孙朝
中铁六局集团石家庄铁路建设有限公司 河北省石家庄市 050000
摘要：当前，在我国西北和黄河中上游地区，湿陷性黄土分布非常广泛。随着我国地铁建设的高潮，西北和黄河中上游地区城市地铁建设步伐加快，地下空间的不断开发利用，隧道施工技术也在不断由单一向多种技术组合发展，在实际工作中，面对隧道渡线段变断面或者围岩稳定性比较差的情况下施工，面对断面之前的转换往往会出现地表沉降、施工难度加大、工期增加、安全质量难以保证等多个制约问题，下面，主要围绕如何行之有效的处理这些变断面转化的高效转换成为一重大难题，进行了实践施工，并提出建议性意见。
关键词： 地表沉降 断面跨度大 湿陷性 施工难度大
1.引言
隧道工程施工环节所应用的浅埋暗挖法技术能效较强，但是需把控的技术要点也相对较多，只有结合工程实际情况，做好对应的支护及开挖掘进施工作业，才能在保证工程质量的基础上，推进变断面之间转换技术不断丰富与创新，促使浅埋暗挖工艺向着完善方向发展。现阶段浅埋暗挖法在隧道工程施工中的大量应用逐渐积累了成功经验，为我国隧道施工水平的提升打下了坚实的技术基础。西安地铁9号线1#竖井单线渡线段施工涉及到5个断面交替变化，断面跨度大，施工工艺变化复杂，采用双侧壁导坑法向中洞法转换，有效解决有变断面直接的转换制约难点，本文主要依据西安地铁9号线1#竖井双侧壁导坑法向中洞法转换施工方法开展论述。
2. 工艺原理
单渡线隧道经过5个断面的交替变换，跨度大，施工工艺变化复杂频繁，在隧道开挖中易引起不稳定沉降甚至坍塌，施工过程中应坚持“管超前、短开挖、严注浆、强支护、快封闭、勤量测”方针原则。
D断面采用双侧壁工法开挖，每部开挖后，及时施做初期支护和临时支护，严格控制每循环的进尺长度0.5m，尽早封闭断面。
E断面为连拱断面，采用中导洞+短台阶施工，针对连拱断面施工工序多、受力形式换频繁、周围土体多次扰动的特点。为确保施工安全、保证地下管线及地面交通的安全，采用双排小导管预注浆加固地层的措施。施工中需对各工序施做初期支护和临时支护，同时应严格按设计执行进行控制，确保在开挖及初支施工中安全，每步开挖后，及时施做初期支护和临时支护，同时应严格坚持作好本段施工监控量测，特别应注意保持各台阶之间的进度协调，严禁冒进。严格控制每循环的进尺长度0.5m，尽早封闭断面，(开挖采用人工开挖)各台阶断面开挖均预留核心土，以发挥掌子面三维支撑作用，控制好台阶长度，保证掌子面稳定。
3. 施工工艺流程及操作要点
3.1 施工工艺流程
从由侧壁导坑法施工的D断面到中洞法施工的E断面工法转黄施工工艺流程。
3.2 施工工艺流程及操作要点
3.21施工工艺流程
从由侧壁导坑法施工的D断面到中洞法施工的E断面工法转黄施工工艺流程。
5.2.1 D断面施工工序
D断面双侧壁导坑法施工工序：
步骤一：破除开挖右侧上台阶部位土方(保留核心土长度3m)，修整开挖面、初喷混凝土、挂内外双侧钢筋网片、安装钢架和临时支撑、打设超前和锁脚锚管(4m)、喷射混凝土。
步骤二：右上部1开挖支护完成4—5m以后，开始施工右侧下部2，修整开挖面、初喷混凝土、挂内外双侧钢筋网片、安装钢架和临时支撑、喷射混凝土。
步骤三：右下部2开挖支护完成4—5m以后，破除开挖左侧上台阶部位3土方(保留核心土长度3m)，修整开挖面、初喷混凝土、挂内外双侧钢筋网片、安装钢架和临时支撑、打设超前和锁脚锚管(4m)、喷射混凝土。
步骤四：左上部3开挖支护完成4-5m以后，破除开挖左侧下台阶部位4土方，修整开挖面、初喷混凝土、挂内外双侧钢筋网片、安装钢架和临时支撑、喷射混凝土。
步骤五：左下部4开挖支护完成4—5m以后，开始施工中部上台阶5，土方开挖完成后修整开挖面、初喷混凝土、挂内外双侧钢筋网片、安装钢架，加设临时支撑、喷射混凝土。
步骤六：中部上台阶5开挖支护完成4—5m以后，开始施工中部下台阶6，土方开挖完成后修整开挖面、初喷混凝土、挂内外双侧钢筋网片、安装钢架、喷射混凝土。
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5.2.2 E断面施工工序
中导洞法施工，中洞采用CRD法，侧洞采用台阶法施工，上下台阶错开3-5m,注意预留核心土，核心土长度不小于3.0m，核心土需预留45°斜坡，保证掌子面稳定，各导洞首先进行超前注浆小导管的施工，各洞均采用台阶法施工；按设计间距布设格栅钢架和临时支撑型钢，挂网喷C25早强砼。E型断面每循环开挖长度为0.5m。施工过程中加强对拱脚的处理，施工时严禁欠挖和超挖，每侧拱脚均设锁脚锚管。中洞施工完成后，待中墙混凝土强度达到70%以上时方可继续下一步工序。
5.2.3 D断面与E断面变化施工
1 D、E断面变化施工
