地鐵暗挖礦山法區(qū)間設(shè)計(jì)及施工研究

鄒海彬

(中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100088)

礦山法在一定程度上更加適合于地下水較少的地層以及巖石地層，對(duì)于一些軟硬地層以及斷面變化有著更好的靈活性以及適應(yīng)性。當(dāng)前礦山法隧道被廣泛使用，在城市地鐵暗挖隧道工程當(dāng)中，更好地適應(yīng)于當(dāng)前城市地下的復(fù)雜環(huán)境，對(duì)于地面沉降控制嚴(yán)格，地質(zhì)條件差，結(jié)構(gòu)防水性要求高，埋深淺等不理想地面環(huán)境有著更好的適應(yīng)程度。

1 設(shè)計(jì)方案與具體施工

1.1 豎井的馬頭門(mén)開(kāi)洞

馬頭門(mén)在一定程度上是立井井筒與井底車場(chǎng)巷道連接的過(guò)渡段，為礦井的咽喉部位。由于馬頭門(mén)的位置處在地鐵暗挖隧道的不同斷面，而自身的受力轉(zhuǎn)換情況十分復(fù)雜，如果并沒(méi)有合理的分析數(shù)據(jù)情況，同樣可能在實(shí)際操作施工過(guò)程中存在很高的安全風(fēng)險(xiǎn)。相關(guān)工作人員為了盡可能保證操作施工過(guò)程的安全以及最終的施工質(zhì)量，往往需要采取有效的解決措施去應(yīng)對(duì)施工過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的一系列質(zhì)量問(wèn)題。相關(guān)工作人員在操作施工之前，需要盡可能將洞門(mén)拱頂位置采取有效的預(yù)加固措施，根據(jù)洞門(mén)大小以及地層的實(shí)際情況采取一系列相關(guān)施工工藝，防止馬頭門(mén)破洞之后洞內(nèi)外地層坍塌現(xiàn)象。馬頭門(mén)破除之后，需要首先觀察當(dāng)?shù)氐乃那闆r以及地層情況，如果發(fā)現(xiàn)地層不穩(wěn)定，則需要立即采取有效措施，例如及時(shí)噴射早強(qiáng)混凝土。相關(guān)部門(mén)需要及時(shí)對(duì)于具體的操作施工環(huán)境有一個(gè)全面的了解，保證馬頭門(mén)相關(guān)操作的科學(xué)性。在馬頭門(mén)洞外兩米以內(nèi)的距離，盡可能進(jìn)行一系列的加密處理。在馬頭門(mén)外隧道初支噴射混凝土之前，還必須要在洞口的區(qū)域位置預(yù)埋回填注漿管，等到相關(guān)工作人員將噴射混凝土操作施工完畢之后，繼續(xù)進(jìn)行回填注漿工序。在馬頭門(mén)破除的過(guò)程當(dāng)中，相關(guān)工作人員需要及時(shí)對(duì)橫通道以及豎井進(jìn)行有效的沉降以及收斂的觀測(cè)活動(dòng)，定期對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)，并且每天不能少于兩次，及時(shí)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并且分析橫通道以及豎井的變形情況。相關(guān)工作人員還必須加強(qiáng)鋼架的現(xiàn)場(chǎng)拼裝質(zhì)量以及鋼架的加工質(zhì)量，在一定程度上嚴(yán)格控制馬頭門(mén)結(jié)構(gòu)的整體性以及安全性，這就要求相關(guān)施工單位必須建設(shè)一支專業(yè)素養(yǎng)高，技術(shù)水平達(dá)標(biāo)的施工隊(duì)伍，盡可能保證鋼架的施工質(zhì)量以及施工效率。

1.2 單洞單線隧道施工中的供地超前加固

根據(jù)實(shí)際施工情況可知，傳統(tǒng)的打設(shè)小管道方法在一定程度上不適用于所有的砂卵石地層，相關(guān)工作人員在原有預(yù)加固措施進(jìn)行合理分析的條件下，有效結(jié)合具體的地鐵暗挖礦山法的操作情況，在當(dāng)前技術(shù)水平與經(jīng)濟(jì)條件支持的前提下，對(duì)一般地層預(yù)加固參數(shù)進(jìn)行有效調(diào)整。例如縮短超前小導(dǎo)管的長(zhǎng)度，調(diào)整環(huán)向間距，控制格柵間距等。在條件允許的情況下，相關(guān)工作人員可以將過(guò)去常使用的普通水泥漿進(jìn)行材料替換，結(jié)合具體操作情況，使用超前小導(dǎo)管內(nèi)注漿采用的水玻璃漿液，調(diào)整超前支護(hù)一系列參數(shù)之后，在一定程度上可以有效提高打設(shè)效率，縮短超前小導(dǎo)管的打設(shè)時(shí)間，更好提高拱頂?shù)貙庸探Y(jié)的速度，避免隧道挖掘過(guò)程中出現(xiàn)一系列坍塌事故。水玻璃漿液的優(yōu)點(diǎn)是可注性好，粘度低，無(wú)污染，價(jià)格適中以及料源廣，用其來(lái)代替原有的普通水泥，可以更好提高實(shí)際操作施工的質(zhì)量。

