第二篇 深圳地铁1号线7标暗挖隧道施工技术
第一章 工程概况及重点难点
第一节 工程地理位置及主要工程内容
一、工程地理位置
深圳市地铁1号线续建工程土建7标段位于深圳市宝安区新湖路下，呈东西走向，标段起于宝安区体育馆，横穿新安六路、西乡河、坪洲路和西乡大道，止于金海路附近。暗挖隧道位于宝坪区间靠坪洲站端，详细工程地理位置如图2-1所示。
图2-1 土建7标暗挖隧道地理位置图
二、主要工作内容
主要工作内容包括“两站”（坪洲站：214.5m，西乡站：386.5m。）、“两区间”（宝坪区间：1140m，坪西区间：738m。）暗挖隧道左右线各65m，施工主要内容包括开挖、初支以及导台混凝土施工。标段工作内容构成如图2-2所示。
图2-2 标段主要工作内容构成示意图
三、周围建筑物和管线情况
暗挖隧道工程位于深圳市宝安区新湖路下，所在地区为海积平原，地形平坦，已修建成道路和建筑物。两侧主要建筑物有8层宝城新湖花园和宝安区麻布村20世纪90年代初修建的3～5层零星建筑物，场地存在雨水、污水、路灯等地下管线管道及地上架空电线，地下管线管道沿既有道路分布。地下管线分布情况如图2-3所示。
图2-3 地下管线分布情况示意图
第二节 工程地质与水文地质
一、工程地质情况
地层由上到下主要有：素填土、中砂、砂质黏性土、砾质黏性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩和微风化花岗岩。隧道洞身位于全、强、中和微风化花岗岩层，左线中风化岩层侵入隧道最高4.8m，右线最高侵入2.27m。岩石强度最大为145.5MPa（位于该软硬不均地段），洞顶上覆砂质黏性土和中粗砂层。暗挖隧道左右线地质情况分别如图2-4和图2-5所示。
图中各土层分布情况及特点如下：
（1）场地普遍分布素填土，厚4～6m，成分主要为粉质黏土、碎石、砂、块石，土质不均。
（2）场地普遍分布1.0～3.8m的淤泥质粉质黏土，承载力低，具有天然含水量大、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低等特点，具触变性、流变性和不均匀性，为欠固结土。
（3）场地分布的残积土和全风化花岗岩，土质不均，饱和状态下受扰动后，极易软化变形，强度、承载力骤减。
（4）场地分布的砂层富含地下水，结构松散，施工开挖过程中极易坍塌，施工过程中，在动水条件下极易发生管涌、流砂等现象。
图2-4 左线暗挖隧道地质剖面
二、工程水文情况
本场地地下水按赋存条件主要分为孔隙水和基岩裂隙水。孔隙水主要赋存在第四系砂层、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在混合花岗岩强风化～中等风化层中，略具承压性。地下水位埋深2.1～4.5m，水位高程0.36～2.37m，水位变幅0.5～2m。地下水总的径流方向基本按照隧道掘进的反方向流动。
工程所在区域附近有大沙河、新圳河、咸水涌、西乡河等。河流流程短，汇流时间快，加之流域内地表植被破坏严重，形成洪水暴涨暴落的特点，施工区域距海较近，水源补给充分且受潮汐影响明显。
图2-5 右线暗挖隧道地质剖面
第三节 设计情况
一、工程背景
进场后，立即展开了盾构区间地质补勘工作。补勘结果显示：部分地段特别是宝坪区间靠坪洲站端地层局部岩石进入隧道开挖范围，且岩石的强度较详勘结果高，达145MPa，盾构掘进施工非常困难，考虑采用调线调坡来避开该硬岩段的掘进。但由于靠近坪洲站端岩层埋深浅，且距坪洲站比较近，车站标高无法进行较大的调整，所以调线调坡空间较小，仍然无法避开高强度的岩层。2008年3月8日，深圳市地铁有限公司1号线分公司组织召开了本标段盾构区间施工专家咨询会，根据宝坪区间坪洲到达段附近补勘的工程地质实际情况，并结合地铁1号线总体建设工期目标，专家组和有关领导形成一致意见：建议宝坪区间盾构机到达坪洲站80m硬岩段采用矿山法开挖支护，盾构机空推拼装管片通过。
二、最初设计情况
暗挖隧道位于宝安区新湖路下，沿新湖路呈直线型布置，起点紧临码头路，右线起点里程DK30+175.20，左线起点里程DK30+187.20，终点为本标段坪洲站东端头，左右线终点里程均为DK30+252.20，右线长77m，左线长65m。
