刘湛省

1 工程概况

重庆轨道交通2号线临江门车站工程,地处重庆市最繁华的商业步行街下,车站主体沿邹容路走向布置,车站主体洞室长198m,宽21.8 m～23.4m,高约19.9 m～20.6m,埋深约10m～15m。

该车站具有复杂的工程环境条件:单跨大断面、浅埋、邻近地面高层建筑物多、地下人防洞室密布。车站隧道洞室采用曲墙拱形断面形式、等截面封闭衬砌结构。

该车站为地下双层岛式站台车站,由上至下分别为站厅层、站台层。附属工程有4个出入通道,2处排风道。工程全部位于地下。

车站工程地质条件:临江门车站在区域构造上处于解放碑向斜轴部地段,岩层产状平缓,岩层走向北北东,倾角变化范围5°～16°,无断裂构造。车站隧道洞室拱顶为砂岩,边墙与底板为中微风化厚层砂岩、砂质泥岩。砂岩围岩分级为Ⅱ级,砂质泥岩围岩分级为Ⅲ级。

2 车站施工的难点

1)车站隧道断面大(断面截面积约420m2),开挖难度大。掘进过程中需要及时支护,严格控制爆破能量。2)车站洞室周围地下人防洞室密布,破坏了原有岩体的完整性,施工风险大。这些人防洞室一般宽3.5 m～5m,高2.5 m～5m。成洞年代不一,纵横交错,在空间上错综复杂,上下层叠,有的在车站开挖范围内,有些与车站洞室相交,有些与车站相距甚近,构筑标准不尽相同,有的已经衬砌,有的未衬砌。3)车站周边高层建筑物林立,距离过近,施工风险大。这些高层建筑的深基坑与车站间距很小,基坑底标高多位于车站隧道拱部附近,使得车站隧道周边出现很大侧压力。4)由于临江门车站位于闹市区,上部为解放碑步行街及分布了较多的重要建筑物。周边地表建筑物控沉、防坍是施工难点之一。

3 车站隧道的开挖方法

经过方案比选,数字仿真分析,车站开挖采用双侧壁导洞预留核心土分部开挖、初期支护紧跟开挖工作面、全断面二次衬砌的施工方法。

3.1 具体开挖步序

隧道开挖步序横断面图见图1。

1)上部导洞A部的开挖→初期支护→临时中隔墙支护、临时Ⅰ20b型钢横向支撑Ⅰ→复喷至设计厚度(英文数字表示开挖及施工二次衬砌步序,罗马数字表示初期支护及临时支护步序,其与开挖步序相同)。2)中部导洞B部的开挖→初期支护Ⅱ→临时中隔墙支护Ⅱ、临时型钢横向支撑Ⅱ。3)下部导洞C部的开挖→初期支护Ⅲ→临时中隔墙支护Ⅲ。4)施工C部边墙基础仰拱钢筋混凝土。5)隧道拱部D部的开挖→初期支护Ⅳ→在核心土上部架立钢桁柱支撑Ⅳ。6)拆除钢桁柱支撑,隧道核心土E部的开挖。7)采用模板台车全断面二次衬砌F部(距隧道拱部开挖面的距离不大于16 m)。8)隧道核心土G部的开挖。9)隧道仰拱H部的开挖。10)隧道K部仰拱钢筋混凝土及仰拱H部的填充。

3.2 浅孔微震爆破技术

由于车站隧道位于市中心繁华商业区,地表行人车辆密度大,隧道埋深浅,地表高层建筑物林立、高层地下室与车站开挖边线距离近,且基底标高在车站隧道拱部,又有纵横交错的人防洞室。经过反复研究和试验,隧道爆破施工确定不同的开挖部位采用不同的爆破方法和参数,主要采用了光面爆破、低爆速炸药、开挖面增打减震孔、预留光爆层、非电毫秒不对称起爆网络技术(将相邻段起爆时差控制在50ms～70ms内,以免地震波发生叠加增大)等综合减轻震动的控制爆破技术。

3.3 开挖爆破方法

1)A部开挖采用核心掏槽(为降低爆破震动波速度,增大爆源与周围建筑物的距离,核心掏槽部位设在A部靠核心土侧)逐层剥离光面爆破施工。2)B,C部开挖采用微台阶(台阶长3 m～5 m)拉中槽、两侧预留1 m光爆层的施工方法。3)D部开挖爆破距离衬砌台车距离近,控制爆破飞石距离是爆破控制的关键。4)核心E,G,H部的开挖采用松动爆破,机械装碴的开挖方法,个别比较大的利用小炮二次破碎。

3.4 开挖效果

从整体爆破效果看,开挖面成型较好,爆破震速得到了有效控制,开挖爆破对周边建筑物未造成伤害,未引起地表沉降,超(欠)挖均控制在允许范围内。

4 车站隧道二次衬砌施工

综合比较,确定采用大断面整体模板台车全断面衬砌方法。

为了确保全断面大体积现浇混凝土的质量,首先制定了详细的施工方案,研制装配了通用性好的一次衬砌成型模板台车,做好了施工前的准备工作如人员配备、技术交底、机具和设备的准备、测量准备、安全和质量保证措施交底等;其次在混凝土进场验收、泵送速度控制、混凝土浇灌、模板台车加固及变形观测、混凝土捣固、浇筑完成后混凝土的养护都有详细的技术规定并且严格地加以实施。

临江门车站隧道二次衬砌施工从开始至结束,历时8个月。二次衬砌完成后对车站隧道净空测量,衬砌净空符合要求,最大偏差4cm(设计允许误差5cm),说明台车设计和衬砌混凝土施工合格;衬砌混凝土表面大面平顺光滑,观感好;衬砌混凝土表面无蜂窝麻面、露筋现象;混凝土实际用量为设计值的102.5%,说明超欠挖控制较好,初期支护成型较好,混凝土用量较合理。

5 车站暗挖隧道施工效果

1)由于车站地处重庆市最繁华的解放碑商业区,隧道埋深浅,周围建筑物密集,地面车流如潮,行人摩肩接踵,隧道结构采用了单跨、大断面、曲墙、仰拱的形式,避免了对地面交通、周围建筑物及地下构筑物的影响。

2)由于车站隧道地理位置的特殊性,优选了“双侧壁导洞预留核心土多层分部开挖”的施工技术,不但确保了施工安全,而且也加快了施工进度。

3)在临江门车站特殊环境条件下,对不同的分部开挖面采用了不同的爆破方式和爆破参数,形成了一套完整的城市复杂环境条件下大断面隧道微台阶分部开挖的浅孔微震控制爆破的技术和方法。

4)临江门暗挖车站隧道结构净空高18.5 m、宽 20.1 m、断面截面积约334.7 m2,一次浇筑混凝土量达200m3。经过反复研究和采取一些特殊措施,有效解决了模板台车的刚度和稳定性,还解决了多种断面采用同一台车多变化的支护技术,并且从混凝土配制、浇筑工艺、施工方法、支拆模及养护等方面采取了一系列措施,确保了混凝土质量达到内实外光的要求。

5)监控量测是新奥法施工的重要措施之一,《地下铁道工程施工及验收规范》对监控量测做了必测项目和选测项目的具体规定,为了保证隧道施工安全,在临江门车站施工时,把必测项目和选测项目均纳入监控量测范围之内进行实施,为保证施工安全、指导施工及优化设计提供了科学依据。

[1]瞿东江.新奥法施工在北斗坡隧道开挖支护中的应用[J].山西建筑,2008,34(12):308-309.