张 望

(中铁隆工程集团有限公司， 四川成都 610035)

重庆轨道交通部分明挖车站敷设于市政道路一侧，考虑到居民出行方便，常在道路另外一侧设置出入口，通过下穿市政道路的过街通道与车站相连；考虑到重庆地形及交通情况，很多市政道路交通不能导改或中断，只能选择暗挖；由于车站明挖工法，自身埋深浅，导致过街通道顶部覆盖层薄；同时由于很多地方的市政道路都是城市改造过程回填而成，过街通道洞顶、洞身甚至洞底都处于回填土中，过街通道暗挖下穿这些市政道路的回填土区域时，结构风险非常大，本工程通过在设计阶段采取了合理的风险控制措施最大程度的降低了工程风险，对本工程成功的实施起到了关键性作用，为重庆轨道交通以后建设中遇到出入口下穿市政主干道下方回填土区域设计提供指导和借鉴意义。

1 工程概况

重庆轨道交通环线渝鲁站位于渝北区，渝鲁大道东侧，呈南—北走向。北端为窦家花园立交桥匝道，南端为冲压厂高架桥，东西两侧均为鲁能星城居住区。3号出入口敞口段位于位于渝鲁站西侧，通过下穿渝鲁大道过街通道连接车站主体，3号出入口采用明暗挖结合开挖方式施工，3号出入口全长95 m，其中明挖段长24 m，暗挖段长71 m，下穿渝鲁大道段53.6 m；4号出入口敞口段同样位于渝鲁大道西侧，主要服务于渝鲁大道西侧居民，出入口全长104 m，明挖段长56.9 m，暗挖段全长47.1 m，且暗挖段下穿渝鲁大道。出入口暗挖段均为直墙拱形断面，复合式衬砌结构，采用暗挖法施工，3号、4号出入口总平面图见图1。

图1 出入口总平面

渝鲁大道向南连接黄花园大桥，向北连接江北机场，双向六车道，是重庆东交通大动脉，是非常重要的东城市主干道，车流量非常大，施工时不能中断，不能占道，因此出入口在设计过街通道时只能采取暗挖，为减小工程风险与建筑专业紧密配合，尽量满足建筑功能前提条件下，过街通道的开挖断面压缩至8.44 m，增大拱顶埋深。

2 地质情况

渝鲁站3号出入口暗挖段：洞轴走向279 °，与构造线走向小角度(31 °)斜交。该段原始地貌为丘陵斜坡，经人工改造后，该段地形总体较平坦，地质构造条件简单，沿线无断层通过，场地稳定。岩层倾角平缓，上覆土层主要为素填土，土层厚度3.10～5.10 m，下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组砂质泥岩与砂岩，地下水以基岩裂隙水为主。3号出入口地质纵剖面见图2。

图2 3号出入口地质纵剖面

渝鲁站4号出入口过街段，洞轴走向279 °，与构造线走向小角度(31 °)斜交。该段原始地貌为丘陵斜坡，经人工改造后，该段地形总体较平坦，地质构造条件简单，沿线无断层通过，场地稳定。岩层倾角平缓，上覆土层主要为素填土，土层厚度9.20～17.70 m，下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组砂质泥岩夹薄层砂岩，地下水以孔隙水和基岩裂隙水为主。采用钻爆法施工，通道跨度8.30 m，通道高6.30 m，隧道埋深约5.20 m，通道基本全部位于素填土中，隧道围岩基本分级为Ⅴ级风险源情况，渝鲁站4号出入口的地质纵剖面见图3。

图3 4号出入口地质纵剖面

从3号、4号出入口地质纵剖面可以看出，3号出入口洞身全部位于4号中风化围岩中，但是局部约26 m长洞顶处于回填土中；4号出入口相对3号出入口来说地质情况较差，基本洞身全部处于回填土中，且部分地段仰拱也处于回填土中，在靠近右侧隧道拱顶山上方有1根DN1000的雨水管和1根DN2000的排水管，风险较大。

根据勘察报告，3号、4号出入口场地回填土为人工填土，主要由城区开发建设回填形成，大部分未经夯实、碾压处理，均匀性差、级配差。

3 针对风险的设计措施

经梳理，3号、4号出入口暗挖段风险点主要有以下五处；(1)3号出入口下穿渝鲁大道回填土段(2)3号出入口下穿渝鲁大道岩层段(3)4号出入口下穿渝鲁大道回填土段(4)4号出入口下穿雨水管和污水管段(5)4号出入口仰拱处于回填土段，根据风险源分类该五处的风险源等级应为一级。针对上述的风险源进行了专门针对性设计。

3.1 3号出入口下穿渝鲁大道回填土段

该段全长26.6 m，拱顶最浅埋深7.4 m，拱顶以上全部为回填土。洞身基本处于中风化岩层中；该段开挖最大跨度为8.44 m，高度6.55 m；该段采用CD法，中间设置中隔壁；初期支护采用工字钢22a，间距0.5 m；设置T76自径式管棚+单排超前小导管。支护断面图见图4。

图4 支护断面(单位：mm)

3.2 3号出入口下穿渝鲁大道岩层段

该段全长23.2 m，拱顶围岩厚度在塌落拱1倍高度(约3.6 m)以上，围岩为砂岩和砂质泥岩互层层，Ⅳ级围岩；该段开挖最大跨度为8.44 m，高度6.55 m，该段采用台阶法；该段同样要下穿渝鲁大道，初期支护采用工字钢22a，间距0.5 m；单排超前小导管超前支护。支护断面图如图5。

