浅谈岩溶区暗挖停车线风险及工法

　　1工程概况
　　贵阳轨道交通1号线工程人民广场站火车站站区间为矿山法暗挖隧道，区间右线长1196。9m，区间左线长1206。8m，设置两座施工竖井。人民广场站后区间设置停车线，位于贵阳市河滨公园及南明河下，长度约360m。停车线段左右线间距14m，停车线中线距离左线间距4。6m，距离右线间距9。4m；区间左右线设置渡线与停车线连接。河滨公园处地形为山地，轨面埋深约36m。停车线正交下穿南明河长度约50m，轨面距南明河底约17m。
　　2地质水文状况
　　停车线段隧道所处岩层较单一，以三叠系松子坎组二段泥质白云岩和泥质石灰岩为主，洞身均位于岩层内；上覆第四系全新统杂填土、硬塑红黏土层，厚度49。8m；停车线段地下水位标高基本与岩土分界面齐平，岩层中地下水主要以基岩裂隙水和岩溶水的形式存在。停车线下穿南明河段河底下伏淤泥层厚度不足0。5m，以下均为中风化岩层，岩质以泥质白云岩和泥质石灰岩为主；勘察期间下穿南明河处水位高度约4m，南明河为季节性河流，为贵阳城区雨水汇流及行洪主要通道。区间钻孔遇溶率为17。4，判定为岩溶中等发育区。
　　3停车渡线方案比选
　　3。1停车线设竖井方案
　　参考其他城市地铁暗挖停车渡线做法，在渡线处设置横通道及施工竖井；竖井及横通道开挖后对渡线及停车线渐变断面进行开挖，为大洞进入小洞逐级开挖的方式此种设置方式，工法较成熟，由大洞向小洞开挖，有利超前支护的实施等，施工难度及风险较小；需设置施工竖井及场地，对上部河滨公园构筑物进行拆迁及围挡。由于人民广场站竖井及暗挖风道已对公园部分构筑物拆迁并围挡，若实施此竖井，对公园运营影响大，难以协调。
　　区间左右线线间距14m较小，横通道进正线马头门处左右隧道开挖净距不足0。5m；由于工程所处地区为岩质地区，停车线为小净距暗挖隧道，需保证相应安全岩柱厚度，需增大横通道宽度，若实施此方案，竖井深度约40m，横通道宽度及竖井深度增加工程风险及造价。
　　3。2停车线三联拱方案
　　满足限界及轨道要求的前提下，渡线中部设置三联拱隧道，联拱隧道中墙厚度渐变，长度约16。6m，采用中洞法施工。利用区间1竖井及车站暗挖风道两个工作面对停车线段进行开挖。
　　设置联拱隧道的型式，通过两个工作面由小洞向大洞开挖，存在扩挖反掏施工，工法控制要求严格；联拱隧道中墙部分需从两个工作面分别开挖，需做好联拱隧道的防水等。由于为洞内开挖，无需增加竖井及横通道，不需场地及拆迁，一定程度降低了造价。
　　受外部拆迁及场地因素的影响，联拱隧道方案为实施方案。
　　4控制性工艺及实施要点
　　区间暗挖断面拟定从安全及合理角度出发，综合考虑各系统专业的要求，结合下穿风险点及围岩情况，设置包含标准断面在内的7种断面类型。
　　4。1开挖工法及步骤
　　停车线段根据断面类型分别采用台阶法、CRD法及中洞法施工，其中单线标准衬砌、A型衬砌及B型衬砌采用台阶法施工，C型衬砌、D型衬砌、E型衬砌及加强衬砌采用CRD法施工，F型衬砌（联拱隧道）采用中洞法施工。
　　停车线开挖过程中，开挖至联拱隧道断面处后停止开挖，封闭掌子面并施作堵头墙，分别从大小里程两个方向开挖联拱隧道中洞部分，右线小里程方向由人民广场站竖井进洞开挖，左线大里程由区间竖井进洞开挖；中洞初支完成施作中洞隔墙，并架设临时支护；由小里程方向对称开挖联拱隧道边墙部分，最后由小里程方向施作联拱隧道中间部位。施工中可根据工筹调整联拱隧道两侧及中间部分的施作方向。
　　4。2小净距隧道开挖控制
　　停车线长度约360m，其中约310m长度为小净距隧道；左右线区间开挖轮廓平均静距约2。64m，最小静距为1。04m，停车线段隧道分别为单洞双线隧道和单洞单线隧道，其中单洞双线隧道开挖宽度约11。9m，高约9。5m，采用CRD工法开挖；单洞单线隧道开挖宽度约由于停车线段长度较长，且下穿河流、房屋、公园等地表构筑物，地质为岩溶中等发育区；为达到保证施工安全，控制地表沉降，小净距隧道开挖，拟采用以下工法进行开挖控制：
