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摘要：地铁暗挖施工中马头门是施工中一个关键工序，特别是采用PBA工法施工时，导洞非常多，马头门的施工显得十分重要。本文以北京地铁12号线工程土建施工13合同段西坝河车站竖井横通道马头门施工为例，简要介绍车站暗挖施工中马头门施工技术方案及安全保证措施。
关键词：地铁；马头门施工；保证措施
1、引言
现在城市在修建地铁施工中，由于拆迁难度较大，多采用暗挖施工。其优点是拆迁量小且不影响交通，工期可控。在暗挖施工中马头门的施工是竖井转向横通道施工，或横通道转向正线施工的关键步骤，在施工中由于应力转换，是比较大的安全隐患，所以在施工中要重点关注，必须制定严格的施工技术方案和安全保证措施。
2、工程概况
北京地铁12号线工程土建施工13合同段西坝河站（M12）是12号线与17号线的换乘车站。西坝河站位于北三环东路与西坝河南路路口，北三环东路与西坝河交叉口东侧，沿北三环东路敷设。M12车站形式为地下暗挖两层分离岛式站台车站，总建筑面积23890m2,车站总长约326.6m。车站采用PBA暗挖法施工。车站设置3个施工竖井，采用倒挂井壁法施工；车站附属结构除出入口敞口段采用明挖法施工外，其余均采用暗挖法施工。
3、施工方法及措施
横通道马头门施工由于破除井壁混凝土，破坏整个竖井结构出现洞口段应力重新分布，在此以竖井横通道马头门为例来介绍马头门施工中的施工技术措施及安全保证措施。
马头门施工主要是以下三个步骤：打设超前小导管及注浆，分部破除马头门处井壁砼，割除钢格栅支撑，马头门开挖支护。详见图3-1：马头门开挖支护流程图。具体施工方法是竖井开挖至施工通道拱部位置时，在竖井内沿施工横通道马头门外轮廓线打设超前注浆小导管加固地层。然后分区凿除施工横通道马头门范围井壁混凝土，同步分段架设施工横通道格栅钢架，前三榀格栅密排，待架设完成后，进行施工通道开挖。
图3.1马头门开挖支护流程图
3.1马头门加固
在竖井施作至马头门拱部完毕后，根据监测数据地表沉浆趋于稳定后，尽快在井壁上方标出横通道开挖外轮廓线的位置，竖井开马头门前，应在竖井内对应马头门拱顶位置预先打设两道Φ42,环向间距300mm，L=4000mm的超前小导管，并及时注浆超前加固隧道拱部土体及洞口处地层，注浆采用1:1水泥浆，注浆压力控制在0.3～0.5MPa。小导管打设角度尽量与隧道中线保持平行。
小导管注浆
小导管注浆采用水泥砂浆,注浆参数在施工过程中要针对不同的地层，适时调整，以达到良好的固结效果。
注浆开始时，压力应由零逐渐增大，压力控制在0.3-0.5MPa,当注浆压力达到终值后，继续稳压缓慢注浆3～5分钟，最后停止，完成一孔注浆工作。
小导管施工技术措施及技术要点
1)小导管采用钻孔布设时，钻孔深度略大于导管长度。采用钻机顶入时，顶入长度不小于导管长度的90%；前后两排小导管搭接长度不小于1.0m；
2)为防止注浆管堵塞，影响注浆效果，注浆前先清洗注浆管；
3)严格控制注浆配合比及胶凝时间，初选配合比后，用胶凝时间控制调整配合比，并测定凝结体的强度，选定最佳配合比；
4)注浆压力由小到大，从开始0MPa升到终止压力0.5MPa，稳压3min，流量计显示注浆量较小时，结束注浆；为保证注浆质量，必要时可封闭开挖面；
5)注浆由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，如有窜浆或跑浆时，可间隔注浆，最后全部完成注浆；
6)注浆完成后要检验注浆效果，在隧道开挖后可检查注浆固结体厚度，如达不到设计要求时，在注浆时调整注浆参数，改善注浆工艺；
7)小导管注浆时不得对环境造成污染。注浆期间应定期对地下水取样化验检查，如有污染应立即采取有效的技术措施；
8)注浆结束，待岩层达到充分的固结强度后方可进行开挖作业。
3.2马头门破除及开挖支护
人工分区破除马头门处井壁混凝土，割除钢格栅，及时架立通道格栅钢架,并将其主筋与周围的竖井井壁钢格栅焊接牢固，喷射混凝土封闭成环，马头门开口段3榀格栅并置，以加强交叉口部位的支护。
横通道施工采用预留核心土法施工，前三榀格栅连立，前面两榀一次架设，第三榀待开挖完成后，紧挨第二榀架设。此处纵向连接钢筋加工成L形式，与竖井格栅钢筋焊接牢固，形成整体。