矿山法开挖前，在暗挖隧道范围施作咬合旋喷桩止水帷幕，隔断与外部的水力联系，并在止水帷幕内实施管井降水。止水帷幕采用2排咬合旋喷桩，桩直径为600mm，桩间距为450mm，旋喷桩设计深度为隧道底下1m，如遇基岩，到达基岩面即可。
区间暗挖隧道为单洞单线隧道，纵向坡度为2‰，圆形断面，开挖断面半径为3.5m，最大覆土厚度约11.4m。
洞身开挖施工采用上下台阶法分两部开挖，采用大管棚与小导管注浆超前棚架体系。大管棚和小导管在拱顶180°范围设置，大管棚直径为108mm，间距为400mm，小导管纵向每隔两榀格栅钢架设置，环向间距400mm，管径42mm，管长4.0m，浆液为水泥＋水玻璃双液浆。初期支护采用钢筋网片、格栅钢架（间距0.5m）、C25喷射混凝土（30cm厚）和水平临时工字钢横撑组成联合支护体系，暗挖隧道与盾构区间过渡段采用注浆加固，保证盾构通过穿越过程中的安全，二次衬砌采用管片拼装。暗挖隧道标准断面如图2-6所示。
图2-6 暗挖隧道标准断面示意图
三、第一次调整后设计情况
2008年10月12日，结合现场实际条件以及局专家会意见，将原大管棚＋小导管超前支护取消，改为环向间距为300mm双排小导管超前注浆，小导管每隔一榀施作一环。由于受场地临时设施的限制，原设计止水帷幕无法实现封闭，取消止水帷幕，改为敞开式降水。
四、第二次调整后设计情况
2008年11月8日，组织召开第二次局专家会，对方案做如下调整：
（1）将原设计右线暗挖隧道由77m改为65m。
（2）在地面施作钢板桩止水帷幕，钢板距隧道开挖轮廓线外2.5m以外，钢板桩伸至岩石面。
（3）暗挖段与盾构区间过渡段10m范围由原设计洞内注浆加固改为回填素混凝土。
第四节 主要合同边界与施工条件
一、主要合同条件
1.合同形式
盾构区间为设计施工总承包合同。
2.因成本改变的调整
在合同履行期间，不因劳务、材料费或机械费、承包商自行选择（无论是否需要或是否经过监理工程师同意、确认或批准）的工法工艺（或其任何部分）或其他任何因素改变导致本合同工程施工成本的改变而调整合同价格。
3.工期方面
（1）各分项、分部工程最晚完成时间即为本合同的里程碑工期，承包商必须满足本合同的里程碑工期，并就采取一切措施，不允许延误。
（2）尽管业主做出了关键工期的要求以及工程的初步计划，但业主有权根据工程客观条件而改变计划，承包商不得因此而向业主提出任何索赔。
二、施工条件
（1）距暗挖隧道最近的建筑物为桩基础形式，其他建筑物均较远，施工过程中地层失水对周边建筑影响较小；管线管道方面，除一根雨水管在隧道上方外，其他管线管道均分布在隧道两侧，且无燃气、光缆等变形敏感以及大断面管线管道。
（2）暗挖隧道施工区域为填海区，地面以下4～6m为混有大量块石的杂填层，隧道上方有较厚砂层，透水性极强；隧道上半断面为遇水软化的全风化花岗岩层，下半断面为中、微风化花岗岩，属于典型的上软下硬地层，开挖难度极大。
（3）坪洲站主体结构和顶板土方回填均已完成，车站暂未交由其他单位施工或使用，坪洲站内外部均可作为暗挖隧道施工场地。
（4）坪洲站东端顶板和中板预留口可以作为暗挖隧道施工人员上下通道，同时亦是施工期间材料、机具和土石方吊运口。
（5）施工所用水电可直接从坪洲站接驳。
三、周边环境
1.地表建筑物
暗挖隧道上方有四栋临时活动板房，其中一栋为项目部和业主监理办公楼，两栋为职工宿舍楼，一栋为职工食堂，除职工食堂为单层外，其他均为双层。隧道北侧有三栋3～5层工业区住宿楼，南侧有三栋8层宝城新湖花园。
2.地下管线
暗挖隧道周围管线较多，有给水管、电信管、路灯线和电力管线沟。
施工进度计划安排以满足业主年度节点目标为前提，确保盾构到达暗挖与盾构区间交界处完成暗挖隧道全部施工为原则，对工期进行倒排。
第五节 工程重难点分析与对策
一、工程重点
1.工期紧
暗挖隧道施工需在盾构机到达前完成开挖初支和导台混凝土的施工，施工工期比较紧迫。
2.隧道施工过程中测量控制要求高
完成后的暗挖隧道初支必须保证盾构机的顺利通过，盾构空推过该段，主要依靠导台控制盾构机的姿态，对导台施工精度要求较高。
二、工程难点
工程地质条件差。暗挖隧道洞顶上部覆盖5～7m的砂层，洞身下半断面4～5m为高达145MPa的微风化花岗岩，属典型的上软下硬地层。该区域地下水位高，与附近海水形成水力联系，地下水补给充分，工程地质条件极差。开挖过程中，防涌水、涌砂和坍塌是难点。