地鐵軟流塑地層淺埋暗挖隧道施工技術(shù)分析

張海濤

（中鐵二十局集團第一工程有限公司 江蘇蘇州 215000）

1 引言

在地鐵工程開挖施工中，斷面尺寸小、隧道長度短、地質(zhì)條件復雜等問題較為常見，如果采用傳統(tǒng)的盾構(gòu)施工方式，則難度較大，很難滿足實際需要。對此，可采用淺埋暗挖施工方式，提升地鐵隧道開挖施工質(zhì)量。因此，對軟流塑地層地鐵隧道淺埋暗挖施工技術(shù)要點進行詳細探究具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2 地鐵隧道工程淺埋暗挖法的原理及其特征

在鐵路隧道淺埋暗挖施工過程中，需要根據(jù)圍巖結(jié)構(gòu)承載力對已經(jīng)掘進完成的隧道起到支撐作用，并且構(gòu)建出完善的、安全性較高的聯(lián)合支護體系。在實際施工過程中，應(yīng)該遵循“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”施工原則，保證施工的順利進行。在部分鐵路隧道工程開挖掘進施工中，地層結(jié)構(gòu)復雜程度比較高，對此，可以應(yīng)用淺埋暗挖施工方式，提升圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在具體的施工過程中，可能會發(fā)生地表沉降，這樣就會造成圍巖結(jié)構(gòu)松散，并發(fā)生變形，對此，在必須及時應(yīng)用支護結(jié)構(gòu)施工方式，保證工程施工進度和施工安全。

3 地鐵隧道軟流塑地層施工難點

3.1 地理位置及路面交通影響較大

城市地鐵工程建設(shè)數(shù)量和規(guī)模逐漸擴大，是重要的交通通道，在鐵路施工中，需要穿越既有建筑工程、公路工程等城市主干道，由于車流量密集，因此，在大量車輛工程的振動和沖擊作用下，就會造成土體敏感性提升，對于開挖掌子面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不利。

3.2 地質(zhì)條件差、地下水復雜

軟流塑地層土體地下水含量較高，容易出現(xiàn)管線滲漏、積水補給等問題，不明地下水還會滲入至通道中。除此以外，由于土層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性比較低，因此，在開挖施工過程中，容易發(fā)生涌泥、涌水、坍塌等事故，因此，施工難度較大。

3.3 管線密集、滲水多

在城市地鐵隧道工程施工中，需要進行管線遷移，而管線所在地質(zhì)為軟流塑地層，則擾動較大，同時，部分管線年久失修，容易發(fā)生滲漏嚴重的問題。

3.4 土體擾動次數(shù)多，控制沉降難

在地鐵隧道工程開挖施工中，會對原有地層結(jié)構(gòu)造成干擾，對原有的軟流塑地層結(jié)構(gòu)造成破壞，同時，由于受到地層應(yīng)力釋放因素的影響，地層變形會造成沉降量增加，同時還會對地層結(jié)構(gòu)造成擾動影響，因此，地層沉降控制難度較大。

4 地鐵隧道工程概況

在某地鐵工程施工中，施工場地比較小，隧道掘進施工會受到地下建筑工程結(jié)構(gòu)的限制作用，同時城市干線交通壓力較大。通過對施工現(xiàn)場進行地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)，該施工區(qū)域地質(zhì)情況比較復雜，施工區(qū)域地層為軟流塑地層，地下水位較高，并且含有大量的含水砂層，場地地下水主要為孔隙水和孔隙微承壓水。綜合考慮施工環(huán)境以及施工條件，采用淺埋暗挖施工技術(shù)。

5 地鐵軟流塑地層淺埋暗挖隧道施工技術(shù)要點

5.1 管棚施工

由于該地鐵隧道工程地層結(jié)構(gòu)條件復雜，如果采用無管棚開挖施工方式，施工危險性較高。另外，由于受到過街通道圍護樁以及管棚工藝的影響，在交通通道至車站段40m范圍內(nèi)，采用管棚套打施工方式，同時，將這一施工路段分為3個組成部分進行管棚施工。

5.1.1 第一循環(huán)施工

根據(jù)已經(jīng)施工完成的橫通道空間，采用第一循環(huán)大管棚施工方式，管棚直徑φ121。為了盡量避免隧道施工對原有地層結(jié)構(gòu)造成擾動作用，應(yīng)該注意采用跟管鉆進施工方式，對于管棚，只需要街通道西側(cè)圍護樁相切即可，另外，在在管棚與過街通道的相切位置，需要設(shè)置第二組循環(huán)管棚工作室所需空間。

5.1.2 第二循環(huán)施工

在第二循環(huán)管棚施工中，應(yīng)該從西向東進行鉆進施工，管棚直徑為φ140。在鉆孔施工中，采用金剛鉆頭，開孔施工完成后，及時跟管鉆進，當管棚與過街通道東側(cè)圍護樁相切后，即可終孔注漿。在管棚施工過程中，必須加強注漿壓力控制，注意低壓、微量以及多次注漿施工。

