侧壁开洞门施做，其中部分断面需结合2号施工横通道及施工竖井共同设置。平顶直墙断面初支结构净宽13.5m，初支结构净高12.47m；拱顶直墙标准断面初支结构净宽13.5m，初支结构净高15.806m，，拱顶超前支护采用深孔注浆，开马头门处增设一榀超前小导管。风道初支结构覆土约12.17～15.24m，底板埋深约27.97m。

2风险工程

王府井大街作为北京的“金街”，周边有大量的商业大厦、沿街商铺，同时地下存在多种市政管线。由于建设年限的不同、建筑物结构形式的不同，抵御变形的能力各有差异，再加上周边大楼商业价值巨大，这对地铁工程施工都提出了严苛的考验，设计、施工时犹如太岁头上动土，必须予以充分考虑，保证安全。风道北侧紧邻淘汇新天国际商城，南侧紧邻懋隆黄金商铺，结构拱顶管线错综复杂。淘汇新天国际商城结构包括地上9层，地下4层。结构为钢筋混凝土框架剪力墙结构，建筑基础为筏板基础，埋深17.9m，商城与风道主体水平净距13.20m；懋隆黄金商铺为地上两层，无地下室的古建筑，商铺与风道主体水平净距为14.1m；风道施工时需下穿750×1000雨水沟、顺行东侧垂直下穿900×2000人防空洞、顺行下穿D700污水管、下穿D300污水管、下穿D200上水管、垂直下穿2×D200热力管，管线错综复杂，部分管线存在渗漏，给施工造成极大的阻碍。

3现场施工关键的技术措施

3.1风道施工时，使用既有降水井对含水层进行疏干

风道初支结构存在两个含水层、分别是层间水和潜水～承压水、层间水位于结构中部、含水层薄、水量小，开挖过程中如遇到该水层、需疏干处理；潜水～承压水层位于结构下部，本层水需降低水位，根据详勘资料和现场施工条件，对风道采取洞内降水斜井方式降水，由于风道南侧紧邻王府井北站施工竖井及横通道，在施工时可以借用车站竖井及横通道的洞内斜井，对位于风道中上部的层间水，利用洞内第一层的降水斜井，联通上下含水层，将层间水引入下层含水层进行消纳，第一层降水斜井目的是为降低层间水、全部降水斜井为引渗井，不下泵抽排地下水，对位于风道下部的潜水～承压水，利用洞内第二层的降水斜井进行抽排至结构底板以下0.5m，洞内降水斜井施工时采用洞内改装潜孔锤钻进工艺施工，风道初支施工前应超前开始抽水，提前抽水时间不应少于14d[1-2]。

3.2增加横通道进行开挖

正常开挖风道必须等到车站站厅层施工完成后在通过风道预留洞口进行破除开挖，而通过施工横通道，可以在车站施工过程中同时施工风道，而施工横通道也属于风道的一部分，不增加过多的工程量。车站与风道同时施工也达到了节省工期的目的。施工横通道将风道分割为东西两个部分，由于东侧部分施工程量较小，可以先进行东侧部分的初支施工。这样，我们在进行西侧部分初支施工期间就可以进行东侧部分二衬施工，并且风道东侧部分与车站相接，车站站厅层可以作为风道二衬钢筋的加工区，既节省场地也节省倒运时间，也能大大缩短工期。3.3暗挖施工存在的风险及相应的控制要点在暗挖的施工过程中，存在诸多的施工风险，为了保证施工的安全和质量，需对可能发生的情况进行分析，提前制定好应对措施。

3.3.1马头门开挖风险从横通道开始施工风道初支结构时，需在横通道侧墙进行马头门破除，马头门破除改变了横通道结构的受力状态，如施工不当极易造成横通道结构的变形，增大地表的沉降，严重时甚至引起结构破坏，造成不可估量的损失[3-5]。在破除前首先对马头门拱顶以上1.5m范围、以下0.5m范围内的土体进行深孔注浆，提高拱效应。在架设完成横通道内马头门处加强型钢后方可破除，破除后，应立刻施作洞口支撑格栅，密排4榀加强马头门处的支撑能力。

3.3.2预防塌方事故风险（1）应制定工程测试数量、位置及相关程序的明确方案；建立隧道监控测量与超前地质预报联合分析；设定不良后果的应急补救措施；施工方应设置内部监督系统，并对实测措施进行分析；设计变更要经过设计充分勘察和验算后方能批准。（2）按照设计文件中针对初支结构拟定的土体加固措施进行施工，对加固后土体进行检测确保满足设计文件要求后方可开挖，根据开挖所见拱顶加固情况进行超前小导管局部补注浆。（3）每一环施工前首先进行超前地质探测，排查地层中空洞及水囊等不利于施工的情况，在施工时可采取洞内超前小导管注浆、洞内打设大管棚等方法加固土体。（4）施工时严格遵循暗挖十八字方针“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”施工。（5）加强施工质量控制，确保初支钢架的加工平整度以及现场拼装质量，对钢架节点应螺栓连接并采用帮焊，确保节点可靠连接。（6）若遇塌方事故，立即封闭掌子面，预留150mm灌喷管及小导管，灌喷完成后立即进行注浆加固，妥善处理后方可进行后续施工。

3.4保证地下管线及四周商业建筑物的土体稳定

（1）严格按照设计文件所示风道施工步序，控制风道各导洞施工开挖的步距，各导洞采用上下台阶法施工，上下台阶错开3～5m；开挖留核心土，台阶根据土层稳定情况采用1:（0.7～1）放坡，预留核心土长度应大于2m，，并根据施工实际情况调整。上下台阶交界处打设锁脚锚管并注浆加固，施工时严格控制开挖断面的尺寸，不得存在欠挖的情况，超挖符合允许超挖值。中线、高程必须符合设计的要求。土方开挖后立即进行初期支护。隧道允许超挖值具体如表1所示。（2）在风道施工过程中，加强对开挖工作面的地层观察和记录，判断其稳定性，根据超前探测预报开挖面前方地质情况，指导施工，必要时封闭掌子面。（3）在施工通道开挖至端头后，及时施作封端墙支护结构。（4）及时初支背后回填注浆减小地层沉降。（5）为了有效控制地表沉降，施工中应尽量减少对围岩的多次扰动。（6）风道初支结构封端墙及时进行小导管注浆加固，角度15°，L=2000mm，横向及竖向间距为1m，梅花形布置[6-8]。

3.5实时监控测量繁华的商业街

工程地处繁华商业区，监控量测显得尤为重要。为确保施工期间暗挖支护结构、横通道周边建（构）筑物、地下管线、道路和其他设施的安全，施工期间必须加强监控量测，及时反馈，做到信息化施工。同时，通过施工监控量测数据分析掌握围岩稳定性的变化，根据变化优化施工方案，必要时进行设计变更，消除隐患，确保工期和施工安全，并为以后工程做技术储备。

4结语

综上所述，王府井北站处于北京最有名的商业街之一，在这个寸土寸金的地方，对工期和施工质量的要求极高，面对复杂的施工环境，可以改变传统的施工方法，在风道施工时增加施工横通道，既节约了工期，也提高了施工效率。在施工过程中可以通过严密的监控测量及施工控制，对四周管线和建筑物造成影响微乎其微，也大大减少了地表沉降。随着全国地铁的大力发展，施工情况越来越复杂，希望本文能为以后的工程提供参考。

参考文献

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[8]戴文亭，王振，孙明志，等.浅埋暗挖风道进主体施工技术优化分析[J].地下空间与工程学报，2018（3）：748-760.

作者：貟宁 单位：中铁十六局集团地铁工程有限公司