刘橙

摘 要：随着城市的发展，地铁成为了不可或缺的交通工具，因便捷出行地铁越来越受市民亲睐。现在的地铁线路之间换乘往往采用同站换乘方式，然而考虑客流量、通风、应急疏散能力等因素，暗挖换乘车站一般都设计为大断面甚至超大断面隧道，增加大断面风亭组和超长出入口，因此一个车站内部就包含许多洞口，从而形成群洞效应。本文结合重庆轨道交通环线民安大道车站施工，探讨群洞施工过程中一些问题及施工工艺，分享一些经验教训。

关键词：超大断面隧道；群洞效应；施工工艺

1 技术分析

民安大道车站开挖断面面积为675m2，长度为240m，属于超大断面隧道。由于车站分别在大、小里程端与2个风道、2条区间隧道接口，形成隧道洞群，隧道两端接口型式多样，开挖工作面需多次变换，工法转换频繁，又因为接口的风道及区间亦属超大断面隧道，应力变化极为复杂，施工难度及风险极高，是一个结构特别复杂的群洞系统工程，在国内外软岩地区地铁行业实属罕见。因此施工通过方案优化分析和仿真模拟研究，为工程施工提供决策依据，然后结合施工经验对优化后的施工方案进行实施，同时利用现场量测及初支预埋监测元件的受力变化分析进行信息反馈，做到信息化动态施工。

本工程主要研究并实践了以防坍塌保安全为首要目标，选取最佳的超前预支护方案和合适的工法，同时谋求控制地面沉降，隧道的沉降及收敛，减少施工对周围居民及建（构）筑物的影响，又兼顾工程进度的超大断面群洞施工技术。

2 工程案例

2.1 项目设计概况

民安大道车站为环线和四号线跨线同台换乘地下三层暗挖岛式车站，断面开挖宽度为25.7m～30.053m，高度为28.051m，埋深42m～45m。

車站范围内环线左右线呈上下叠落，位于车站北侧；四号线线路左右线呈上下叠落，位于车站南侧，左右线线间距（竖向）为7.2m，环线与四号线线间距为18.2m。车站施工采用拱盖洞内逆作法施工，大小里程两端区间隧道采用钻爆法施工。

2.2 项目特点

由于车站及区间隧道的多种功能性要求，所形成的结构罕见复杂的隧道群决定了本工程的基本特征。

（1）体量大、工期紧、任务重；本工程土石方开挖总量达74万方。

（2）车站岩体为Ⅳ级围岩，且存在楔形体滑塌风险。

（3）结构复杂，风险极高。风道为对开，存在掉拱风险；2条区间隧道间距最小仅为10.8m，风道与区间隧道距离仅为2.1m。群洞之间相互影响大，结构极易失稳。

（4）洞群均属超大断面。车站开挖面积675m2，风道最大开挖面积303.58m2，叠落隧道最大开挖面积达287.19 m2；大小里程端风道开挖面积分别为303.58m2、290.02m2、290.02m2、177.42m2。

（5）涉及工法多，工序转换频繁，施工组织复杂。车站上部结构采用拱盖法，开挖采用双侧壁导坑法，中下部采用洞内明挖逆作法，开挖采用分段分层爆破施工；站前接口区间采用台阶法，渡线段采用九歩序双侧壁导坑法，小里程接口风道采用八歩序CRD法；站后接口区间分别采用四步台阶法、八歩序CRD法、十二歩序双侧壁导坑法，大里程接口风道采用八歩序CRD法。

3 超前支护及初支加强方案的研究

车站大断面向风道及区间隧道小断面过渡时，车站开挖里程及标高到达接口位置即开始风道及区间隧道小断面分部施工。利用超前支护加固围岩，小断面拱部180°范围设置A50×4mm超前小导管，L=8m，环向间距0.4m，入射角10°，门洞初支设置300×500mm的加强环梁，主筋14C25，箍筋A10@200，沿接口处小断面拱墙布置。

