淺埋暗挖地鐵通道下穿風險源施工技術

董艷峰

（中鐵二十局集團第四工程有限公司，山東 青島 266061）

0 引言

隨著我國城市化進程的不斷發展，城市人口、車輛的不斷增多，交通擁堵問題越發嚴重，為了緩解交通壓力，城市公共交通開始發展地下空間。我國城市地鐵車站的特點，主體大部分布置于主干道十字交叉口處，出入口通道通常下穿主干道延伸至4 個象限內，由于主干道交通壓力、場地限制等因素，淺埋暗挖工法使用得較頻繁，其具有對交通干擾小、造價低、構筑物及管線遷改少等優點，但是淺埋暗挖也存在自身風險源、環境風險源。

該文以長春地鐵東環路站1、2 號暗挖通道為例，東環路站2 號暗挖通道馬頭門鑿除后，在開挖1 號導洞時，掌子面突然沖破素混凝土封閉面，涌出黑色泥土，無法保證施工安全。經過多方討論，確定對1、2 號暗挖通道增加超前加固措施。

1 工程概況

1.1 設計概況

東環城路站位于機場快速路與東四環路交叉口處，沿機場快速路方向布置，車站長度為157 m，標準段面寬度為19.85 m，為地下雙層雙跨島式車站，主體結構采用明挖、蓋挖法施工。附屬結構由4 個出入口通道、2 組風亭組成，其中1、2 號暗挖過吉林大路通道采用暗挖法施工，結構均由鋼格柵+噴射混凝土+EVB 防水板+模筑鋼筋混凝土組成。超前支護均采用小導管超前注漿。暗挖通道與車站關系及位置如圖1 所示。

1.2 工程地質及水文情況

根據《長春地鐵二號線一期工程東環城路地鐵站巖土工程勘察報告》，勘察報告顯示此處存在3 層地下水，第1 層為表層孔隙潛水，第2 層為淺層微承壓水，第3 層為泥巖裂隙水，主要接受上部孔隙水徑流補給。

1.3 環境風險源

1、2 號暗挖通道風險源概況：1、2 號暗挖通道拱頂與風險源管線距離均在1.5 m～3 m 且管線都在運營期，具體位置及風險源數量如圖2、表1、表2 所示。

表1 1 號暗挖通道風險源統計表

表2 2 號暗挖通道風險源統計表

1.4 自身風險源

東環路站1、2 號暗挖通道下穿吉林大路下方，吉林大路車流量大，屬于市內干道，且拱頂存在多條管線，通道初期支護側壁位于砂層內，根據該站明挖施工經驗，砂層含水量豐富，且界面水難以降排徹底，常常出現流砂現象，初期支護施工時一旦隧道側壁產生流砂現象，將會導致拱頂土體失穩定，引起地下管線破裂、市內癱瘓。

2 施工方案與風險源保護措施

2.1 施工方案

暗挖通道采用CRD 法，分為4 導洞開挖。1）開挖前進行降水施工，確保無水作業。2）對開挖面進行超前小導管注加固，并同時對初期超前加固措施進行加強，即對長導管進行預注漿，長管注漿結束后進行短管補漿。3）開挖并檢查注漿加固效果，超前導管可根據現場地層和注漿加固效果進行實時優化，如果超前注漿效果較好，可不打設超前小導管。4）按要求每次循環開挖進尺，及時架設鋼格柵并快速噴射混凝土。5）防水板+鋼筋混凝土的二次襯砌構成。

2.2 風險源保護措施

2.2.1 超前小導管注漿加固

針對暗挖出入口拱頂以上的管線，采取以下措施：1）開挖前采用內外雙排超前小導管注漿措施，每榀格柵內外側各設置一環，打設范圍為上層導洞拱部，注漿材料根據地層情況選?。〝M采用單液漿）。2）沒有管線部位采用單排小導管打設，管長2 m，外插角向上8°～15°，環向0.3 m、縱向0.5 m 布置。對下穿存在管線等風險源重點部位，采用雙排小導管打設，管長3 m，外插角15°～30°，內排管長2 m，外插角8°～15°，內外排環向每0.3 m 布置，縱向0.5 m 布置。注漿漿液根據現場地層選用，漿液配比根據試驗確定參數，根據地質條件控制好注漿壓力。注漿過程中時刻關注周邊降水井及管線井情況，防止外漏；注漿結束后立即把小導管和鋼架焊接在一起。注漿小導管結構圖如圖3 所示。

