第一篇　深圳地铁1号线18标暗挖隧道施工技术

第一章　工程概况及重点难点

第一节　工程概况

一、工程地理位置及主要工程内容

西乡—固戍矿山法区间位于宝安区西乡大道与建发采石场之间，出西乡站后沿新湖路敷设，CK32+350～CK33+100段线路下穿碧海湾高尔夫球场，然后下穿宝安大道。平面位置如图1-1所示。

区间隧道起讫里程：CK31+589.7～CK33+660.25，区间左、右线累计总长4162m，包括102m明挖法、3471m矿山法、589m盾构法。其中明挖分二期施工：一期为明挖渡线施工，二期为区间风道施工。矿山法施工包含两座竖井、两个联络通道、一座电缆通道及竖井、水泵房等附属工程。盾构施工包含四座竖井。区间隧道标段范围如图1-2所示。

二、工程地质及水文地质

1.工程地质

本标段工程范围内由上到下分别为第四系全新统人工堆积层、海积层、海冲积层、坡洪积层、残积层（Qel）、加里东期混合花岗岩（Mγ3）。隧道主要穿越残积层及加里东期混合花岗岩层。典型地质纵断面如图1-3所示。

2.水文地质

本场地地下水按赋存条件主要分为孔隙水与基岩裂隙水。孔隙水主要赋存于第四系砂层及黏性土、残积层和加里东期全风化混合花岗岩中，基岩裂隙水主要赋存于混合花岗岩强～中风化层中，略具承压性。

素填土在本区中广泛分布，具弱透水性；海冲积黏土、粉质黏土具弱透水性；海冲积中砂层具中等透水性；海冲积砾砂层具强透水性；砂质黏性土具弱透水性；全～中风化混合花岗岩具弱透水性，微风化混合花岗岩具弱透水性。

地下水对钢筋混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。

地下水位埋深1.0～4.0m，水位高程0.07～3.43m，水位变幅0.5～2.0m。地下水总的径流方向为由北向南。地下水的排泄途径主要是蒸发，主要补给来源为大气降水。

3.隧道围岩

第四系全新统人工堆积层，由于土质的差异性，透水性中～强透水。第四系全新统海积层，属弱透水层，可以作为相对隔水层。海冲积③8细砂中地下水较丰富，具中等透水性；海冲积③9中砂层富含地下水，为场地主要含水层，透水性随黏粒含量增多而变小，具中等透水性；海冲积③10粗砂层富含地下水，为场地主要含水层，透水性随粘粒含量增多而变小，具强透水性。坡洪积⑤4黏土、⑤5粉质黏土具弱透水性。⑥1砾质黏性土、⑥2砂质黏性土呈饱和状态，具弱透水性。⑧1全风化混合花岗岩、⑧2强风化混合花岗岩中等透水性。⑧3中等风化混合花岗岩具中等透水性，透水性随节理裂隙发育程度改变。⑧4微风化混合花岗岩具弱透水性。

由于地层的渗透性差异，砂层及基岩中的水略具承压性，基岩裂隙发育，孔隙水与裂隙水局部具连通性。

岩石富水性和透水性与节理裂隙发育情况关系紧密，节理裂隙发育的不均匀性导致其富水性和透水性也不均匀。

本区间隧道地质条件复杂，砂质黏性土及全、强、中、微风化混合花岗岩在隧道底板、边墙、拱顶均有大量分布。中、微风化混合花岗岩为Ⅱ、Ⅲ级围岩，岩质较好，强度高，承载能力强，稳定性好。强风化混合花岗岩为Ⅳ级围岩，呈砂砾状或碎石状，隧道开挖后拱部无支护时可产生较大的坍塌，侧壁有失稳风险。全风化混合花岗岩为Ⅴ级围岩，呈松散或松软状，隧道开挖后围岩易坍塌，处理不当会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌，隧道浅埋时易出现地表下陷或坍塌至地表。砂质黏性土层富含地下水，为Ⅵ级围岩，呈松散或松软状，隧道开挖后围岩极易坍塌，有水时土、砂常和水一齐涌出，隧道浅埋时易坍塌至地表。围岩级别见表1-1。

续上表

三、设计情况

1.平面设计

区间隧道起于西乡站末端，自西乡站后线间距23.4m，沿新湖路敷设，为避开道路北侧建筑，右线向左线靠拢，线间距逐渐变小，在CK32+240处线间距变为15.413m。线路在CK32+350～CK33+100段处下穿碧海湾高尔夫球场，然后沿宝安大道敷设。区间左、右线均含3处平面曲线，半径分别为2000m、450m、500m。线路总平面图如图1-4所示。

