【摘 要】 在城市地铁矿山法隧道施工中， 或因受场地条件限制需经临时横通道转入正线隧道施工，或为满足功能需要在两条正线隧道之间设置了联络横通道，其交叉部位均须进行支护体系转换，此过程伴随着结构的受力转换，加之围岩扰动次数多，应力集中，施工工艺复杂，施工风险和难度较大，是暗挖法隧道施工中的重难点。 本文以广州市轨道交通五号线西场站暗挖站台层隧道为例，介绍正线隧道与横通道初期支护间相互转换的施工技术。

【关键词】 城市地铁 正线隧道 横通道 支护体系 施工技术

 

      （1）工程概况

      广州地铁西场站为地下分离岛式站台， 左、右线站台隧道中心线间距为29.6m， 为连接左右两站台，设置了南北两条横通道。站台隧道为弧形断面，标准断面尺寸为高×宽=9.883m×9.49m，联络横通道为直墙拱型断面，断面尺寸为高×宽=8.4m×7.7m，设计施工方法为台阶法。

      （2）地质条件

      地质详勘资料揭示，横通道与正线隧道交叉处围岩从上往下依次为岩石全风化、强风化带，仰拱部位局部中风化，地下水丰富，由于岩层相对较差且正线隧道断面尺寸大，施工中稍有不慎，极易出现坍塌，酿成事故。

      岩石全风化：主要由泥质粉砂岩、粉砂岩组成，局部为细砂岩、粗砂岩、砾岩，呈坚硬土状或密实土状。

      岩石强风化：主要为泥质粉砂岩、少量砾岩、粗砂岩、泥质灰岩，裂隙较发育，岩体较破碎，呈密实状或半岩半土状，岩质较软。

      岩石中风化：主要为泥质粉砂岩、细砂岩、粗砂岩、砾岩等，局部为粉砂质泥岩、泥灰岩等，风化裂隙较发育，泥质钙质胶结。

 

      横通道与正线隧道支护体系转换是整个隧道施工的关键工序，其施工方案主要根据围岩情况确定， 以保证施工人员和周边环境的安全为前提，以支护体系平稳过渡，经济快速的完成施工转换为目的。 本工程由左线开设马头门施工联络横通道，再由横通道转入右线隧道施工， 进行了4次横通道与正线隧道间的体系转换，均顺利完成。

      （1）左线隧道转横通道施工方法

      左线隧道转横通道施工，需在左线隧道初支完成后开设洞门进入横通道，左线隧道及横通道拱部均为弧形，初期支护实现平稳过渡是关键。

      1）加密格栅及纵向连接筋，格栅间距由原1榀/0.75m调整为1榀/0.5m；纵向连接筋由原1根/m调整为1根/0.5m；拱部增设锚杆 ， 间距为 0.5m×1.0m； 设置范围为横通道中线两侧8m。

      2）左线第一台阶施工至横通道边缘时，并排设置两榀格栅，通过模拟计算，在左线隧道初支拱部增设一段变量的“一”字型格栅，长度在50cm～166cm间（该段格栅形状跟据围岩情况及断面尺寸确定，必要时可做成弧形，以改善受力），保证施作横通道初支时不侵入左线隧道限界且横通道洞门范围内左线隧道格栅能全部落于横通道洞门格栅上。 横通道一侧逐渐扩挖，原工艺正常施工正线隧道第一级台阶（见图1正线转横通道施工方法示意图）。

      3）左线隧道第二台阶正常挖支至横通道边缘，左侧正常掘进，穿越洞门范围，右侧（横通道一侧）密排格栅后暂停挖支。

      4）左线第三台阶及仰拱紧跟，在保证作业空间的前提下尽量缩短台阶长度。

      5）按设计做好超前支护。 分两侧开设横通道洞门，先破除横通道一台阶右半断面范围内左线格栅初支，切除格栅钢架，架立相应部位横通道洞门格栅（并排设置2榀）及临时型钢立柱，左线格栅切除后伸入横通道洞门格栅中，采用“L”型筋焊接连成整体，同样方法施工横通道一台阶左侧。

