摘  要：以北京地铁四号线 12 标段西直门—动物园区间渡线段工程为例，对渡线段暗挖过渡施工技术进行了研究，并取得成功。 论述了过渡施工顺序、技术要点、施工方法及主要技术措施，该项技术有较大推广价值。

关键词：隧道；暗挖；施工；渡线段

 

      在地铁工程项目建设中，线路上渡线的设置不可缺少，由于渡线段结构断面形式变化较大，给渡线段的暗挖施工带来一定难度。 一般暗挖渡线段施工是在附近地面设置施工竖井，而且基本是在变化较小的结构断面之间过渡暗挖施工。 但北京地铁四号线 12 标段西直门—动物园区间渡线段在附近无法设置竖井，若在较远处设置施工竖井及施工通道，势必增加较大的工程成本，因此，在施工该渡线段时，进行了直接从标准段向渡线段最大断面的过渡暗挖施工，渡线段最大断面宽度是标准段的 2 倍，这种在差距较大断面之间从小断面向大断面进行暗挖过渡施工还没有先例，为此，对这种暗挖过渡施工进行了施工技术研究，并取得成功。

 

      西直门—动物园站区间渡线段左线起点里程 K14＋977.108，终点 K15＋049.097，全长 71.989 m；右线起点K15＋065.253，设计终点 K15＋125.853，全长 60.6 m。 连接线路起点左线 K15＋049.097，终点右线 K15＋065.253，全长 16.441 m。

      该段断面形式多样（设 5 个非标准断面），工法、工序转换复杂（见图 1）。 其中左线施工时是由小断面向大断面逐渐过渡暗挖施工，右线施工时是由区间标准段（右线 5-5 断面）过渡到最大断面（右线 1-1 断面），而后在依次从大断面向小断面开挖。 最大断面的洞径为标准段洞径的 2 倍，大断面拱顶则比标准段起拱线处高出 2.5 m。

      1）暗挖隧道范围土体自上而下依次为：粉土、粉质黏土、黏土、卵石圆砾、粉质黏土。

      2）地下水自上而下分层：第 1 层地下水（潜水）的补给来源主要以大气降水、生活污水等管线渗透为主，以蒸发、向下越流补给潜水和人工抽降地下水的方式排泄，水位标高 33.32 m。 第 2 层地下水（层间潜水）以侧向迳流和越流方式补给为主，以侧向迳流和人工抽取方式排泄，水位标高 24.65～25.23 m。 该两层水位较深，未对施工部位产生影响。

 

      该渡线段实施的关键是解决右线标准段向大断面暗挖过渡施工，施工中存在以下技术问题：

      1）在竖直方向，大断面拱顶与标准段拱顶高差为1.742 m，而根据平面位置关系，大断面拱顶则比标准段起拱线处高出 2.5 m，确定合适的扩挖施工方案是确保施工安全的关键。

      2）在水平方向，大断面的洞径为标准段洞径的 2 倍，并且标准段位于大断面的一侧，完全按常规进行扩挖施工比较困难。

 

      根据以上的分析结果，对于竖直方向考虑采用暗挖扩挖的方式。 依据现场施工条件及施工经验确定过渡长度为 3 m，每 m 抬升隧道拱顶约 60 mm。考虑到全部进行扩挖施工难以实施，确定将标准段向大断面一半的洞型进行过渡施工，结合竖直方向的扩挖施工，完成 3 m 的暗挖过渡后再按照大断面一半的洞型进行返挖，而后在形成的一半洞型内向另一侧施工横向通道。为降低工程造价，该横通道纵向剖面按照大断面的一半洞型进行设计。 考虑到横通道完成后，按照大断面的暗挖施工步序进行施工时，需破除横通道的两侧初衬，该范围存在初衬结构失稳的问题，因此，将设计横通道的初衬外放 30 cm，使横通道纵向初衬结构内轮廓线与大断面设计初衬外轮廓线重合，在完成横通道后，在横通道内将另一半大断面初衬完成并形成闭合的初衬结构，完成受力转换。

 

      按照上述方案，隧道开挖顺序如图 2 所示。当区间右线标准断面（区间开挖 1）开挖至 1′-1′断面右半部分时，由台阶法变换为 CD 法向渡线段 1′-1′断面右侧导洞进行转换。 1′-1′断面右侧导洞进尺 3 m 后变为 2 个导洞施工，并将该侧 3 m 范围内初衬导洞挑高段喷射混凝土破除，进行挑高段回挖，完成回挖段初衬，保证初衬结构的完整，如图 3 所示。 待 1′-1′断面右侧导洞施工完成后，向另一侧进行横向临时通道施工（横通道按 1′-1′断面初衬外放 30cm 施作），如图 4 所示。 当临时横通道开挖完成 1′-1′断面左半部分后，再将 1′-1′断面初衬结构施作完整封闭成环。 待 1′-1′断面初衬结构强度达到 80 ％后再进行连接线和剩余大断面的开挖（区间开挖 6）。

      标准段向大断面挑挖施工过渡范围的确定是保证施工安全的重要技术环节，需要根据土质情况、作业人员技能、每循环进尺的时间进行确定；在过渡范围需要加密格栅，缩短围岩暴露时间；通过临时横通道初支结构的外放，为大断面初衬横向闭合成环完成受力转换提供空间，保证后续施工的安全进行，这是过渡段施工技术要点。

 

      区间标准断面和临时横通道采用台阶法施工，渡线段大端面开挖采用 CD 法施工，施工工序分别如表 1、2 所示。

      渡线段右线 5-5 向 1-1 断面转变，先进行区间隧道 5-5 断面向渡线段 1-1 断面右侧导洞渐变，渐变段长度 3 m。 渐变段加密格栅。

      渐变段完成后，进行临时通道格栅施工，要求通道外放 300 mm 以满足 1-1 断面格栅闭合。 通道内 1-1断面安装格栅、喷射混凝土后进行后背注浆，保证通道初衬的受力充分转换到 1-1 断面初衬结构，完成受力置换。

      施工前，对开洞掌子面上方拱顶 120 °范围内打设双排小导管（Ф42，L＝1.8 m）注水泥水玻璃双液浆进行加固，导管间距 300 mm，排距 100 mm。 开洞施工时前两榀格栅密排。

 

      地铁四号线 12 标段区间渡线段暗挖施工技术，保证了施工安全，顺利实现了后续工序施工的力系转换，缩短了施工周期，降低了工程造价。 该项研究结果有较大推广价值。

 

[1] 刘存林． 南水北调某标段施工通道稳定性及地表沉降数值分析[D]． 北京：中国地质大学，2008：35．