具体施工步骤如下:
(1)马头门施工时由于破除井壁混凝土，割除该处钢格栅，破坏整个竖井结构出现洞口段应力重新分布，考虑竖井横通道马头门部位开洞受力较复杂，开洞前应在开洞轮廓线上方沿竖井壁四周施做一圈环梁进行加固处理。
(2)按照马头门轮廓线向内破除600mm左右砼，开挖上导洞①部分,预留核心土,架设钢格栅(前3榀格栅钢架连立)，并打设锁脚锚杆,及时喷射混凝土支护；
(3)待①部分进尺3～5m时,开挖上导洞②部分,架设钢格栅及型钢支撑,并打设锁脚锚杆,及时喷射混凝土支护；
(4)上导洞进尺8～10m时，破除下导井壁,开挖下导洞③部分,预留核心土,架设钢格栅，并打设锁脚锚杆,及时喷射混凝土支护；
(5)马头门③部分前两榀格栅进尺完成后,上导洞和下导洞③部同步开挖,待下导洞③部分进尺3～5m后，开挖下导洞④部分,架设剩余钢格栅，及时喷射混凝土支护；
详见马头门施工步序图3.2
图3.2马头门施工步序图
3.3安全保证措施
（1）马头门施工前需制定脚手架施工方案，脚手架作为竖井横通道马头门开洞门时的操作平台使用，按照先支后拆的原则，落实各项加固措施，采用的钢管必须具有质量合格证及材质报告；扣件必须具有合格证、生产许可证及专业检测单位的测试报告。脚手架搭设人员必须持证上岗，上岗人员需体检合格后方可发上岗证。
（2）横通道马头门施工时要在竖井内破除横通道洞口位置井壁砼、格栅钢架，由于破坏了竖井中的局部受力结构，所以马头门破除施工采用小分块、快封闭的施工方法。先环向凿出格栅安装位置，待各项工作准备到位后，切割初支格栅钢筋，架立马头门格栅拱架，及时喷射混凝土封闭成环。
（3）加强监控量测，马头门破除时跟踪测量洞周收敛及拱顶沉降。监测数据超过黄色预警时，及时采用竖向及水平支撑对隧道结构进行支撑加固，平衡竖向及侧向土压力，限制结构收敛。
（4）马头门破除前，沿开挖轮廓打设双排导管注水泥浆超前加固洞周土体。小导管注浆参数根据现场围岩变化情况由实验确定，根据初步选定的配合比，测定凝胶时间，如不能满足凝胶时间要求，则需反复调整施工配合比，直到满足为止。
（5）施工人员施工前进行岗前培训，对施工方法及安全措施进行全面交底。进入施工现场人员必须戴好安全帽，当班工作人员必须穿工作服，戴工作手套。搭设支架进行作业时施工人员必须系好安全带。
（6）作业平台搭设在平整坚固的地面上，按要求设置剪刀撑及斜撑。搭设脚手架人员必须戴安全帽、扣好帽带、穿防滑鞋。高空作业时，应系好安全带。平台上木板满铺，设置护栏并挂安全防护网，防止物件由空隙坠落。平台搭设完毕后，进行稳定性及牢固性验收，验收合格后方能用于施工作业。
（7）设专职安全员负责各种设备和施工过程中的安全隐患检查工作。在脚手架上进行电、气焊时，必须有防火措施和专人监护。平台安装由架子工持证人员负责安装，安装各操作人员必须戴好安全帽，扣好帽带，系好安全带，起吊和就位时与吊车配合须一致，并有专人指挥。
4、信息反馈及预警响应
信息反馈及预警响应的主要手段就是现场监控量测，现场监控量测是监视周围地层稳定情况、判断支护结构设计是否合理安全、施工方法是否正确的重要手段。
4.1信息反馈
通常情况下均采用三级反馈制度，其预警级别可分为三种，分别为：黄色预警、橙色预警、红色预警。预警分级见表4.1。
4.1预警分级表
4.2预警响应
如发生预警，就必须进行相应的预警响应，组织相关单位召开预警响应分析会，制定《预警处置方案》，并由施工单位立即组织实施，消除安全隐患。同时监理、施工和第三方监测单位加密监测和巡视频率，增加监测点，必要时进行不间断实时监测。
5、结束语
目前国内批复修建地铁的城市越来越多，地铁暗挖施工中马头门施工为关键工序，是安全控制的重点，是暗挖施工能否顺利进行的关键点。马头门是土体受力转换比较频繁的地方,施工中应具有超前的意识，针对不同的施工条件分析透彻，采取相应的技术措施，选择合适的施工工艺和正确的加固方法，以规避施工风险，保证施工安全。
参考文献：
[1]《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-19992003年版)；
[2]北京市轨道交通工程建设“安全风险技术管理体系”；
[3]地铁隧道竖井施工技术[J].隧道建设，2004（4）：24-26；
[4]《地铁工程监控量测技术规程》(DB11-4900-2007)。