淺埋暗挖法施工技術與質量控制措施

倪守睿

（1.北京市軌道交通建設管理有限公司，北京100068；2.城市軌道交通全自動運行系統與安全監控北京市重點實驗室，北京100068）

1 引言

隨著城市地鐵建設規模的不斷擴大，業主要求的區間和車站附屬功能增加，聯絡線、折返線施工就變得越來越普遍。區間正線斷面尺寸由大變小施工相對方便，但斷面尺寸由小變大，為施工增加了一定的難度。目前，大多借助施工輔助橫通道，使變斷面有效合理銜接。橫通道施工往往斷面挑高高度大，斷面凈空狹小，受地層情況影響大，施工難度大。

2 工程概況

牡丹園站-終點區間1 號施工橫通道起始端接牡丹園站3 號橫通道5～6 層，施工橫通道軸線總長度156.8m，分為QA、QB、QC3 段。QA 段為等高雙層段，總長81.6m；QB 段為挑高多層段，長度為45.8m；QC 段為橫通道標準段，長度29.4m。通道結構上部覆土約16～23m。橫通道初期支護采用鋼格柵拱架和噴射C25 混凝土結構，初支結構厚度為0.35m，凈寬為4m，各導洞采用臺階法開挖。橫通道主要位于粉質黏土④和卵石⑦層中，受層間水（三）的影響。

3 技術特性

結合本工程的特點及地質情況，橫通道施工嚴格按照淺埋暗挖法十八字方針“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤測量”進行作業。同時做到“地質超前探、格柵節點強連接”。橫通道開挖前，應對通道影響范圍內的地下管線及空洞進行排查，及時與管線各產權單位溝通，排查結構上方的管線有無滲漏水，同時及時將地面結構下方的空洞進行回填處理。

4 施工工藝

4.1 施工流程

施工工法工藝流程：超前小導管打設（挑高段采用深孔注漿）→超前注漿→土方開挖→鋼格柵安裝→連接筋安裝→網片安裝→鎖角錨桿打設→噴射混凝土→初支背后回填注漿[1]。

4.2 超前注漿

牡丹園站-終點區間1 號橫通道在QA 斷面、QC 斷面超前小導管支護參數為：小導管規格為φ42.5mm×2.75mm，環向間距為300mm，長度為2.3m，拱部180°范圍內打設，打設角度25°，每榀打設，小導管注漿擴散半徑不小于0.3m，注漿壓力控制在0.3～0.5MPa 范圍內。

注漿材料：黏土地層采用1∶1 水泥漿，粉細砂一般情況下采用改性水玻璃，改性水玻璃具體配比根據現場試驗確定。

4.3 超前深孔注漿加固

牡終區間1 號橫通道在QB 挑高段采用深孔注漿預加固土體，土體加固范圍為通道結構拱部180°范圍內，初支結構外輪廓線1.5m，內輪廓線0.5m，注漿長度為16.7m。

該段共分為2 個注漿段，2 個注漿循環段搭接3m，第二段深孔注漿前設置止漿墻。止漿墻具體做法為：上臺階掌子面噴射300mm 厚C25 混凝土，采用1m 長的φ25mm 鋼筋，按照500mm×500mm 間距打設，并掛設單層φ6mm@150mm 鋼筋網。

4.4 土方開挖

橫通道各導洞采用臺階法開挖，臺階長度控制在1～1.5 倍的洞徑，上臺階預留核心土面積不宜低于開挖斷面面積的50%，核心土尺寸滿足開挖面穩定、格柵架設、噴射混凝土的工序的空間要求。開挖榀距嚴格按照設計圖紙要求，不得超欠挖，嚴禁掏槽開挖。

4.5 格柵加工與安裝

初支結構格柵加工及安裝的工作內容主要包括：鋼筋格柵的加工、鋼格柵運輸及架設、格柵拱架安裝、鋼筋網片鋪設、鎖腳錨管打設。其施工步驟如下。

4.5.1 鋼筋格柵的加工

格柵鋼架在鋼筋加工廠冷彎分段制作，每節之間采用角鋼螺栓連接，加工完成驗收合格后，運至現場安裝。格柵質量必須滿足設計圖紙及規范要求。

4.5.2 鋼筋網片及拱架的安裝

鋼筋網片及拱架的安裝需注意以下事項：

1）土方開挖到位，滿足初支厚度要求之后，立即鋪設內層鋼筋網片，內層網片用鐵絲固定于拱部土層，網片之間搭接長度不小于1 個網格。

2）網片鋪滿之后，安裝該部位的拱架，拱架由人工搬運至掌子面。架設拱架之前，拱腳位置土體先夯實，并墊上厚木板，以增大拱腳的受力面積，減小拱架沉降。

3）鎖腳錨管的打設。拱架架設完成之后，應立即打設鎖腳錨管。鎖腳管采用DN32mm×2.75mm 鋼管，長度2m，在拱腳以水平傾角40°～45°向下臺階處每個節點打設1 根，注漿漿液采用水泥漿，注漿壓力0.3～0.5MPa，鎖腳錨管與格柵主筋之間采用焊接，以穩定拱架減小沉降。