图5 支护断面(单位：mm)

3.3 号出入口下穿渝鲁大道回填土段

该段全长30 m，拱顶最浅埋深5.9 m，拱顶以上全部为回填土。洞身基本处于中风化岩层中；该段开挖最大跨度为8.44 m，高度6.69 m；该段采用CD法，中间设置中隔壁；初期支护采用工字钢22a，间距0.5 m；设置φ108 mm大管棚+单排超前小导管。支护断面图见图6。

图6 支护断面(单位：mm)

3.4 4号出入口下穿雨水管和污水管段

该段全长10.5 m，上方非渝鲁大道主干道，但是也处于渝鲁大道进小区车行道上；该段出入口拱顶上方有DN1000雨水管和DN1000污水管，管道埋深3 m，距出入口拱顶上方垂直距离约3 m，该段拱顶全部处于回填土中，考虑到地下污、雨水管埋深较深，距离隧道顶较近且位于填土段，为确保隧道开挖时管线安全，对管线范围进行地表注浆加固处理。注浆加固采用钻孔注浆+旋喷桩结合方式，加固范围沿隧道纵向长12 m,横向14 m,深度约12 m。旋喷桩采用直径600 mm,间距450 mm,咬合设置，钻孔注浆管间距1.5 m，有效扩散半径1.2 m,梅花形布置。开挖工法、初期支护和超前支护同4号出入口 下穿渝鲁大道段(图7、图8)。

图7 地层加固平面(单位：mm)

图8 地层加固剖面(单位：mm)

3.5 4号出入口仰拱处于回填土段

该段全长26 m，该段的大部分处于渝鲁大道下方，洞身、拱顶全部处于回填土中，拱底以下回填土深度约2.1～5.7 m，由于开挖风险很大，底部不能扩挖换填，因此只能采取对地基进行加固处理，基底设置迈式微型桩φ76 mm注浆锚杆，微型桩打设至中风化岩下1 m (环纵间距1 m×1 m ),桩长3～6 m(图9)。

图9 微型桩断面(单位：mm)

其他辅助措施：

(1)在渝鲁大道车行道上铺设20 mm钢板。

(2)各土层断面仰拱临时封闭。

(3)严禁爆破，采用机械式开挖。

(4)短进尺，每循环开挖长度不大于钢架间距等。

对以上风险源中最危险地段即4号出入口仰供处于回填土段进行了数值模拟计算，结果见图10～图12。

图10 X方向位移

图11 Y方向位移

图12 地表沉降

经计算，Z方向位移8 mm，X方向位移1.8 mm，地表最大沉降为5 mm，满足风险源沉降要求。

根据第三方监测单位提供数据，在4号出入口施工过程中，洞内最大的收敛值为3 mm，地表沉降最大值为13 mm，洞内收敛值小于理论计算值，地表沉降值大于计算值，但都符合规范要求。地表沉降值偏大，主要是计算模拟时地质条件的输入情况与实际情况有出入，施工时正处于雨季，因此地表沉降值偏大属于正常现象。

4 结论及建议

3号、4号出入口下穿渝鲁大道回填土区为重庆轨道环线重大风险源之一，在设计时根据地勘、现场实际情况，结合重庆本地一些经验做法，采取了合理的设计措施，确保设计阶段将本工程风险降到最低，在实际的实施工程中严格要求施工单位按照图纸实施，根据笔者的分析，总结了以下几条设计阶段的风险控制措施供重庆车站附属暗挖下穿市主干道中相同地质提供参考：

(1)设计阶段尽量在满足建筑功能的前提条件下，尽量将断面宽度缩小，高度降低，尽量增大埋深，减小开挖跨度。

(2)为满足在初期支护中有足够刚度，建议选取型钢钢架，钢架型号根据开挖断面进行选择，宜用[20a～[22a，间距0.5～0.75 m。

(3)超前支护应选择承重性能较强，刚度大的大管棚，为避免做管棚室挑高断面，增大风险，如果一次打设管棚长度小于穿越长度，剩余地段可采用T76自进式中管棚。为防止管棚之间土体掉块，建议增设一排超前小导管，在土层中，砂浆锚杆的作用有限，超前小导管可代替土层锚杆作用。

(4)本工程出入口开挖跨度一般在8.4 m，选择了CD法，中间增设竖向支撑，减少每次开挖跨度，减小受力跨度，大大增加了安全性。虽然增加了施工难度，但施工方选择小机械作业是能够实施的。

(5)有些地段隧道底部处于回填土中，拱脚是不能承受较大的荷载，这时仰拱临时封闭非常重要，能较大程度解决拱脚处的差异沉降。

(6)回填土中下穿重力管线时，为减小沉降，确保管线安全，应从地表注浆加固管线周围土层，注浆采用水泥浆；但考虑到重庆填土均为抛填，土层的颗粒间隙较大，浆液流失大，应在土层四周打设旋喷咬合桩防止浆液损失。

(7)暗挖隧道仰拱下方如果有回填土，该回填土的承载力比较低，无法满足地基承载力要求，需要对地基进行处理，考虑到工程风险和经济合理性建议仰拱底部打设微型桩且对地层进行注浆加固，桩底嵌入岩层，微型桩采用迈式直径150注浆锚杆。

(8)工程设计时设计风险是否得到控制，最终还是要看施工单位是否完全按照设计图纸实施，所以施工配合非常关键，如果现场没有按照设计图纸实施，则应要求立即停止施工，整改通过为止；关系到工程的成败，任何细节都不能疏忽。