2.纵断面设计

区间线路从西乡站设计末端里程CK31+589.7开始，至CK33+660.25结束。其中：CK31+589.7～750之间纵坡坡度为2‰；CK31+750～950之间纵坡坡度为25‰，其间以竖曲线R-3000m过渡；CK31+950～CK32+240之间纵坡坡度为18‰，其间以竖曲线R-5000m过渡；CK32+240～CK33+600之间纵坡坡度为8.458‰（左线为8.467‰），其间以竖曲线R-5000m过渡；CK33+600～660.25之间纵坡坡度为6.37‰（左线为6.39‰），其间以竖曲线R-5000m过渡。线路的最低位置位于CK32+240，轨面标高为-21.464m，最大埋深约35.8m（轨面）。隧道纵断面设计参数见表1-2。

3.隧道结构设计

区间隧道一般地段断面设计为马蹄形，采用矿山法施工，复合式衬砌。

隧道分A、B、C、D、E共5种衬砌断面，初期支护采用钢拱架、锚杆、钢筋网、C20喷射混凝土联合支护，并辅以小导管注浆等超前支护措施。二次衬砌采用C30S8钢筋混凝土，隧道防水等级为Ⅱ级，在初期支护和二次衬砌之间设置全包防水层，并配合注浆防水。暗挖隧道各种断面设计支护参数见表1-3，隧道典型的两种断面如图1-5、图1-6所示。

续上表

第二节　主要合同情况与施工条件

一、合同情况及造价

本标段为设计、施工总承包，合同总造价为13482.59万元（其中包含暂定金1249万元），隧道全长2070.55m。本工程标底为1.9亿元，中标价相对标底下降29.04％。开标时间为2007年10月31日。

二、施工条件

本工程于2007年11月中旬进场，前期由于受征地、管线改迁及交通疏解影响，开工时间较计划进场日期延后4个月。本标段是深圳地铁1号线续建工程机场段的第一个标段，为西乡站～固戍站部分区间，也是1号线机场段唯一采用矿山法暗挖施工区间标段。隧道穿越地质条件复杂多变、周边建筑物对地下水土损失反应敏感、工期紧、标价低是本工程的主要特点。

第三节　工程重难点分析与对策

一、工程开工晚，实现各节点工期和总工期目标是难点

工程前期受管线改迁、交通疏解及征地影响，1#、3#竖井实际开工日期（2008年3月8日、2008年3月26日）较计划（2007年12月28日）延期近3个月。明挖段实际开工日期（2008年4月11日）较计划（2007年12月28日）延期近4个月。工程开工时间晚，但关键节点工期及总工期要求严格，因此保证实现节点工期及总工期目标是难点。

◆　主要对策

有条件优化设计，降低施工风险，同时使隧道尽可能避开砂质地层。人、材、机等投入有保证。施工方案要合理，根据业主要求，不同时段明确不同的主攻工作面。加大竖井提升能力，满足洞内出渣进料的最大需求。

二、富水软弱地层开挖难度大

明挖段～1#竖井区间段为Ⅴ、Ⅵ级围岩，隧道主要穿越砂层、砂质黏性土、全风化花岗岩，地质软弱，初期支护工序繁杂，地下水位较高，地层含水丰富，施工难度大、进度慢，每月进尺只有30m。

◆　主要对策

（1）作好过砂层附近的降水工作，降低施工风险；加强监控量测，做好地质预报与超前加固措施。

（2）下调线路纵坡，尽量增加拱顶埋深和黏性土的厚度。

（3）明挖段从两边向中间施工，土方开挖完成后立即进行吊土井、主体结构施工，早开暗挖工作面。

（4）抓好施工组织与工序衔接，保证工程进度。

三、确保各工作面协调有序、高效运行是重点

整个暗挖段分别利用施工竖井及明挖段进入施工，多个工作面同时平行展开，最多时13个工作面同时组织施工。各施工工序相互关联、环环紧扣，一个环节延期，即会影响到节点、合同工期，如何进行合理的施工组织安排、资源调配，加强各个工作面的相互协调，保持高效运行和确保节点、合同工期是贯穿整个施工期的重点。

◆　主要对策

缩短各分部分项工程施工准备时间。机械空闲时安排保养，确保施工机械正常运行。根据本工程的特点，不断优化施工进度计划网络图，确定各阶段的工作内容。并根据各阶段的施工任务合理进行资源配置，尽可能地开展平行作业。减少工序衔接时间，防止设备的窝工，加强关键线路各工序的控制管理。