4）加強筋及縱向連接筋焊接。鋼格柵拐角處均采用L 形幫焊筋焊接加強，幫焊筋采用跟鋼拱架主筋同型號的鋼筋，與拱架主筋的搭接長度不得小于10d（d為鋼筋直徑），每個拐角處設4 根幫焊筋將拱架的主筋連接。縱向連接筋采用φ22mm三級鋼筋，環向間距為1.0m，沿拱架主筋內外兩側梅花形布置。縱向連接筋采用機械連接。

5）網片安裝。鋼筋網片采用φ6150mm×150mm，鋼筋網片與格柵鋼架采用綁扎或焊接，安裝的網片必須平順，并且不得有松動，以免影響噴射混凝土質量。網片之間的搭接不得小于1 個網格。

4.6 初支背后注漿

初期支護施工后，距開挖面5m 處，對初支背后的間隙進行注漿填充，注漿孔應沿通道拱部和邊墻布設，長0.85m；環向間距：起拱線以上為2.0m，邊墻為3.0m；縱向間距：3.0m，初支背后注漿管呈梅花型布置。初支背后回填注漿分2 次進行：第一次距開挖面5m，為低壓注漿，注漿壓力以控制漿液從開挖面溢出結束；第二次距開挖面10m，為飽壓注漿，注漿壓力控制在0.3～0.5MPa，根據監控量測情況可多次補充注漿。

5 質量保證措施

質量保證措施包括以下幾項：（1）開挖前先進性地質超前探測，及時處理空洞、水囊或不良地層，施工過程中嚴格遵循淺埋暗挖法“十八字”方針，按照設計要求進行施工；（2）橫通道各導洞開挖采用環形預留核心土臺階法，初支結構施工過程中，出現的超挖或局部坍塌應及時采用噴混凝土回填密實，并提前埋設注漿管，及時進行初支背后回填注漿；（3）初支背后注漿：第一次距開挖面5m，為低壓注漿，注漿壓力以控制漿液從開挖面溢出結束；第二次距開挖面10m，為飽壓注漿，注漿壓力控制在0.3～0.5MPa；（4）橫通道拱部深孔注漿段應根據地層合理布設孔位，控制漿液配比及壓力，做好止漿墻封閉，防止注漿過程中掌子面及臨時初支結構開裂；（5）噴射混凝土結構外觀，不得出現脫落和露筋現象，噴射混凝土厚度應滿足設計要求，表面應平整圓順，做到內實外光。

6 安全措施

安全措施包括：（1）認真貫徹“安全第一，預防為主，綜合治理”的方針，執行安全生產責任制，明確各級人員的職責，抓好工程的安全生產；（2）施工現場的臨時用電嚴格按照GJ 46—2005《施工現場臨時用電安全技術規范》的有關規范規定執行；（3）調查結構周邊管線情況，加強地面和洞內巡視，做好超前地質探測，防止管線滲漏而造成掌子面坍塌；（4）施工現場和作業面配備足夠的應急物資，定期檢查，禁止挪用[2]。

7 監控量測

通過牡終區間1 號橫通道各導洞開挖過程中的監測數據分析，在橫通道破除馬頭門及QB 挑高段施工過程中，雖然對結構拱部進行深孔注漿預加固，但是多層橫通道的施工對結構上方土體造成多次擾動，累計沉降量較大，隨著暗挖施工措施不斷加強及現場嚴格控制，沉降值趨于平穩，地表最大沉降量為33.7mm（設計要求30mm），拱頂下沉最大沉降量為5.68mm（設計要求20mm），凈空收斂變形最大為7.26mm（設計要求15mm），工程施工風險整體處于可控狀態。

8 沉降控制措施

淺埋暗挖法施工技術在當前工程應用過程中，造成地表沉降現象發生的因素有2 點，一個是隧道覆土的深淺，另一個是施工過程中導致地層發生位移。（1）開挖過程中的處理措施：嚴格控制各導洞掌子面之間的距離，一般要求控制在3～5m，上下層控制在8～10m，及時封閉成環。（2）地層預加固措施。橫通道施工前，可對地層軟弱、挑高或鄰近建筑物的部位的地層進行預注漿加固，讓其結構上方形成自然拱，減少土體擾動。（3）提高施工效率。有效地提高施工效率，也能夠避免地面沉降，保障施工質量與安全。縮短隧道開挖的時間，釋放地層壓力，并將其控制在合理的范圍內。

9 結語

城市軌道交通建設對于緩解我國城市交通壓力具有極為關鍵的作用，而在地鐵施工中，隨著城市建設規劃趨于完善，且城市居民的生活品質日益提高，淺埋暗挖法的施工優勢往往在城市繁華地段比較明顯，其具有斷面適應性好、交通影響小、振動噪聲小、地面拆遷小等優勢,特別適合在地質情況特殊、地下管線復雜、斷面形式多變等條件下采用，通過增加施工技術措施解決暗挖法施工過程中的相關難題，有利于提升地鐵施工建設的質量和效率。