轨道交通工程中三连拱隧道施工技术控
制
摘要:为了探讨三连拱隧道施工技术在城市轨道交通工程中的应用效果，以某轨道交通隧道工程实例为研究对象，深入分析三连拱隧道施工技术的施工工艺流程、工序与质量控制要点、监控量测要点，为类似项目提供参考。
关键词:三连拱隧道；工序控制；监控量测； 引言
轨道交通属于大型项目工程，部分暗挖工程受周边环境、地质条件、综合造价、线路功能需求等多种因素影响需设置三连拱隧道，三连拱隧道在施工过程中工序转换复杂，项目实施存在多种不安全因数，因此对三连拱隧道施工技术进行探讨具有重要意义。
1、工程简介
某轨道交通停车场出入场线线路出车站后左偏下穿石材城和高速路大桥后与出入场线路基段相接，区间暗挖段全长1322.4m，停车场出入场线暗挖隧道与车站相接，在RDK0+017.6～RDK0+036段与区间正线隧道形成三连拱结构，如图1-1所示。
图1-1 三连拱隧道平面示意图 2、施工工序 2.1总体施工工艺
本项目隧道地质及周边环境复杂，为确保隧道的稳定，在施工过程中需严格进行工序控制，先进行中间导洞施工，再行施做区间左线隧道，待区间左线隧道二衬完成后才可进行区间右线隧道开挖，区间右线隧道二衬均完工后方可进行出入段线隧道的施工，中导洞及区间左、右线隧道采用台阶法施工，出入段线隧道采用CD法施工，详细施工流程如下：
①、②左侧中导洞上、下台阶开挖→中隔墙浇筑，架设临时横撑→重复①、②、完成右侧中导洞、中隔墙施工及临时横撑架设→③、④区间左线隧道上、下台阶开挖→⑤仰拱开挖，接长钢架封闭成环→、浇筑仰拱二衬及仰拱填充→区间左线隧道二衬浇筑→⑥、⑦区间右线隧道上、下台阶开挖→⑧仰拱开挖，接长钢架封闭成环→、浇筑仰拱二衬及仰拱填充→区间右线隧道二衬浇筑→⑨、⑩出入段线隧道左侧上、下台阶开挖→左侧仰拱开挖，安装钢架封闭成环→、出入段线隧道右侧上、下台阶开挖→右侧仰拱开挖，安装钢架封闭成环→、浇筑仰拱二衬及仰拱填充→出入段线隧道二衬浇筑。
图2-1 三连拱隧道施工工序 2.2关键工序控制要点
2.2.1中导洞开挖支护及中隔墙浇筑
1）开挖中导洞上台阶:施作中导洞①部初期支护，上台阶开挖高度为3m。 2）开挖中导洞下台阶:上台阶开挖支护完成后，开挖②部并将初支封闭成环。重复步骤1)、2)直至完成全部中导洞开挖，下台阶开挖高度为3.2m。
3）中隔墙浇筑:中导洞开挖及支护完成后，在中隔墙与初支拱部及底部打设Φ22砂浆锚杆，并分段浇筑中隔墙。完成中导洞部施工。
2.2.2区间正洞开挖及支护
1）先进行③部的开挖，施作③部台阶周边的初期支护和临时支撑，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立钢架及临时支撑，并打设锁脚锚杆(管)，上台阶开挖高度为3.4m。
2）上台阶开挖支护全部完成后进行④部的开挖，台阶周边部分初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立钢架及临时支撑，并打设锁脚锥杆(管)，下台阶开挖高度为2.6m。④部全部施工完成后，开挖⑤部并铺设钢筋网，接长钢架并使之封闭成环。
3）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，铺设防水层，灌筑部仰拱与边墙基础，待部初凝后灌注部至设计高度。
4）铺设防水层，利用衬砌模板台车一次性灌筑部村砌(拱墙衬砌一次施作)。
5）开挖⑥、⑦部，步骤及工序同1)、2)、3)、4)。 2.2.3停车场出入场线暗挖隧道开挖及支护
1）两侧侧洞施工完成后，采用机械冷开⑨部并施作周边初期支护及临时支护，上台阶开挖高度3.3m；⑨部全部施工完毕后，开挖⑩部并施作周边初期支护及临时支护，下台阶开挖高度为4.2m；
2）待⑩部全部施工完毕后，开挖部并施作周边的初期支护及临时支护；安设型钢钢架之仰拱单元，侧导坑封闭成环。
3）开挖部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同⑨部施工。 4）开挖部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同⑩部施工。 5）开挖部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同部施工。 6）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时钢架；铺设防水层，灌筑部，灌筑仰拱填充部至设计高度，铺设防水层，利用衬砌模板台车一次性灌筑部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
3、隧道施工技术及质量控制 3.1隧道开挖基本要求
（1）必须先探明隧道工程地质和水文地质才可进行隧道开挖。
（2）每循环开挖进尺上台阶不得大于1榀钢架间距，边墙不得大于2榀钢架间距。