车站大断面初支在小断面开挖轮廓两侧密排3榀格栅钢架，接口处设双拼I25b加强横梁，初支完成后在横梁上下两侧进行背后注浆填实，保证横梁施工质量，开洞一侧支洞顶部钢架采取纵向连接筋加密措施，使用C22钢筋，间距0.5m内外各一层，加密范围为小断面开挖轮廓线外4m，保证风道洞口车站初期支护的完整性、稳定性，完成风道拱部超前支护后，分步破除车站侧墙初期支护，对风道接口进行施工。

4 施工方案的优选与实践

群洞部位开挖及二衬施工方案选择以可靠性高、可操作性强、灵活性好以及经济性强等原则进行。

（1）车站小里程施工顺序：车站上部左右侧导坑开挖至小里程交叉口部位→开挖风道接口部位，后拆除核心土→施做车站交叉口拱盖及风道加强段上部二衬→逆作法施工车站及风道加强段中下部（分段分层开挖，分三次逆作侧墙二衬，第一次侧墙逆作后架设钢管支撑），同时开挖与区间接口部位→待车站与风道交叉口二衬成环后，施做区间接口部位二衬。

（2）车站大里程施工顺序：车站上部左右侧导坑开挖至大里程交叉口部位→开挖车站两侧及风道加强段中下部，同时开挖区间隧道接口部位→施做风道加强段及区间接口部位二衬→拆除车站上部核心土，施做拱盖二衬，再拆除中下部核心土，施做仰拱，达到交叉口成环。

（3）大小里程施工方案对比。在大小里程端采用两种方案进行的施工，均符合“安全是前提、质量是根本、进度是保障”的理念。

5 防水技术的应用与创新

车站主体及附属结构的防水遵循“以防为主、限量排放、刚柔并济、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。以钢筋混凝土结构自防水体系为根本，加强钢筋混凝土结构的抗裂、防渗能力，同时以施工缝、变形缝等接缝防水为重点，辅以全包防水层加强防水。车站主体及人行通道、机电设备集中区防水等级为一级，风道、风井等附属结构防水等级为二级。

6 二次衬砌施工的研究与实施

群洞交叉口部位的断面型式多样、结构复杂，交叉口二衬施工质量把控是整个工程二衬施工的一大难题。为确保二衬施工质量达到创优目标，选择最佳的二衬施工方案是前提。

车站拱盖由于砼延米方量大（60m3/延米），采用定制模板台车（长6m）浇筑二衬混凝土，侧墙、板采用胶合板拼装作为模板体系；风道及区间隧道二衬拱部采用组合钢模，直墙及板采用胶合板拼装作为模板体系。商品混凝土泵送入模模浇筑。

鉴于单次浇筑混凝土方量较大，有针对性的编制大体积混凝土浇筑方案，以指导现场施工，防止出现冷缝、裂纹等质量问题；提前沟通砼运输供应问题，确保砼正常供应、连续浇筑。

7 结束语

民安大道站及区间隧道工程结构极其复杂，仅车站主体隧道及区间正线隧道囊括13种不同的断面型式，其中9种为超大断面型式，断面交替变化点多达36处，施工工法涵盖全断面法、台阶法、中隔壁法、双侧壁导坑法，施工难度极大。群洞之间开口错开进行，不同工法开挖的工作面保持合理的间距，减少相互扰动，并采取相应措施确保围岩稳定。

超大断面隧道群间的施工转换，开挖采用大断面进小断面的方式，确保结构稳定，保证施工安全，同时满足快速推进工程进度的需求。本工程通过对群洞效应的研究，成功地实践了复杂条件下超大断面的群洞施工，为类似超大规模群洞施工树立典范。

参考文献：

[1] 王毅才.隧道工程[M].北京：人民交通出版社，2002.

[2] 周爱国.隧道工程现场施工技术[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3] CJJ/T 202—2013.城市轨道交通结构安全保护技术规范[S].