對大斷面軟土層淺埋隧道施工技術(shù)研究

高裴裴

摘要：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，在軟土和淺埋條件下進行隧道施工需解決的難題較多，目前國內(nèi)的公路隧道施工當中，對大斷面軟土層淺埋隧道施工技術(shù)進行系統(tǒng)的研究具有重要的工程意義和經(jīng)濟價值，可為以后類似隧道施工提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞：城市隧道；軟土層；淺埋；施工

由于城市軌道交通具有埋深較淺，地表圍巖風化和受人為因素影響較大，同時沿線的建筑物較多，會在修建過程中受到許多因素的困擾，就會導(dǎo)致大斷面軟土淺埋隧道開挖時地表以及路面沉降、路面開裂等問題。因此，城市復(fù)雜環(huán)境條件下對大斷面軟土淺埋隧道施工技術(shù)需要進行擇優(yōu)比選。

一 淺埋暗挖軟土隧道施工原則

工程實施過程中，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小、所處環(huán)境條件等因素，綜合考慮平衡后慎重選擇。一般情況下，當隧洞開挖寬度大于10m以上時，應(yīng)優(yōu)先采用CRD工法或CD工法，特殊條件下，可采用眼鏡工法；當開挖寬度小于10m時，應(yīng)優(yōu)先考慮正臺階法。許多工程實踐證明，在無水地層條件下，開挖斷面跨度達12m時，采用正臺階法施工也是可行的。采用錨噴初期支護，充分利用圍巖的自承能力，以保證隧道的施工安全。淺埋暗挖軟土隧道施工遵循“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”的施工原則。

二、大斷面軟土層淺埋隧道開挖技術(shù)研究

中導(dǎo)洞和兩側(cè)導(dǎo)洞三洞并進開挖其關(guān)鍵技術(shù)是采用中柱+臺階+CRD 工法進行施工。未開挖的土體（內(nèi)側(cè)導(dǎo)洞）經(jīng)加固后形成兩個中柱，到了后期又形成鋼筋砼中柱支撐頂拱，在臨時支護期間又采用十字鋼支撐，相當于鋼支柱；每個導(dǎo)洞分上、下兩部分開挖，上、下兩部分按臺階法開挖；外側(cè)導(dǎo)洞上部看作C，外側(cè)導(dǎo)洞上、下組成D，外側(cè)導(dǎo)洞上、下及內(nèi)側(cè)導(dǎo)洞上組成R，故稱CRD。

對于軟土層中每個導(dǎo)洞分為上、下兩個斷面開挖，每個斷面又分上、下臺階開挖支護。為了使兩個土體中柱安全受力，從中導(dǎo)洞及兩側(cè)導(dǎo)洞往土體中柱打入帶花孔的錨管，注漿加固土體中柱。每循環(huán)的開挖進尺根據(jù)設(shè)計要求或圍巖的實際情況，控制在1.0m之內(nèi)，做到開挖和支護時間盡可能短。

平行開挖初支中導(dǎo)洞及左右外側(cè)導(dǎo)洞的上斷面及下斷面→施作位于中導(dǎo)洞隧道軸線的底、頂縱梁、中柱及外側(cè)導(dǎo)洞二襯→待中縱梁及柱達到設(shè)計強度后并對外側(cè)導(dǎo)洞二襯進行換撐后開挖初支左右內(nèi)側(cè)導(dǎo)洞（即兩個土體中柱）→二襯內(nèi)側(cè)導(dǎo)洞頂拱、底拱→施工站臺內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

三、臨時大管棚支護技術(shù)研究

臨時支護是為了解決隧洞內(nèi)施工人員及設(shè)備有安全，交通車輛及行人的安全，防止因地表沉降太大，破壞路面，影響交通，防止隧洞因變形過大，而造成結(jié)構(gòu)性破壞。為此，我們需要根據(jù)工程施工的情況布置觀測斷面，在隧洞進行收斂及變形觀測。通過量測的數(shù)據(jù)及時反饋指導(dǎo)設(shè)計和施工，一旦發(fā)現(xiàn)某部位沉降或變形偏大、速率加快，立即停止掘進，土體加注漿錨管，提高該處土體的剛度，或土體加臨時鋼支撐，制止繼續(xù)沉降或變形，取得了良好的效果。

