地下結構施工中地表及暗埋管線沉降加固措施淺議

摘 要：地下結構施工過程中，對于地層的擾動，使原有土體的狀態失去平衡，如遇地下土層較為復雜的，易對結構頂部地表及上方管線造成影響，使其產生沉降，嚴重可能造成管線滲漏，亦對暗挖施工造成安全隱患。對地下鐵暗挖車站在施工中必須以嚴格控制沉降、防止坍塌為目的。對于地下土層復雜、管轄密布區域，施工中確保結構頂部地表及管線穩定為施工重點，此類施工中的核心是確保地表穩定及管線安全，控制沉降，防止沉降引起的結構坍塌。如遇地表或管線沉降突變，趨近或超過警戒值，需立即采取措施進行加固。

關鍵詞：地下結構 地表及管線沉降 加固措施

中圖分類號：TU941 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（b）-0199-01

目前國內大量一、二線城市為了城市發展迅速，這也對城市交通提出了更高的要求，包括交通的便利、更高的服務等。以長春為例，作為北方的較大省會城市，擁堵的交通，對人們的出行造成不變，近年來長春一直不斷在進行軌道交通方面的建設。2011年正式開啟長春地鐵時代。

1 工程概況

長春地鐵1號線05標段處于長春市中北部地區，南湖大路站位于人民大街與南湖大路十字口，車站跨路口設置，沿人民大街東側布置，呈南北走向。南湖大路站主體結構采用“PBA”工法，8導洞施工，主體結構導洞根據開挖斷面尺寸大小分為“A型”和“B型”斷面。A型導洞為下層邊導洞，開挖斷面尺寸4.1 m×5.1 m，單洞長度160 m；B型導洞為上層導洞及下層中導洞，開挖斷面尺寸4.6 m×5.1 m，單洞長度160 m。該標段采用地下暗挖工藝，此暗挖工程施工段內地質條件復雜，地表管線密布，周圍建筑物眾多。對施工造成一定的困難。

在南湖大路站施工過程中，于2012年10月、2013年10月通過監測發現地表及管線監測點沉降速率突變，項目部立即采取措施，增加監測頻率，布設地表及管線監測點，并補充背后注漿工序，雖然在施工中按照18字方針嚴格實施，但仍然無法抑制管線的繼續沉降，隨即立即停止開挖工作面，連續3次召開專家評審會議，確定針對管線及地層進行加固。目前我們采取的地下加固措施由于環境的限制，十分有限。由此，下面淺議下施工中具體采取的措施。

2 袖閥管注漿加固管線

地鐵施工暗挖工程中，如遇地質復雜、地下管線眾多區域，出現沉降突變，隨之伴隨著巨大的安全隱患。以南湖大路站2號豎井為例，施工中主體結構臨近2條自來水、一條燃氣管線突發沉降，須立即采取措施，保證安全，具體采用袖閥管針對管線及管線周邊地層進行加固。

2.1 袖閥管施工工藝原理

袖閥管注漿法是通過較大的壓力將漿液注（壓）入土層中，注漿芯管上下的阻塞器可實現分段分層注漿，可由施工需要選擇連續或跳段注漿。此工法在需要全程注漿的施工中，通過分段注漿，使得松散的地層和較密實的地層均得到很好的注漿加固效果，避免了以往的注漿工藝在松散地層和較密實地層同時存在時，松散地層注漿量大、較密實地層注不進漿的現象的發生。

2.2 袖閥管施工工藝

袖閥管注漿工藝流程如以下幾點。

（1）測量放樣：根據已布設好的控制點坐標，計算引孔的坐標位置，使用全站儀放出孔位，用水準儀測量地面高程，確定引孔深度。

（2）鉆孔：采用地質鉆機鉆進成孔，鉆進深度達到注漿固結段。鉆進過程中做好記錄，為注漿作業提供參考數據。

（3）下管：袖閥管上口露出地面20 cm，將連接好的袖閥管下口用尖底封好；然后將袖閥管下入孔中，確保袖閥管下到孔底。

（4）洗孔：用高壓水對孔內進行清洗，減少孔內沉渣和泥漿比重。

（5）封口：在孔口周圍的地面到地面以下1 m的距離范圍內采用速凝水泥砂漿封堵，以防止注漿過程中冒漿現象的發生。

（6）注漿：采取分段式注漿，每段注漿長度1 m，這樣可以有效地減少地層不均一性對注漿效果的影響。注漿過程中，每段注漿完成后，向上或向下移動一個步距的芯管長度。注漿結束后，在注漿管上口蓋上悶蓋，以便于復注施工。