　　（1）开挖应严格遵循预支护、短开挖、少扰动、强支护、早封闭、实回填、严治水、勤量测方针。加强地质工作，采用隧道施工地质调查、TSP、红外探水、地质雷达、超前地质钻孔等综合方法进行隧道超前地质探测手段。
　　（2）由于区间下穿构筑物较多，位于市中心区域，对地表的震动及沉降控制要求严格，采用人工、机械开挖，严禁采用常规爆破开挖。环向初期支护钢架、竖向支撑钢架开挖一榀支护一榀，逐榀成环推进。必要时掌子面喷射5cm混凝土封闭并随挖随喷，避免掌子面掉块、坍塌；并尽早施作二次衬砌。
　　（3）停车线大小断面平行隧道中，首先进行小断面的开挖，开挖完成后施作大断面。由于停车线下穿河流房屋等众多构筑物，采用机械方式对此段进行开挖。大断面采用CRD工法，临近小隧道侧后开挖，大断面掌子面需与小隧道掌子面保证一定的安全距离。开挖大断面时小断面需设置临时支撑。
　　（4）做好施工应急预案，加强对洞内及地表构筑物的监控量测，根据监控量测结果采取相应的工程措施。
　　4。3岩溶及地下水处理方案
　　由于停车线所处区域临近且下穿河流，岩层情况为中风化泥质灰岩及白云岩；地下水发育，地下水位一般位于地表下45m，多以岩溶水及裂隙水为主，部分地表雨污水通过溶洞溶隙渗入地下；根据地质情况及地下水发育情况，临近河流汇水区域处通常存在较大区域的岩溶发育区，地勘钻孔判定该区间为岩溶中等发育区，地下水丰富。地下水丰富及岩溶发育等因素，往往会造成隧道开挖发生突水突泥的风险，由于停车线断面较大，且为小净距隧道，下穿河流及构筑物等风险点，故停车线处岩溶及地下水处理为工程安全的重点。
　　贵阳地区为喀斯特地貌区，岩溶发育较多。本线路已开挖完成的隧道中遇到溶洞多为充填型溶洞，发育多为的漏斗状、条形状形态，内充软塑状物质，部分溶洞发育至地表，完全探明形态不易，溶洞附近区域往往伴随有较大的裂隙水及股状水发育。由于地铁区间隧道多为城市浅埋隧道，隧道开挖过程中遇溶，加上水力冲刷及渗透作用，易发洞内涌水涌泥，往往会形成拱部及周边区域空洞，部分发育至地表的溶洞往往会对路面、地表构筑物及相应的管线造成较大的影响。
　　根据溶洞及地下水发育的特点及地铁工程中防水的主要原则，对该地区溶洞及地下水处理原则主要为：溶洞充填和堵水的原则。溶洞充填根据溶洞发育的不同位置及形态，采用不同的充填及处理方案；对于开挖中裂隙水及涌水主要采用开挖前封堵及开挖后封堵的处理方案，防止溶洞及地下水相互作用造成的工程风险
　　5结语
　　本文讨论了岩溶区停车线在竖井设置与否情况下暗挖施作的工法，对不设置竖井暗挖停车线的设置方式及开挖步序进行了描述；论述岩溶区停车线下穿河流房屋等风险构筑物的自身风险及环境风险，采用适当的工法和措施解决小净距开挖、下穿河流处理、岩溶区开挖等风险问题。主要有以下几点体会：
　　（1）根据大部分国内城市通常做法，暗挖区间设置停车线尽量从横通道处由大断面向小断面开挖，降低结构自身风险；竖井设置困难需采用洞内开挖时，需做好各个开挖步骤的衔接工作，需注意由小断面向大断面扩挖的相关问题、联拱隧道开挖步骤及防水问题等，防止偏压问题对联拱隧道中柱的影响。
　　（2）大小断面并行小净距隧道开挖中，需注意大断面及小断面开挖的先后顺序，并保证一定的安全距离，及时封闭衬砌及设置临时横撑，防止偏压对结构造成的影响。
　　（3）为规避岩溶发育情况下暗挖工程的后期沉降及塌陷等次生灾害，需做到超前预防，超前处理，并对发生涌水涌泥的部位进行全方位探测，采用综合手段对空腔进行回填处理，尽可能保证回填密实，不留空腔；施工开挖过程中，需注意岩溶与地下水相互作用联通的处理。
　　（4）岩溶发育区暗挖下穿河流，存在岩溶通道与河流水联通的可能，为预防开挖中大规模突水的风险，需进行超前帷幕注浆的辅助工程措施，并对注浆效果进行检验，做好各项风险预案，确保下穿河流安全通过。