引言

地铁是城市中高效、快速的轨道交通工具。由于之前城市规划不够完善，造成个别老城区主干路下方管线错综复杂。某市在地铁车站建设过程中，暗挖车站导洞上方存在大直径雨水截流管。该雨水截流管为本市雨水干线管道。暗挖车站导洞揭露地层为砾砂和中粗砂，一旦雨水截流管变形过大，会造成车站导洞内出现涌水事故。在本工程的施工实例中，通过对雨水截流管采用管棚支护、深孔注浆和截流管内钢支撑等保护措施，减少施工过程中对雨水截流管的沉降影响。研究了管棚导向控制和注浆效果、导洞内深孔注浆的加固效果和密闭空间钢支撑焊接作业的技术要点，为后续工程提供指导性意见。

1 工程概况

某市在地铁车站建设过程中，暗挖车站导洞上方存在大直径雨水截流管，雨水截流管为盾构法施工，管片内径为3.5m，管片厚度为0.3m。管底埋深为9.94m，管顶覆土为5.84m，暗挖车站导洞宽度为4.6m，高度为5.6m，初支厚度为0.35m。雨水截流管为横穿车站主体结构，与车站暗挖导洞竖向最小距离为0.605m。

2 施工工艺流程

2.1 前期准备

（1）开工前，和原雨水截流管设计、施工单位做好交流，了解当时的施工工况，开挖揭露的地层与地勘资料的一致性；

（2）在充分了解雨水截流管线资料、设计意图的基础上，做好现场管线调查工作，并请相关单位现场共同见证并形成文字记录；

（3）在充分熟悉设计图纸和现场调查的基础上，编制下穿雨水截流管施工方案，经相关产权单位管理人员和专家审核审批后付诸实施。

（4）做好下穿雨水截流管施工的各项准备工作。

2.2 管棚支护施工

暗挖车站与雨水截流管的竖向最小距离为0.605m，需在2个竖井之间对横穿车站主体结构之间的雨水截流管进行管棚支护施工。

密排管棚采用管棚机进行施工，密排管棚设计采用Φ108@300mm、t=8mm的钢管。由于单根管棚长度为6m，横通道宽度为4.5m，故采用单根长度为2m的管棚进行施工，管棚间采用套丝连接；施工完毕后在管棚内注入水泥浆，提高管棚的支护作用。

（1）管棚加工

1）管棚制作

管棚制作：管棚选用直径108mm、壁厚为8mm无缝钢管，受施工横通道影响，单节管棚长度2m，钢管两端部均套丝长度为150mm，管棚连接采用直径114mm，壁厚为6mm钢管。

2）管棚施工

大管棚施作范围为暗挖车站导洞上方位置，环向间距300mm。其中管棚长度为15.9m。管棚中心距开挖外轮廓线200mm。

根据设计图纸进行放样，在初支开挖过程中使用PVC管预留好管棚设计位置，对好孔位，孔位误差应小于50mm。钻杆与管棚轴线应有一定的仰角，以抵消钻杆因重力作用产生的向下的位移。

（2）开孔

开始钻孔前必须检查设备的完整性。在架设好钻机、调整好管棚孔位的水平偏角后，采用大于钢套管直径1～2级的潜孔锤，钻凿2～3m深的孔口，然后退出钻孔锤。

（3）钻进

1）安装耐磨钻头，控制钻头的入孔角度；2）导向钻钻进前应对钻机的水平度和垂直度进行全面检查，确认无误方可进行试钻；3）钻进前须先开水泵，待冲洗液循环流通正常后，方可钻进；4）钻进过程中，压力应控制在0.3~0.5MPa。

（4）加接钻杆和钢套管

当钢套管端头距离导向墙孔口约0.3m时停止钻进，退出钻头、卸掉钻杆，钻杆动力头后退至端头加接钻杆或钢套管，先拧紧钻杆，再拧紧管棚的联接套管。

（5）封孔

管棚钻进至设计位置后，采用钢板进行临时封孔，并在临时封孔板上安装球阀。

3）管棚连接：Φ108管棚两节之间采用Φ114，壁厚6mm，长度300mm的钢管连接。

每根管棚打设完成应在尾部预留注浆口并且用钢板将管棚口焊死，并及时进行注浆，增强整体刚度。注浆采用双缸双液注浆泵，将水灰比位1:1水泥浆注入孔内，注浆压力为0.3~0.5Mpa，20分钟无压力变化方可停止注浆。

2.3 暗挖车站导洞深孔注浆施工

（1）深孔注浆设计

a.浆液凝胶时间：水泥水玻璃双液浆的凝胶时间30s~3min。

b.单孔单段注浆量： =1.2×3.14×0.652×9×0.8×0.32=3.67m³；

c.注浆分段长度：注浆采用后退式注浆，长度不大于2.0m。

d.注浆速度：砂层、粉质黏土20L~40L/min，砂砾石20L~40L/min，断层破碎带60L~120L/min。

（2）注浆设备

施工机械：选用钻杆能够倾斜的和偏移角度的水平工程地质分体式液压钻机，CBE-50/70注浆泵。

（3）注浆范围的确定

后退式深孔注浆长度应根据现场具体情况进行调整，图纸要求每循环施做长度为不大于10m，预留2m作为下一深空注浆循环段的止浆段。第一段深孔注浆施工前，暗挖车站导洞掌子面需临时喷射30cm的混凝土进行封闭。

（4）钻孔、注浆施工

a.定孔位：在暗挖车站导洞掌子面用水泥钉标出注浆孔位置，设计间距为1m×1m。钻孔角度根据图纸设计角度进行测量；孔位偏差不得大于20mm，钻孔角度偏差不得大于1°。在凿孔定点上，应严格按照辐射角度要求进行钻孔注浆。

b.钻机就位：控制钻机的钻杆钻进深度，慢速均匀的运转；认真分析富水砂卵石地层对钻机钻进速度的影响，确定本项目的钻进参数；钻进过程中紧密观察溢水出水情况，相邻孔位出现溢水时，应立即停止钻进，确认相关原因后方可继续施工。

2.4 雨水截流管内钢支撑施工

雨水截流管内设置2根竖向I40b钢支撑，2根水平I25b工字钢，间距为0.5m。钢支撑加固段长度为52m，车站主体结构宽度为20.5m。

首先对截流管所需的钢支撑材料进行统计，在车站导洞开挖前对截流管增加钢支撑补强措施，减少导洞开挖对截流管的变形影响。

（1）施工准备

1）进入施工现场钢支撑构件必须涂刷两道防锈漆，按照相关材料进场程序进行报验，合格后方可投入使用；

2）钢支撑及其构件应按设计图纸尺寸进行下料，按安装的先后顺序、形状堆码整齐，分类标识明确，设置警戒区域；

3）钢支撑在装卸和运输过程中，应注意保护构件棱角，避免磕碰。

（2）钢支撑构件的安装

首先应对钢支撑的配件进行试拼，经与相关方检查验收合格后，方可投入使用。先安装竖向支撑，再安装水平支撑，焊缝高度和厚度必须满足设计要求。

3 结语

暗挖车站导洞近距离下穿大直径雨水截流管，采用管棚支护、深孔注浆和管内钢支撑等技术措施，有效地减少了暗挖车站导洞开挖对雨水截流管的影响，稳定管线下方土体，满足了施工安全和经济要求。

参考文献

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作者简介：解元元，出生年月：1989-02-15，籍贯：河北赵县，学历：本科（土木工程），民族：汉族，职称：工程师，研究方向：地下工程