2.2.2 施工過程深孔注漿加固

施工過程對小導管超前加固措施進行加強，即深孔注漿加固。加固方案為上層導洞斷面及開挖輪廓線以外2 m，首先進行長管預注漿，長管注漿結束后進行短管補充注漿[1]。注漿采用分段后退式注漿工藝，工藝重點檢查止漿塞，避免止漿塞損壞導致注漿效果不佳。注漿采取先外后內的施工順序，保證注漿飽滿，防止漿液流失。深孔注漿前須提前設置止漿墻，厚度為300 mm，采用C20 噴射混凝土，并設雙層φ6.5@150×150 mm 鋼筋網,并布設1 m×1 m 梅花形布置掛網鋼筋，鋼筋采用直徑22 mm，長度約2 m，長度可根據現場止漿墻效果進行調整。注漿8 h 后開挖，開挖長度按循環進尺，開挖應保留一定長度的掌子面止漿加固巖盤。進行開挖前，依據超前地質預報鉆5～6 個超前探孔，以檢查加固效果及探明地下水發育情況。施工應嚴格遵循“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測”，深孔注漿可根據現場地層和注漿檢查效果進行實時優化，如果超前注漿效果較好，可不打設超前小導管[2]。出入口兩側水井應繼續將強降水工作，同時，應注意超前加固避免注漿堵死降水井。施工中如果砂層存在漏水應及時封堵及引排，重點處理好鋼格柵拱腳，避免積水使地基土擾動，并及時進行兩側砂層注漿加固，保證繼續施工時無水作業。深孔注漿加固剖面圖如圖4 所示[3]。

3 監控量測

監控測量工作是暗挖段施工的一個重要組成部分，施工過程中必須加強監測，為保證暗挖段正常施工及施工精度，監控量測的各項設計要求外，還應對監測點進行加密、增加監測頻率，確保工程安全可控。

3.1 地表沉降及管線沉降

控制標準：地表沉降控制在0.03 m 以內，隆起控制在0.01 m 以內平均速率為2 mm/d，最大速率為3 mm/d。

管線沉降有壓的控制在10 mm 以內（影響管線有燃氣、上水），無壓的控制在20 mm 以內（影響管線有雨、污水），平均速率1 mm/d。

監測頻率：暗挖段在施工期間一般1 次/d，如監測項目異常加強監測頻率，必要時做到實時監測，二村完成以后頻率一般為1 次/3d，直到監測數據穩定調整為1 次/月。

監測設備：天寶dini03，精度±0.3 mm。

布設方法：用157 mm 口徑的水鉆鉆之軟土層，再用洛陽鏟掏到1.5 m～1.8 m 放入20 mm，然后螺紋鋼埋入10 cm～30 cm混凝土回填細沙加上鑄鐵護筒。

布設范圍：每10 m 范圍布設1 個斷面，每個斷面布設7 個沉降點。

3.2 拱頂沉降及凈空收斂

控制標準：拱頂沉降控制值0.03 m 平均速率2 mm/d，凈空收斂控制值0.02 m 平均速率1 mm/d。

監測頻率：暗挖段在施工期間一般1 次/d，如監測項目異常加強監測頻率，必要時做到實時監測，二村完成以后一般1 次/3d 直到監測數據穩定調整為1 次/每月。

監測設備：天寶dini03，精度±0.3 mm，凈空收斂儀。

布設方法：在格柵架設時用14 mm 帶彎鉤膨脹螺絲與格柵直接焊接在一起然后噴射混凝土。

布設范圍：每10 m 范圍布設1 個斷面，每個導洞布設1 組，每個斷面與地表沉降同步。選取重點監測項目實測值見表3。

表3 監控量測實測表

4 效果分析

通過以上數據分析，可以看出超前小導管注漿加固結合拱部深孔注漿對控制管線等風險源沉降效果顯著，各監測數據均未超出控制值，開挖過程中未發生涌水、涌砂和塌方等險情，施工過程安全、質量、進度均處于可控狀態。

5 結語

長春地鐵2 號線東環路站1、2 暗挖通道地處城市主干路，管線繁多、車流量較大，不具備地表注漿條件，管線改移與產權單位溝通難，遷改時間長，工期壓力大等特點。該工程達到了不影響周邊環境的情況下控制管線沉降的目的，可以得出結論：采用CRD 工法結合超前小導管注漿加強措施，對構筑物、管線沉降起到良好效果，降低砂層涌水、涌砂、塌方風險，確保施工過程中安全的要求，有一定的社會效益、經濟效益，對淺埋暗挖下穿風險源這類工程有一定的借鑒意義。