根據(jù)長管棚孔位中心處在位置，調(diào)整機座鋪墊物至立軸中心位置與鉆孔中心基本處于同一水平高度，同時調(diào)整立軸的軸向使之與設(shè)計的鉆孔軸向相同（為克服重力影響，可使立軸的軸向略為向上1度左右）鉆機安裝所在部位周圍一米范圍內(nèi)地面硬實、基本平整、無積水浸泡，將鉆機固定好。

①成孔工藝鉆孔過程必須保持泥漿循環(huán)鉆進成孔，特別關(guān)注循環(huán)液粘稠度、含砂量、漿液損失的變化情況，如遇含砂量明顯增大、漿液明顯被稀釋或明顯流失，須立即停止鉆進，采取處理措施。

施工過程除灌水泥漿前稀釋循環(huán)液進行洗孔外，其余須保持較粘稠漿液循環(huán)，有遇設(shè)備等原因須暫時停止鉆孔，須將孔口堵塞后向孔內(nèi)注滿循環(huán)液。施工過程中有以下幾個問題引起了重視：

1.保持鉆機平穩(wěn)，安裝牢固；

2.保持鉆進方向（立軸軸向）與長管棚的設(shè)計方向的一致性；

3.不許長久沖洗孔或大量向孔內(nèi)注水，保障鉆穿部位的地層穩(wěn)定。

②安裝鋼管：取出后即向孔內(nèi)安裝鋼管。鋼管為108mm花管，3m長一段，各節(jié)段采用絲扣連接，連接牢固后逐節(jié)推入孔內(nèi)至設(shè)計長度止。如遇不能按長度安裝入孔，可先采用沖孔循環(huán)后再繼續(xù)安裝，如仍不能順利安裝，則須將裝入孔內(nèi)的鋼管拔除后，用原孔徑鉆具掃孔處理，之后再進行安裝。

③注漿：鋼管安裝完成后即進入灌漿工序，灌漿前再次進行清洗孔，之后向孔內(nèi)灌入水泥漿。灌漿灌至水泥漿流出孔口后即將孔口填堵，于鉆孔上部留出一小口，待灌至水泥漿流出時即可停止注漿，并將出水（氣）口填堵。水泥漿液隨用隨配，攪拌均勻，水灰比約0.5。注漿壓力為0.5-1.0MPa，

四、開挖過程中控制沉降措施技術(shù)研究

在開挖及初支過程中，由于三洞平行作業(yè)引起了一系列監(jiān)測數(shù)據(jù)的發(fā)散，其中地面沉降最大速率達到了2.0mm/d。地面沉降速率大于頂拱沉降速率，兩者的變形不同步，是因為隧洞頂至地表的軟弱土層不密實，壓縮量過大而引起。為此，對隧道周邊打設(shè)小32mm，長2.5 m，壁厚3.5mm的注漿小導(dǎo)管，灌注水泥漿液，對制止地表沉降速度過大，取得良好效果。地表局部總沉降量最大值為140mm，因沿馬路縱向是漸變的，從未影響交通。洞內(nèi)加設(shè)豎向臨時十字型鋼支撐，限制洞項和洞兩側(cè)變形，對制止地表沉降起輔助作用。上下臺階施工，上臺階超前時，拱腳加臨時槽鋼墊板，防止拱架整體下沉，也對制止地表沉降起輔助作用。對臨時仰拱進行注漿加固，防止因脫空造成地表沉降增加。采用三洞齊頭并進開挖方法可以縮短工期，確保安全、質(zhì)量。其關(guān)鍵技術(shù)是：中柱+臺階+CRD工法，加強監(jiān)測及時指導(dǎo)施工，針對性地加強支護制止地表沉降和隧洞變形。

參考文獻：

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