渡线段D型断面段施工至E断面接头处采用设置堵头墙的方式直接变化，渡线段D型断面开挖尺寸12290*10828mm，E型断面开挖尺寸20180*7956mm；考虑保护层等，渡线段D断面到E断面变化处调整超前小导管打设角度，格栅钢架每榀步距0.5m，钢架之间通过“L”型加强筋和纵向连接筋将每榀钢架连接为整体，每侧锁脚处打设两根注浆锚管，将锁脚锚管与格栅钢架焊接为整体，利于整体受力。渡线段D型断面变至E型断面段采用中导洞+台阶法施工，同时借助左线小里程标准断面初支完成的隧道空间，首先开挖两侧中墙导洞，完成后及时施做中墙，各洞室分台阶施工，由于变断面处施工空间狭小，应采用人工开挖，同时增加监控量测的频次，及时调整支护参数；初期支护和二衬施工交叉同时进行，及时封闭成环，D、E断面变化见图5.2.3-1。
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图5.2.3-1 D、E断面变化示意图
2 D、E断面封堵墙施工
D、E断面变化出堵头强采用内外侧φ25@150钢筋两端与两钢架之间进行焊接，内外侧采用拉钩φ10@300*300；衬砌钢筋采用内外侧φ25@150，内外侧采用拉钩φ10@300*300，钢筋两端锚入相邻侧墙里，锚入长度比小于35d，
5.2.4 超前小导管施工
1 测量布孔
根据超前小导管的施工设计图纸、测量人员根据导管环向设计参数进行布孔，并用红油漆进行标记，同时放出中线，作为施钻角度的控制依据。标准断面及地裂缝断面超前小导管环向间距0.3m，在拱部150°范围内布置。
2 插打导管
根据设计图纸、测量人员根据超前小导管环向设计参数进行布孔，并用红油漆进行标记，同时放出中线，作为施钻角度的控制依据。
钻孔采用YT-28风钻，钻杆的直径应比导管直径大3~5mm，然后拔出钻杆，将钻杆更换为导管，再采用风钻将导管顶入钻孔中，顶入长度不小于小导管长度的90%，然后检查导管内有无充填物，用吹管吹出。并用塑胶泥封堵导管周围及孔口，待喷射混凝土完成后，开始注浆作业。超前小导管顶入时外插角控制在10°。
3 注浆
5.2.5 喷射混凝土施工
1 喷射混凝土参数
隧道开挖净空检查合格后先进行初喷混凝土4cm厚，然后挂设钢筋网片(针对地裂缝断面)，按照中线及净空尺寸安装格栅钢架，焊接纵向连接筋，挂格栅钢架内侧网片，并在拱部150°范围内预埋φ42初支背后回填注浆管，标准断面注浆管长度850mm，地裂缝断面注浆管长度500mm，环纵向间距为1000×6000mm，梅花型布置，孔口用棉纱封堵保护，最后喷射至设计厚度，标准段喷射混凝土厚度250mm，地裂缝段喷射混凝土300mm，采用C25早强混凝土，全断面支护。
7 质量控制
7.1 钢筋网在钢筋加工棚内加工时，圆盘条冷拉调直并除锈后现场截取编网，点焊成网片，钢筋网片铺设前进行除锈，网格尺寸允许偏差为±10mm。
7.2 每个单元格栅钢架调整完毕后，格栅钢架外缘采用钢楔或混凝土预制块楔紧，并与上榀格栅钢架采用φ22连接筋进行焊接固定，连接筋格栅钢架内外两侧双层错开布设，环向间距1000mm，焊接长度不小于10d，然后再进行下一个单元格栅架设，直至封闭成环。
7.3 每个拱脚部位应打设2根φ42锁脚锚管，长度4m，角度45°。格栅应水平，格栅间距要准确，连接板应密贴，连接螺栓拧紧上齐，缝隙不超过2mm。每榀格栅应与上榀格栅连接牢固，以便形成整体受力结构。
7.4 钢筋网安装允许偏差：钢筋网搭接长度应为1个网格，允许偏差为±50mm。
7.5 钢架安装允许偏差：钢架间距允许偏差为±50mm，钢架横向允许偏差为±30mm，高程允许偏差为±30mm，垂直度允许偏差为5‰，钢架保护层厚度允许偏差为-5mm。
7.6喷射混凝土要求密实、平整、无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓等现象。平整度偏差控制在30mm内，且矢弦比小于1/6。
7.7 防水施工
7.7.1 二次衬砌采用C35、P12防水钢筋混凝土。初期支护和二次衬砌间设置1.5mm厚EVA塑料防水板+土工布缓冲层。
7.7.2 喷射混凝土初期支护具有一定的抗渗性能，铺设防水层前，初支表面不得有明水流，否则要进行背后注浆或表面封堵处理。
7.7.3 采用1.5mm厚EVA塑料防水板+土工布缓冲层进行全包防水处理。防水层铺设前，用水泥砂浆抹面的方法对初支表面进行找平处理，同时将初支表面的钢管、铁丝等突出物从根部割除，割除部位用水泥砂浆进行覆盖。在初支表面铺设不小于400g/m2的土工布作为防水层的缓冲层，防水层采用无钉铺设双焊缝工艺。
7.7.4 在现浇混凝土结构的周边预埋注浆管，结构施工完毕后进行二次注浆处理，将二衬与防水板之间的空隙填充密实。环向施工缝部位采用中埋式钢边橡胶止水带与涂刷水泥基渗透结晶防水涂料，纵向施工缝采用镀锌钢板止水带与防水层进行过渡连接形成密封止水。
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初支完成照片