淺埋暗挖施工技術在砂性地層地鐵隧道施工中的應用

王 亮袁 東

（1遼寧省交通高等專科學校 沈陽 110122 2江蘇盛華工程監理咨詢有限公司沈陽分公司 沈陽 110000）

淺埋暗挖施工技術在砂性地層地鐵隧道施工中的應用

王 亮1袁 東2

（1遼寧省交通高等專科學校 沈陽 110122 2江蘇盛華工程監理咨詢有限公司沈陽分公司 沈陽 110000）

本文結合沈陽地區砂性地層地鐵隧道施工工程，重點闡述了淺埋暗挖施工技術的原理和施工關鍵技術，包括超前小導管注漿加固技術、土方開挖技術、初期支護技術和施工監控量測技術，為砂性地層地鐵區間隧道采用淺埋暗挖工法施工提供了參考。

淺埋暗挖；砂性地層；地鐵隧道施工；施工關鍵

0 引言

城市地鐵區間隧道埋深較淺，上覆土較軟弱，尤其是砂性地層土質松散，不易形成壓力拱，松散荷載較大，淺埋暗挖施工技術得到了廣泛的應用。本文結合沈陽地鐵某區間隧道的開挖施工，探討淺埋暗挖施工技術在砂性地層中的應用。

1 淺埋暗挖法基本原理

淺埋暗挖施工技術是在埋深較淺的地下進行隧洞暗挖施工的工法，由王夢恕院士開創，適用于埋深較淺、巖性較差、存在地下水和復雜周邊環境下的暗挖施工[1]。淺埋暗挖法是松散地層的新奧法[2]，即是充分利用圍巖土體的自承能力和開挖面的空間約束作用，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護手段，對圍巖土體進行加固處理，控制圍巖土體的松弛和變形，并通過對圍巖土體和支護的監控量測，指導地下工程的設計和施工。

2 工程概況

2.1 工程簡介

選取作為分析對象的區間隧道采用暗挖法施工，為單洞單線馬蹄形斷面，復合襯砌，隧道斷面如圖1所示。

圖1 隧道斷面圖

2.2 工程地質條件

本區間場地地面高程介于42.99m-44.52m之間，地面高差1.53m。場地地貌單元類型屬第四系渾河高漫灘。勘察深度內揭露的地層從上到下依次為雜填土層、中粗砂層、礫砂層、圓礫層，隧洞圍巖土層以礫砂為主。

3 施工關鍵技術

3.1 超前小導管注漿加固

淺埋暗挖工法適用的地層一般都是軟弱地層，需要提前加固土體，小導管注漿加固前方待開挖土層是常用的工法，也是非常重要的關鍵工序。本工程區間隧道所在土層以礫砂為主，采用超前小導管注漿加固。小導管采用Ф32mm鋼管，長1.8m，按間距0.3m沿隧道開挖輪廓線布設，水平傾角7-15°，縱向每1.5m打設一排，根據土質情況，必要時可縮小間距和排距。注漿材料采用摻加固砂劑的普通硅酸鹽42.5號水泥漿。

3.2 土方開挖工藝

淺埋暗挖工法開挖工藝可采用全斷面法、臺階法、CD法、CRD法、雙側壁導坑法、中洞法等，根據隧洞尺寸、地質情況等選用合適的開挖工法。本工程區間隧道采用正臺階預留核心土法開挖，其工藝過程如圖2所示。其施工要點如下：

（1）開挖進尺一般為每榀桁架間距，特殊情況宜減小進尺，并及時封閉初期支護。

（2）拱頂部初支完成后再開挖核心土部分土體，底部土方開挖時預留300采用人工開挖，避免擾動。

（3）避免超欠挖，開挖輪廓圓順，控制好隧道中線位置偏差符合要求。

（4）開挖過程中要做好監控量測，發現拱頂、拱腳和邊墻位移速率值超過設計允許值或出現突變時，應及時采取措施。

圖2 正臺階預留核心土法開挖

3.3 初期支護措施

合理的初期支護方案是淺埋暗挖法成功與否的關鍵，是防止隧道圍巖土體變形破壞的重要手段。淺埋暗挖處理軟弱地層隧洞施工時初期支護必須保證足夠的強度和剛度，同時必須及時進行支護和閉合成環。本工程采用格柵鋼架+噴射混凝土的聯合初期支護體系，格柵鋼架間距0.5m。初期支護的施作工序主要包括格柵鋼架+縱向聯接筋+鋼筋網的架立安裝+上半斷面格柵拱腳施作鎖腳錨管和噴射混凝土作業兩大部分。

（1）格柵鋼架、聯接筋及鋼筋網的架立安裝

①格柵鋼架安裝前應清除底腳下的虛碴及其它雜物，超挖部分用混凝土墊實。

②鋼架在開挖作業面人工組裝，各節鋼架間應以螺栓連接擰緊。

③鋼架與土層之間應楔緊。

④格柵鋼架應精確定位，嚴格控制“標高、中線、前傾后仰、左高右低、左前右后”等各個方位的位置偏差。

⑤縱向聯接筋、鋼筋網與格柵鋼架聯結牢固，噴射混凝土時鋼筋網不得晃動。

（2）噴射混凝土施工

①噴射作業應分段、分片、分層，由下而上，依次進行，如有較大凹洼時，應先填平。

②分層噴射時，后一層噴射在前一層混凝土終凝后進行；若終凝1h后再進行噴射時，應先用風水清洗噴層表面。一次噴射厚度可根據噴射部位和設計厚度確定，拱部為50-60mm，墻部為70-100mm。

3.4 施工監控量測

淺埋暗挖工法常用于城市地鐵隧道施工，由于埋深較淺、土質條件較差、工程周邊環境復雜，施工監控量測是安全施工和減小環境影響，進行信息反饋指導設計和施工的有力保障。本工程區間隧道監測內容主要包括地面環境、下穿及臨近建筑物、支護結構等，監測項目包括地表沉降、格柵鋼筋內應力、圍巖土壓力、拱頂沉降、圍巖收斂、隧底隆起、周邊建筑物沉降、水位監測等。該監控量測工作由專項工程師負責，按設計文件、招標文件技術要求和監測計劃有步驟地進行，及時做好數據處理和信息反饋，并以此指導施工，確保了施工安全。

4 結束語

淺埋暗挖施工技術在城市地鐵隧道施工中得到了廣泛的應用，本文結合沈陽地區砂性地層地鐵隧道區間工程進行了闡述，但針對該工法與不同地區工程實際的結合仍有待工程技術人員和科研人員進一步的探索。

[1]王夢恕 等.中國隧道及地下工程修建技術[M].北京：人民交通出版社，2010.5

[2]魏新江、魏綱、丁智 等.城市隧道工程施工技術[M].北京：化學工業出版社，2011.4

U45

B

1007-6344（2016）10-0037-02

項目支持：遼寧省交通高等專科學校校級課題（編號：lnccrc201407），遼寧省交通高等專科學校優秀青年教師成長支持計劃。

王亮，男，1980.10出生，講師、工程師，工學碩士，從事巖土工程、結構工程方面的教學和研究工作。