1.3 單洞雙線大斷面隧道施工中的供地超前加固

對(duì)于粉細(xì)砂以及粉土等地層中的超前加固，通常情況下會(huì)選擇在隧道拱頂使用雙排超前的小導(dǎo)管，盡可能在管內(nèi)壓住改性的水玻璃漿液，有效實(shí)現(xiàn)超前加固工作。但是在實(shí)際施工過(guò)程中，由于施工環(huán)境條件的限制，往往會(huì)對(duì)于地面有較大的干擾情況，進(jìn)而沉降無(wú)法有效控制。再加上地表建筑很有可能年久失修，不能接受地基的大規(guī)模沉降，所以可以在原有的加固方案前提下進(jìn)行有效修正。在漿液的選擇上放棄過(guò)去改性水玻璃漿液，而選擇使用水泥—水玻璃懸濁液，控制好水灰比與兩種漿的體積比，一次性控制好注漿長(zhǎng)度，并且同時(shí)在初支背后設(shè)置一系列的加密徑向注漿管。通過(guò)如此施工之后，有效改變?cè)械貙油列缘氖┕l件，在一定程度上提高了土層的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。土層的含水量，滲透系數(shù)以及空隙較之前有著明顯提升。在地層加固施工之后，后續(xù)的挖掘工作可以更好地避免出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，不僅如此，還可以有效保證單洞雙線大斷面隧道上方的地面沉降可以控制在合理的范圍之內(nèi)。

1.4 穿越房屋管線地段的有效措施

進(jìn)行地鐵暗挖礦山法具體操作過(guò)程當(dāng)中，往往會(huì)穿越管道區(qū)域以及房屋區(qū)域。相關(guān)工作人員在實(shí)際操作施工之前，需要對(duì)當(dāng)前的操作施工區(qū)域進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，用科學(xué)合理的評(píng)價(jià)工作結(jié)果有效判斷當(dāng)前操作施工區(qū)域中可能會(huì)存在的不同風(fēng)險(xiǎn)源。進(jìn)而對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)源有效分析，判斷是否滿足正常施工的具體條件[1]。針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)源，相關(guān)工作人員必須采取對(duì)應(yīng)的隧道開(kāi)挖變形控制措施，盡可能保證開(kāi)挖過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于地面完善區(qū)域以及房屋區(qū)域帶來(lái)的負(fù)面影響，控制到最小。挖掘過(guò)程當(dāng)中，需要盡可能遵守相關(guān)工作原則，在一定程度上有效設(shè)置臨時(shí)仰拱，實(shí)現(xiàn)有效控制格柵間距。通過(guò)相關(guān)工作原則的嚴(yán)格遵守，有效縮短開(kāi)挖面的暴露時(shí)間，盡可能控制一次開(kāi)挖面積。緊接著在拱頂部位設(shè)置雙排小導(dǎo)管，盡可能在拱頂部增加小導(dǎo)管的布置數(shù)量，尤其是對(duì)于一些變形控制要求很高的隧道開(kāi)挖地段，采用帷幕注漿控制變形方法，可以更有效地保證拱頂?shù)脑O(shè)置安全以及可靠性。于此同時(shí)，相關(guān)工作人員還必須重視二襯拱部以及初支拱頂背后注漿等一系列填充注漿的工作質(zhì)量，在一定程度上保證對(duì)于隧道開(kāi)挖過(guò)程當(dāng)中，給附近地區(qū)帶來(lái)的影響控制到最小。不僅如此，相關(guān)工作人員還需要制定一系列全面詳細(xì)的監(jiān)測(cè)方案，盡可能對(duì)具體操作施工當(dāng)中，周圍的建筑物以及管道進(jìn)行全方位的監(jiān)控，并且將監(jiān)控的變形數(shù)據(jù)及時(shí)收集分析，在一定程度上落實(shí)好風(fēng)險(xiǎn)防控。

2 結(jié) 語(yǔ)

相關(guān)施工人員需要盡可能地針對(duì)不同地層條件來(lái)選擇有效的預(yù)加固處理方法，盡可能結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際地質(zhì)情況，開(kāi)展一系列的地鐵暗挖礦山法區(qū)間設(shè)計(jì)及施工。