新管幕法下穿火車站大斷面隧道施工及監測方案

李寧寧

摘 要：新管幕法是淺埋暗挖法發展出的一種施工方法，可以運用小口徑頂管技術制造大截面地下施工空間，對城市環境下淺埋軟圍巖施工的技術工藝和設計工作起到了重要作用。太原市迎澤大街下穿火車站隧道工程施工采用了新管幕法，在隧道挖掘施工前形成穩固的鋼筋混凝土支護結構，然后挖出管幕中的土體，形成下穿通道。

關鍵詞：新管幕法;大斷面;頂管;暗挖

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.115

1 研究背景

我國城市軌道交通建設事業發展迅速，地下綜合管廓的修建規模也隨之不斷擴大，這對城市環境下淺埋軟圍巖施工的技術工藝和設計工作帶來嚴峻考驗。新管幕法作為淺埋暗挖法發展出的一種施工方法。管幕工法是使用小口徑頂管技術制造大截面地下施工空間的工程施工方法。我國新管幕法施工案例較少，而且由于各個具體工程的特殊性，新管幕施工技術難度和風險的差別也較大，很必要根據工程特點進行專門研究。

太原市迎澤大街下穿火車站隧道工程施工采用了新管幕法，具有埋深淺、開挖斷面大等特點，本地區地下環境復雜而敏感，隧道施工要采用多種工序，支護構造受力復雜多變，暗挖施工擾動范圍大，工程建設風險大，地表沉降控制要求嚴格，因此有必要深入分析施工和監測方案[1]。

2 施工方案

本項目采用管幕暗挖法，該方法擬采用密閉式頂管機下穿鐵路并敷設鋼管，按照設計的隧道結構形成環形鋼管幕，之后在管內分層、分段切割，同時澆筑形混凝土成鋼筋砼襯砌，在隧道挖掘施工前形成穩固的鋼筋混凝土支護結構，然后挖出管幕中的土體，形成下穿通道。

本次施工挖掘行車隧道管幕結構使用的是直徑2000mm的鋼管，管壁厚度為20mm，隧道頂板及底板總布設14根鋼管，左右側壁各布設3根，鋼管間距離都在165mm到265mm之間，采用土壓平衡頂管機施工。如圖1所示。

3 管幕結構受力及變形監測方案

施工中對明挖施工的地表沉降、樁頂位移、支撐軸力、土壓力、鋼筋軸力及坑底隆起等進行監測，對管幕段施工的地面沉降、鋼管收斂變形、鋼管柱軸力監測、鋼筋軸力、水土壓力及主體結構變形及管線沉降等進行監測。管幕段既有軌道、雨棚基礎、接觸網柱、站臺墻等既有構建筑物由第三方進行監控量測。因地鐵的運營不能間斷，所以使用自動化監測的同時還要加以人工監測來保證施工的絕對安全。

（1）鐵路軌道沉降。每股道需監測段長度約 50m，在沿線路方向每 3-8m 設一沉降觀測斷面，沉降觀測點的布置應遵循鐵路運營部門的相關規定。

（2）雨棚柱、接觸網柱。對臨近側穿的雨棚柱、接觸網柱等布置沉降、傾斜測點進行監測。

（3）站臺墻、南側行包地道。對下穿的站臺墻、南側行包地道等布置沉降、傾斜測點進行監測。

（4）基坑或隧道內、外觀察?；油诰蜷_始之后，要對水文地質和工程地質進行實時觀察和記錄;施工中對鄰近建（構）筑物及地面的裂縫或變形等現象的監測和描述記錄;頂管頂進施工中對鄰近地表、建（構）筑物等進行觀察和記錄。

（5）鋼管收斂變形和主體結構收斂變形。通過收斂計量測鋼管及主體內壁間產生的相對位移，來判斷鋼管及主體結構周圍土體的穩固程度。

（6）鐵路路基沉降監測。用精密水準儀對各點進行觀測，與最初的數據信息對比并進行分析，同時繪制路基變形沉降曲線圖，如果產生的沉降變形超出允許值得70%則超出預置范圍，必須立刻實施地層加固工作;工程施工的同時要注意排水工作，以免大量地下水聚集造成路基下沉。在容易產生沉降槽的位置要加設監測布點，同時根據有線軌道的構造特點，在道床上布設監測點，在沿線路方向每 3-8m 設一沉降觀測斷面[2]。

（7）明挖基坑圍護樁變形監測。圍護樁沉降觀測點布于圍護結構的轉角處及每一支撐端頭處，測點用 Φ12 的鈍頭鋼筋制作，露出地面 5-10mm。當測點不足或被破壞時，可用沖擊鉆鉆孔理設或用射釘槍補點。①垂直位移監測。沉降觀測采用水準尺和精密水準儀?；娱_挖前，對每一個測點進行首次觀測，每個測點觀測兩次，誤差不超過 0.1mm，取二者平均值作為初值?；油诰蚴┕ら_始后每天至少進行一次觀測，若數據參數發生了較大的變化，則需要增加觀測頻率。每天繪制時間-沉降曲線，指導調整施工直至工程結束。②水平位移監測水平位移監測的測點利用沉降觀測點，在測點上端刻十字鑿或鑿出中心位置。水平位移采用視準線法用精密經緯儀，置于測點上，讀取數值。使用經緯儀進行正倒鏡讀數四次，取其中數作為此次觀測值。后期的測試結果都與初期數值進行比較，即可獲取測點的水平位移量。③圍護樁（土體）深部水平位移監測。對圍護樁中的水平位移進行觀測，觀測值與樁頂沉降測點對應，測斜管固定在鋼筋籠里與其一起下到樁中，灌注混凝土后即可進行觀測，以樁底作為不動點進行計算。 埋設時，測斜管的一對槽口必須與所在的圍護樁墻成垂直位置。

4 結論

新管幕法作為淺埋暗挖法發展出的一種施工方法，對于大斷面隧道施工，由于施工步序復雜，施工環節不可控制因素多，因此必須嚴格進行每一步的施工監測，及時作出施工調整，優化施工方案，保證工程安全有序完成。

參考文獻：

[1]胡俊，劉勇，曾暉.新型管幕凍結法不同管幕填充形式的溫度場數值對比分析[J].森林工程，2015，31（06）：135-141+145.

[2]趙文，賈鵬蛟，王連廣，關永平，李慎剛，趙朕.地鐵車站STS新管幕構件抗彎承載力試驗研究[J].工程力學，2016，33（08）：167-176.