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TBM下穿河流涵洞施工技术分析

摘要敞开式TBM下穿盘溪河涵洞施工是重庆轨道交通六号线TBM试验段工程的一项重大危险源，区间隧道结构顶部与涵洞扩大基础底部的净距离为4.66m，为0.7B（B为隧道开挖直径），这个工程的施工带来困难。本文以此为背景，制定了周密详细的施工方案，有效安全的保证了TBM顺利通过盘溪河。

关键词涵洞基底加固；超前支护；洞身管棚

中图分类号U449文献标识码A文章编号1674-6708（2011）35-0159-02

1工程概况

重庆轨道交通六号线一期工程花卉园站～大龙山站TBM施工段区间隧道左线起讫里程为ZDK22+640~ZDK23+734.423，全长1094.423m（右线设计里程为YDK22+640~YDK23+734.423，全长1090m）。隧道线路在YDK22+970~YDK23+036段下穿盘溪河涵洞，该段隧道围岩基本分级为Ⅴ级，衬砌施工采用Ⅴ级围岩衬砌断面。区间隧道结构顶部与涵洞扩大基础底部的净距离为4.66m，为0.7B（B为隧道开挖直径），根据钻孔资料可以判断，涵洞基础位于风化层以下的砂岩层面，隧道与涵洞基础之间为砂岩与泥质砂岩。在保证在不影响结构安全及地表环境的前提下，TBM安全顺利通过盘溪河涵洞显得尤为重要。

2区间隧道设计概况

2.1区间隧道衬砌断面设计

TBM下穿盘溪河涵洞段采用Ⅴ级围岩衬砌断面。结构采用复合式衬砌，初期支护拱部采用R25中空注浆锚杆，边墙设Φ22砂浆锚杆，锚杆均长3.5m，梅花形布置，环、纵向间距1.0m×0.75m；拱墙设Ⅰ14型钢钢架，间距1榀/0.75m；全断面喷C25早强混凝土，喷射混凝土厚150mm。

2.2区间隧道超前支护设计

区间隧道YDK22+970~YDK23+036、ZDK22+970~ZDK23+036段拱部150°设置Φ50超前小导管预支护，并注水泥水玻璃双液浆。超前小导管长12m，外插角为10°~15°，小导管纵向间距结合钢架安装情况进行调整，但搭接长度不小于1m，小导管环向间距为40mm。

2.3区间隧道洞身管棚设计

区间隧道YDK22+990~YDK23+018、ZDK22+990~ZDK23+018洞身段打设一环长管棚，管棚长度28m。管棚钢管采用Φ89×5mm热轧无缝钢管，环向间距为40cm，外插角为6°~8°，钢管分节进行安装，接头处两端预加工成外丝扣以便于安装。

3工程施工

3.1涵洞加固及导流施工

TBM下穿盘溪河涵洞施工前，为确保涵洞结构的安全，采取在涵洞内进行注浆加固的措施，涵洞洞内加固施工图详见图1。

1）封堵截流。先检测有害气体、通风，然后施作砂袋围堰，将两管涵洞的右侧一管临时封堵，水流汇集到左侧一管涵洞内流动，封堵后将涵洞内水抽干（或自然流尽风干）；

2）确定加固范围。右侧涵洞封堵后，将该管涵洞内淤泥清理干净，然后测量放线，确定加固范围，加固范围为左右线中线外11m以内，共35m；

3）打孔、注浆。在施工范围内打孔，进行小导管注浆加固。钻孔采用D2-25A强力地面岩石电钻。小导管斜向插入涵洞基础下方，通过涵洞底板下方的人工填土对涵洞基底下方的基岩进行注浆加固，小导管的打入长度以控制在距离隧道拱顶1m的距离为准，小导管孔平均长度为7.7m。小导管布置间距为1.5m，梅花形布置。注浆材料选用水泥浆，注浆时确保浆液将小导管内填充满，注浆压力达到设计终压（0.5MPa~1.0MPa）时，可结束注浆。要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录，以便分析注浆效果；

4）涵洞过水底板铺设防水层，施作混凝土保护层。将地板的泥渣及积水清理干净后，在过水底板上铺设防水卷材，并在防水层上铺设50mm~80mm厚细石混凝土保护层。防水层铺设范围为纵向：加固范围共35m；横向满铺过水底板，并在两侧拱墙高度不小于1m范围内铺设防水层并砌240mm厚砖墙保护防水层，砖墙外侧抹水泥砂浆；

5）重复以上措施，对右侧涵洞进行截流、清淤、破除砼底板、打孔注浆等工作；

6）TBM掘进通过并施作完成二次衬砌之后，对涵洞结构及周边环境进行检查，做好文明施工，协同市政、水利部门办理移交手续。

3.2TBM掘进下穿施工措施

3.2.1管棚施工工艺

下穿段TBM隧道洞身管棚采用外径89mm，壁厚5mm的热轧无缝钢管。管棚长度28m，布设与拱顶150°范围内，环向间距40cm，外插角6°~8°，外插角度可根据实际情况作适当调整。每节钢管两端均预加工成外丝扣，以便连接接头钢管。钢管按跳孔设钢花管注水泥浆加固围岩。管棚施工工序：准备工作→钻孔