2.3 袖閥管注漿加固所需材料及設備

（1）注漿材料：漿液采用單液水泥漿。42.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.5∶1～1∶1。

（2）引孔設備：采用100型工程地質鉆機。

（3）注漿設備：ZBSB—70—11/5—7.5型注漿泵，并配備高壓注漿管路系統和制漿設備注漿。

（4）注漿管：采用φ68 mm單向袖閥管。

3 深孔注漿加固地層及管線

針對環境條件復雜，無法在地面上采取施工措施的，袖閥管注漿加固就無法滿足我們的要求，需要從隧道開挖斷面內采取具體措施，從下面進行加固，已達到我們的要求。以長春地鐵1號線05標段南湖大路站1號豎井為例。在橫通道穿越人民大街時，地表管線眾多，在2013年10月地表及管線沉降速率突變，由于該處處于鬧市區，車流密集，無法封堵道路進行施工，只能采取申請管線改遷，或在暗挖隧道斷面內部進行注漿加固的措施，保證施工順利度過該處。

3.1 管線改遷

將管線改移出施工影響范圍時最徹底的解決措施。但本站位于人民大街和南湖大路交匯處，車流行人密集，改移管線會給交通造成較大影響，另外無合適路由，實施存在困難。

3.2 洞內注漿加固

地表加固易于控制注漿位置和角度，注漿效果較好。但地表注漿需要臨時占用人民大街和南湖大路交口位置道路，地表注漿施工時對道路交通影響較大。若市政道路主管部門不予審批，則采取隧道洞內注漿的方式對地表管線進行加固。已開挖段具體加固方式為根據管線與車站主體導洞平面位置關系，車站南端約30 m段選擇在右線邊導洞和右線中導洞、車站中部選擇在車站主體右線中導洞內沿初期支護拱部向上鉆孔至地下管線下方，進行后退式注漿，將管線與車站主體導洞間松散土體進行加固固結，提高土體強度和穩定性，從而減小開挖時土體變形和管線沉降。

車站主體導洞尚未開挖段需要在右線中導洞開挖掌子面斜向前上方鉆孔采取后退式注漿加固管線與導洞間土體。每次注漿加固段長度20 m，開挖15 m，預留5 m，作為止漿墻。

注漿漿液采用水泥水玻璃雙液漿，水泥水：水玻璃=1：1，水泥漿水灰比=1：1。

4 結語

地下隧道施工中，地質情況復雜，地下管線不可預見性險情的諸多因素，對開挖施工帶來了諸多不變，針對地表及管線沉降突變，諸多先輩具體的施工，總結了經驗，并歸納如以下幾點。

（1）最先想到的就是要徹底的消除風險源，使其不在影響開挖施工，施工前先排查管線分布制定相應的防護措施，排查中有影響嚴重的，贏立即申請管線改遷，從源頭上消除風險。

（2）針對無法改遷的管線，遇到沉降突變的情況，立即采取加固措施，并贏根據現場環境、地質情況等諸多因素，選擇合理、便捷、有效的加固措施。

（3）加固措施的選擇，還要根據管線的具體情況，在保證地下開挖的安全穩定，同時也要保證管線的安全穩定。

施工管理過程依據地質探測圖，結合現場施工環境，堅持以排遷為先、加固為輔的原則。按照設計要求，結合量測監控數據，及時指導施工。

參考文獻

[1]段光杰，地鐵隧道施工擾動對地表沉降和管線變形影響的理論和方法研究[D].北京：中國地質大學，2003.

[2]地鐵設計規范[S].GB50157-2003.

[3]地下鐵道施工及驗收規范[S].GB50299-1999.