5.1.3 第三循環(huán)施工

在該地鐵隧道工程施工中，由于受到過街通道因素的影響，并且需要破除過街道東側(cè)圍護樁，因此很難采用常規(guī)方式進行第三個循環(huán)大管棚施工。對此，在這一施工環(huán)節(jié)，需要將第二循環(huán)的φ140管棚作為第三循環(huán)φ121管棚的導向管，并應(yīng)用金剛鉆進行鉆進施工，首先穿過維護樁結(jié)構(gòu)，然后再進行跟管鉆進施工，最后施作后續(xù)管棚。

5.2 注漿施工

5.2.1 超前劈裂注漿施工

在本工程施工中，為了對過街道注漿施工段隆起部位以及沉降部位進行有效控制，需要注意結(jié)合實際情況改善漿液性能以及注漿施工工藝，具體而言，需要注意以下幾點：對于普通施工段，采用普通水泥水玻璃雙液漿，在下穿過街道段12m施工范圍內(nèi)，應(yīng)采用超細型HSC注漿施工材料，這一注漿材料的結(jié)實率比較高，并且可注性強，及時注漿壓力比較小，依然能夠形成良好的放射狀劈裂施工效果，進而充分改良土體性能。除此以外，還需要注意的是，在注漿施工過程中，應(yīng)堅持多開孔、多批次、微漿量、小壓力注漿施工原則，同時對掌子面布孔進行加密處理，適當減少單孔注漿量，這樣才能夠有效避免過接到產(chǎn)生較大變形，如圖1所示。

圖1 隧道劈裂注漿布孔示意圖

5.2.2 通道下碎石墊層利用與處理

對于過街通道下方碎石墊層，可以采用管棚鉆機取孔下管引排墊層的間隙水，并定向?qū)拧Ｔ趯嶋H施工過程中，應(yīng)該注意對導管水量進行密切觀察，如果出現(xiàn)排水異常的問題，則應(yīng)該立即停止施工，避免漿液直接作用于過街道底部位置，進而對施工質(zhì)量造成不良影響。當開挖施工完成后，需要及時進行支護施工，并采用水泥水玻璃雙液漿微壓注漿填充，達到止水施工效果。

5.3 過街道段截樁施工

在進行該地鐵工程隧道開挖施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，過街通道鋼筋混凝土維護樁侵入至隧道工程凈空的最大長度為3.9m，為了避免在開挖施工中造成較大擾動作用，對于樁體結(jié)構(gòu)，需要采用風鎬進行破除處理。由于本次施工路段公路工程的通行量比較大，因此，動載的影響也比較大，為了避免圍護樁集中作用在初支護體系中，進而形成不良狀況，對于破除后的樁體，應(yīng)該應(yīng)用型鋼拱架進行托換。除此以外，由于過街道圍護樁與隧道斜交，因此其受力傳遞對于隧道工程隔柵會造成不良影響，對此，應(yīng)該采用連接筋形成整體，保證縱梁剛度，如圖2所示。

5.4 開挖施工

圖2 型鋼拱架托換平面示意圖

在本工程開挖施工過程中，采用中臺階分部開挖施工方式，在拱部開挖施工中，應(yīng)該注意預(yù)留和新圖，同時，采用格棚拱架作為支護結(jié)構(gòu)，并聯(lián)合應(yīng)用超前管棚預(yù)加固、超前小導管形成支護體系，在具體的開挖施工過程中，應(yīng)該堅持隨挖隨支原則。在上部開挖施工中，需要采用臨時仰拱緊跟，并加強拱頂下沉、隧道收斂以及變形監(jiān)測控制，如果初支發(fā)生異常變形，并且沉降速度達到警戒值，則應(yīng)該封閉掌子面，然后再進行下斷面注漿施工。

5.5 本工程施工效果

在該地鐵隧道工程施工中，應(yīng)用軟流塑地層下淺埋暗挖施工方式，根據(jù)現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，最大沉降量為11.2mm，過街通道隆起6.4mm，并且沒有發(fā)生過街通道滲漏。

6 結(jié)語

綜上所述，本文主要對軟流塑地層地鐵隧道工程淺埋暗挖法施工技術(shù)進行詳細探究，根據(jù)本文分析可見，在實際開挖施工過程中，通過采用超前管棚支護施工方式，有利于對隧道工程坍塌和地層沉降進行有效控制。另外，在下穿既有結(jié)構(gòu)施工中，采用劈裂注漿施工方式，能夠?qū)浫跬馏w結(jié)構(gòu)起到加固作用，在具體的施工過程中，還應(yīng)該對各工序施工質(zhì)量進行監(jiān)測管理，并采取有效措施減緩負面影響，保證地鐵隧道工程施工的順利進行，提升隧道工程建設(shè)效益。

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