（3）断面不宜欠挖，开挖轮廓要预留支撑沉降量和变形量，以防止出现净空不够的情况。
（4）下台阶开挖的厚度及用药量应严格控制，并采取防护措施避免损伤拱圈。
（5）隧道洞身开挖必须清除浮石，除完整坚硬岩层外均应该作好支撑，不良地质地段应结合地形开挖侧向安全洞。
（6）开挖断面尺寸应符合设计要求，开挖作业中不得损坏支护、衬砌和设备，应保护好监测点。
3.2钢拱架施工要点
（1）钢拱架拱脚应有一定的埋置深度，并必须落在基岩上，才能保证拱脚的稳定，一般可以采用垫石、钢板、纵向加托梁或锁脚锚杆等措施。
（2）钢拱架的截面高度应该与喷射混凝土厚度相适应，且要有一定的保护层，应该在初喷混凝土后安装钢拱架，钢拱架应尽可能多的与锚杆露头和钢筋网相焊接，以增强其联合支护效应。
3.3锚杆施工要点
（1）钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面垂直，钻好孔以后用高压水或高压空气将孔眼冲洗干净，并用塞子紧塞孔口以防石渣或泥土掉入孔内。
（2）锚杆及粘结剂材料制作，应该符合设计要求，锚杆应该按设计尺寸截取。
（3）粘结砂浆应该拌和均匀，并调整其和易性，随拌随用，一次拌和的砂浆应该在初凝前用完。
3.4超前锚杆或超前小导管支护
（1）超前锚杆或超前小导管支护，宜和钢架支撑配合使用，并从钢架腹部穿过，特殊情况亦可从钢架顶部或底部穿过，但必须保证净空要求。
（2）超前锚杆或超前小导管支护，与隧道纵向开挖轮廓线间外插角宜为5º～10º，长度为大于进尺，宜为3～5m,
（3）超前小导管应平直，尾部焊箍，顶部成尖锥状，在安设前应该检查小导管尺寸，钢管顶人钻孔长度不应小于管长的90%。
3.5仰拱施工
（1）应结合拱圈和边墙施工抓紧进行，使结构尽快封闭。 （2）仰拱浇注前应该清除积水，杂物、虚渣。 （3）应使用拱架模板浇筑仰拱混凝土。 3.6喷射混凝土
（1）喷射时应分段、分部、分块按先墙后拱，自下而上的进行喷射。 （2）分层喷射砼，第一次喷射厚度不得太厚或太薄，在初喷混凝土初凝以后，再进行复喷。
（3）为使水泥充分水化，使喷射混凝土强度均匀增长，减少和防止混凝土收缩开裂，确保喷射混凝土质量，在其终凝1～2小时后洒水养护，养护时间不少于7 天。
3.7防水层铺设
（1）塑料防水层应在初期支护变形基本稳定及二次衬砌浇注前进行。 （2）防水层可在拱部和边墙按环状铺设，并视材质采取相应的结合方式，塑料板宜用焊接，搭接宽度为10cm,两侧焊缝宽应不小于2.5cm。
（3）防水层接头处应该擦干净，塑料防水板应用与材质相同的焊条焊接，两块塑料板之间接缝宜采用热楔焊接法。
3.8隧道衬砌施工
（1）隧道衬砌施工时，其中线，标高、断面尺寸和净空大小均需符合隧道设计要求。
（2）模板衬砌的模板放样时，允许将设计的衬砌轮廓线扩大5cm,确保衬砌不侵入隧道建筑限界。
4、监控量测分析
本隧道的监测段落为：RDK0+017.6～RDK0+036，全长18.4m，监测等级为二级，结合周边环境主要开展四项监测项目，在施工过程中各监测项目均在可控范围内，未达到预警值。
拱顶沉降累计变形控制值为±15mm，变形速率控制值±3.0mm/天；施工过程中实测拱顶沉降累计变形值：-2～+7mm，变形速率值：-1～+1.5mm/天。
水平收敛累计变形控制值±10mm，变形速率控制值±2.0mm/天；施工过程中实测水平收敛累计变形值：-3～+5mm，变形速率值：-0.5～+1mm/天。
地表沉降累计变形控制值为+10mm/-30mm，变形速率控制值为±3.0mm/天；施工过程中实测地表沉降累计变形值：-15～+5mm，变形速率值：-2～+1.5mm/天。
（4）周边建(构)筑物沉降累计变形控制值±20mm，变形速率控制值为±2.0mm/天；施工过程中实测周边建(构)筑物沉降累计变形值：-12～+9mm，变形速率控制值为-0.8～+1.4mm/天。
5、结论及建议
本段隧道施工总工期约6个月，施工过程中通过实测发现各项监测项目数据均未超过累计变形控制值和变形速率控制值，隧道施工整体安全、稳定，进度满足总工期要求。结合本隧道实际施工情况，一是建议在中隔墙顶部预留注浆管，有利于中隔墙渗漏水的治理；二是建议通过地震映像法、地震散射波法等探测方式加强对地表（尤其是市政道路）下方的溶洞、岩溶裂隙发育情况进行探测，结合常规的洞内超前地质预报、超前水平钻等检测手段，综合各类探测结果对隧道前方的溶洞、岩溶裂隙发育等情况进行分析，提前做好隧道施工前的预处理工作，确保隧道、地表建构物及道路交通在施工过程中的安全、可控。
参考文献：
[1]汪昌柱.双大跨连拱地铁隧道经三连拱隧道过渡的施工方法.铁道工程学报西部探矿工程,2005.
[2]徐国富.地铁停车线段三连拱隧道施工技术.工程技术,2007.
[3]胡志平,马甲宽.双连拱轨道交通隧道施工关键技术及力学行为模拟.铁道工程学报,2020.
