风化岩石地层地铁竖井施工关键技术研究
摘 要：随着我国地铁的修建的高速发展，地铁施工技术得到了不断发展和提高，极其复杂的施工条件为地铁施工技术带来了较大的挑战。针对深圳地铁5号线（环中线）工程长岭陂站至深圳北站区间竖井风化岩石地层复杂条件施工难度大的特点，详细介绍了地铁区间竖井止水帷幕施工、竖井开挖支护、马头门施工及信息化施工关键技术，为地铁类似工程施工与设计提供借鉴。
关键词：风化岩石；地铁施工；区间竖井；关键技术
目前我国地铁的修建已进入高速发展的阶段，但城市地铁施工尤其是在地下管线复杂、地表构筑物纵横交错的中心商业区和居民聚居区进行施工，极其复杂的施工条件为地铁施工技术带来了较大的挑战。其中，竖井是出土和进料的运输通道，是地铁暗挖施工中首先要完成的部分，竖井支护结构施工方案是否合理直接关系到开马头门进入风道施工的进度和安全，由于地质条件的复杂性和目前有关的计算分析方法还不够完善，因设计或施工不当等原因造成工程事故的例子很多。因此风化岩石地层复杂条件下地铁竖井的安全施工技术关系到地铁安全施工的关键问题。
现以深圳地铁5 号线（环中线）工程长岭陂站至深圳北站区间竖井为例，对地铁竖井的施工关键技术进行分析，可为类似工程参考。
1 工程概况
深圳地铁5 号线（环中线）工程长岭陂站至深圳北站区间位于南山区西丽街道办长源村至宝安区民治街道办樟坑村西之间，所在地区为丘陵，地面高程 48.87~113.91m。在 DK19+674 位置处设置施工竖井，施工竖井内净空尺寸为6m（沿隧道方向）×5.4m（垂直隧道方向），深度36.4m。本区地质构造主要表现为燕山期花岗岩岩浆侵入作用，花岗岩在风化作用下形成残积层，受地质构造影响，基岩中节理裂隙较发育，上覆第四系全新统人工堆积层（Q4ml）、冲洪积层（Q4al+pl）、上更新统坡积层（Q3dl）、残积层（Qel），下伏燕山期花岗岩（γ53）。素填土主要成份为粘性土、砂、碎、块石土，成份复杂，土质不均，结构松散，未经过自重固结，花岗岩残积土和全风化花岗岩，土质不均，受扰动后极易软化变形，强度、承载力骤减。
2 区间地铁竖井施工关键技术
2.1 竖井施工
采用注浆锚管支护进行开挖，由原地面标高89.0m 开挖至标高 +82.8m 后，施工高压旋喷桩止水帷幕，然后施工锁口圈梁，格栅钢架支护垂直开挖至微风化花岗岩层，再整体浇筑锁口圈梁之上的砼主体结构，结构与土钉墙同采用粘土回填并夯实，之后继续向下开挖并施作竖井初期支护至设计高程。
2.2 高压旋喷桩止水帷幕施工技术
施工高压旋喷止水帷幕，两排高压旋喷桩，桩径 600mm，间距 40cm。为加快施工进度采用 4 台旋喷桩机施工。旋喷桩沿基坑和竖井口环向设置，共 420 根。
高压旋喷桩要求水泥浆液压力大于 20MPa，注浆采用 32.5 普通硅酸盐水泥，可根据需要掺入适量的外加剂及掺合料，用量通过实验确定，水泥浆液的水灰比为 1.0~1.5。旋喷桩加固后土体无侧限抗压强度不得小于 1MPa，渗透系数不大于 5×10- 8cm/s。
2.3 主体结构施工和井身段开挖技术
井身垂直开挖至微风化岩层后整体施作砼主体结构。主体结构为钢筋砼结构，砼等级为 C30。边墙砼纵向 70cm 厚，横向 90cm 厚，中墙 70cm厚。
主体结构竖墙模板采用16mm 厚木胶合板，内楞采用100mm×100mm方木，竖向设置，间距250mm；外楞采用φ48双钢管，横向设置，间距600mm；内外模板采用 φ20Q235 圆钢制成的对拉螺栓加以连接固定，支撑体系采用满堂支架法。
主体结构砼达到一定强度后，基坑分层夯实回填粘土,然后安装竖井提升设备，继续竖井井身开挖。中、微风化岩层采用光面爆破，控制爆破振动速度。左右井爆破开挖时错开 5m 进尺，按 1m一层分层爆破开挖至设计标高。装药为乳化炸药，采用非电毫秒导爆雷管网路，电雷管起爆；每施工一层及时施作网喷砼。井身支护采用 φ22 砂浆锚杆和 12cm 厚 C25 喷射砼加 φ8 间距 15cm×15cm 单层钢筋网支护。
2.4 马头门施工技术
竖井进入横通道处俗称“马头门”，是施工开挖的薄弱点。根据施工区域的地质情况，马头门段竖井开挖初期支护按竖井井身段开挖方法开挖至区间格栅支护第一环高度（标高+56.898m），即对马头门处进行破口，正洞开挖分上下两台阶进行，上台阶施工5~6m 后再进行下台阶施工。变截面处设 3 榀连续格栅以加强结构的稳定性。马头门 5m 范围内初支采用格栅支护，格栅间距 1m布置，正洞拱部设置 1000mm（纵向）×1500（环向），2.5m 长 φ22砂浆锚杆超前支护；左右线分头掘进，待施工至一定里程后再进行反方向开挖，如表 1。
马头门施工加固技术措施：
1） 马头门拱部与竖井壁相交界面处井壁采用一榀钢格栅及超前砂浆锚杆加强支护；钢格栅2 榀 / 米加强断面初期支护，拱脚设锁脚砂浆锚杆；
2）马头门堵头墙高范围的地层以超前砂浆锚杆加固。
2.5 竖井信息化施工技术
地下工程采取信息化施工，现场监控量测是判断设计是否合理安全、施工方法是否正确的重要手段，通过监控量测，达到以下目的：
1）将监测数据与预测值相比较，判断前一步施工工艺和支护参数是否符合预期要求，以确定和调整下一步施工，通过对监测信息的分析，指导后续工程的施工；确保施工安全和地表建筑物、地下管线的安全。
2）将现场测量的数据、信息及时反馈，以修改和完善设计，使设计达到优质安全、经济合理。
2.6 竖井施工防止地面坍塌的技术措施
贯彻“安全第一，预防为主”的安全生产方针，加强工程建设的安全管理，制定防坍塌安全生产保证措施, 建立健全安全管理组织机构。
土方开挖应按施工设计要求分层、分段进行，土石方爆破按设计方案进行，严格控制每次炸药用量，并及时进行支护。按照施工组织设计要求，做好基坑周边防排水、基坑内及周边边墙排水措施。放坡开挖后的基坑，其周围两米以内不得堆有重载。对于施工用的提升设备等，其基础应设在相应的基础之上，不得设在虚土或不稳定的基础上。
3 结论
以深圳地铁 5 号线（环中线）工程长岭陂站至深圳北站区间竖井施工为例，针对竖井风化岩石地层复杂条件施工难度大的特点，采用竖井止水帷幕施工、竖井开挖支护、马头门施工及信息化施工关键技术。该施工方法有效地保证了区间隧道竖井的施工质量,在施工安全和工程进度方面控制收到了良好的效果，为以后地铁竖井施工积累了较丰富的施工经验。
参考文献
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