      6）横通道第一台阶挖至 4m以上后 ，施工左线隧道右侧第二级台阶，开挖时暂时保留横通道相应位置拱脚土体，待拉出工作面后，一次性挖出横通道洞门右侧第二台阶两榀格栅位置， 架立格栅钢架， 与正线相应部位初支预留连接筋焊接连成整体。 横通道第二台阶格栅上预留横撑连接板，加大监测频率，当监测数值异常时增设横撑。

      7）左线隧道二台阶右侧开挖至横通道左侧二台阶位置时，严格控制开挖进尺，尽量减少对正线隧道及横通道第一台阶初支拱脚岩体的扰动，施作横通道左侧二台阶洞门两榀格栅初支。

      8）按第二级台阶施工方法施作横通道第三级台阶边墙部分，待横通道左侧第三级台阶落底后，施作交叉处正线隧道及横通道仰拱初支，正线隧道仰拱格栅（该处格栅于最底处增设一“一”型段，长1.66m）伸入横通道仰拱格栅中并焊接牢靠，喷射混凝土至设计厚度。横通道洞门及交叉处左线隧道均封闭成环，完成转换。

      （2）横通道转入右线隧道施工

      1）横通道施工至右线隧道前1m时，沿拱部150°范围打入Ф42超前小导管，外插角为30°，长4m，环向间距0.3m，小导管制成钢花管，进行超前注浆加固。

      2）按横通道开挖方法（台阶法）继续往前施工，开挖时两侧边墙在原横通道断面基础上分别外扩30cm，拱部逐渐上挑 ，仰拱则下降 ，具体尺寸通过计算确定，经过右线隧道中线后，顶拱和仰拱相应回缩，保证该段通道初支不侵入正线隧道初支限界，（见图2施工示意图1）。

      3） 该段临时通道仍采用格栅喷射混凝土支护（格栅样式见图3），格栅主筋采用Ф22螺纹钢，主筋间距宽× 高 =250mm ×200mm； 箍筋为Ф10， 间距200mm；“Z”形筋为 Ф12，全环设置。

      4）横通道穿越右线隧道后设堵头墙 ，采用1m间距的格栅挂网喷射30cm混凝土封堵。

      5）通道完成后，在原设计横通道端头（右线隧道左侧边缘）并排架设2榀原设计横通道格栅，与横通道预留连接筋焊接，使之连成整体。

      6）沿横通道的两侧（沿右线隧道环向）分别架设两榀格栅，通道中间部位间隔1m布置；隧道中线右侧格栅采用设计断面格栅，中线左侧格栅则在原设计断面格栅基础上增设一段“一”字型格栅（拱顶部位长度为变量，在50～166cm 间 ， 仰拱处均为166cm， 施作交叉部位临时横通道时挑顶尺寸以此为据模拟计算），与横通道处格栅拱架焊接牢靠，格栅间设双层连接筋，间距1m间隔布置 （见图4施工示意图2）。

      7）混凝土喷射顺序为：先正线隧道左侧横通道密排格栅， 其次为临时通道两侧正线隧道密排格栅，最后喷射临时通道中间部分，完成体系转换。

      8）在喷射混凝土强度达到设计的70%以上后，即可破除隧道断面内临时通道边墙混凝土，切除格栅拱架，按该段隧道设计施工方法正常施工。

 

      城市地铁矿山法隧道施工中，由于隧道埋深浅，地质情况差，横通道与正线隧道间的转换施工一直是个难点，其地层受到多次扰动，受力转换复杂， 因此必须根据不同的断面尺寸及地质情况，采用合适的施工方法，施工中应循环渐进、步步为营，灵活巧妙地完成过渡转换。