四、复杂地层隧道施工安全是重点

本工程暗挖隧道（YSK31+997.5～32+260、ZSK31+967.75～32+260、YSK31+589.7～628、YSK31+646.9～666.2、ZSK31+589.7～612.2、ZSK31+695.3～710.235、DK31+589.7～612.2）洞身穿越砂层、砂黏土层及混合花岗岩风化岩层，且地下水丰富，具承压性。尤其是近邻居民楼地下爆破及暗挖区间部分穿越砂层时，隧道施工安全是关键。

◆　主要对策

近邻居民楼地下爆破开挖采用“短进尺、弱爆破”，减少振动确保邻近建筑物安全。砂层段采用预注浆加固地层并提前由地面进行降水。

五、电缆通道与联络横通道垂直叠加，重叠隧道施工安全要求高

CK32+924.95处电缆通道与区间隧道垂直交叉，位于区间隧道上方，区间隧道联络横通道与电缆通道垂直叠加并位于区间隧道下方，上、下隧道净距5.15m，施工期间须考虑上、下隧道相互间的影响，加强控制，保证施工的安全，合理安排上、下隧道施工顺序，将相互间影响降至最小。

◆　主要对策

（1）施工期间合理安排电缆通道开挖时间，错开上、下隧道开挖时间，防止重叠隧道平行施工。在正线隧道及电缆通道正下方的横通道开挖完成后，再组织进行上方的电缆通道开挖。

（2）衬砌按照先上后下的顺序组织施工，上方隧道衬砌施工就相当于给下方隧道增加了永久荷载，待下方隧道初支收缩变形稳定后进行下方隧道衬砌施工有利于减小对衬砌层的压力，确保隧道使用安全。

（3）合理进行施工进度计划网络图的编排，严格制定上、下隧道开挖，衬砌施工先后顺序，确定各阶段的工作内容，施工过程中严格按照计划执行。

（4）重叠隧道开挖时尽量采用人工配合机械开挖，当必须采用爆破开挖时，尽量采用弱爆破，减小对围岩的振动，加强支护，避免引起围岩坍塌。

（5）加强下部隧道的初期支护，设计时在施工影响范围己充分考虑上部爆破和施工荷载。

六、1#竖井～明挖渡线段隧道施工安全风险大

1.工程地质及水文地质复杂且变化频繁

隧道上部主要穿越地层为海冲积的饱和砂层、砂质黏性土、全风化混合花岗岩、强风化混合花岗岩。

砂层和砂质黏性土富水，无黏性，结构松散，属较不稳定土体，透水性强，施工中易发生坍塌、涌水、涌砂。同时，砂层上部为杂填土、素填土，渗透系数大，隧道开挖施工时，极易造成坍方。

本区间隧道开挖时洞身需穿越685m长花岗岩残积土、全风化岩。饱和状态下花岗岩风化残积土、全风化岩受施工扰动（主要为爆破施工）而崩解，极易变形坍塌，造成围岩失稳。

2.周边环境安全难以保证

明挖段～1#竖井区间隧道位于新湖路下方，新湖路两侧房屋密布，北侧有正雄电子有限公司、龙年电子有限公司、盐田村的民房、银田新村，南侧有深圳海湾中学、锦欣花园。这些房屋大多修建于2000年前，属于福利房，入住率高。房屋基础型式多为沉管灌注桩（属摩擦桩），该桩基对水土损失极为敏感。隧道开挖边线距离道路两侧房屋水平距离仅为9.85～19.71m。

鉴于周边楼房距隧道较近，且楼房基础抗沉降能力极差等客观情况，摩擦桩对地层和地下水位变化反应具高度敏感性（明挖渡线段及7标西乡站基坑施工时已对附近地面、楼房影响明显）。地面建筑物和管线的安全保护就成了极大问题，如采用措施不当，可能造成周边建筑极变形、开裂，易引发附近居民大量投诉上访，造成极为不良的社会影响，进而阻扰正常施工。

隧道沿线分布着大量的地下管线，包括雨水、污水、上水、电信、电力、燃气、路灯等，其中埋深2.3m的ф600雨水管、埋深3.2m的ф400污水管、埋深0.6m的ф600雨水管均为混凝土管，且多位于隧道上方，地下管线管道的走向与隧道平行，局部斜交。

◆　主要对策

经过各方共同努力，将1#竖井～明挖渡线段部分（左线：ZSK31+710.235～997.75，右线：YSK31+666.2～967.75）段矿山法施工隧道变更为盾构法施工，以确保周边建筑物、地下管线的安全。