淺析城市地鐵暗挖施工中的安全控制

熊發斌/中鐵隧道集團四處有限公司

淺析城市地鐵暗挖施工中的安全控制

熊發斌/中鐵隧道集團四處有限公司

【摘 要】為了避免延誤工期的現象發生，確保區間隧道的安全，需要科學研究淺埋暗挖法地鐵施工技術，解決地下管線過多造成的安全隱患等問題，并做好應急處理措施，保證建設運營的安全穩定。本文首先說明了影響淺埋暗挖法地鐵施工安全的主要因素，然后詳細闡述了淺埋暗挖法地鐵施工中安全有效控制的對策。

【關鍵詞】城市地鐵；暗挖施工；安全；地表塌陷

一、影響淺埋暗挖法地鐵施工安全的主要因素

區間在施工過程中，需要最注意的重點就是它的安全情況，由于地鐵使用功能的特征，暗挖作業的復雜度高、地下工況極其復雜，水文條件、水質情況都會影響施工的安全。具體而言，影響暗挖地鐵施工安全的主要因素如下：

（一）工程地質的影晌

區間隧道人防段穿越黃土狀土、卵石層施工，如何保證其施工期間安全和質量，是工程的重點。區間人防斷面高x寬為9.05m x 9.2m，穿越黃土狀土、卵石層，采用CRD法施工。初期支護及二次襯砌施工中多次受力轉換，易引起地表路面沉降和結構安全問題，必須采取適宜的施工步序及措施。

（二）地下市政管網的影響

隧道上方地下管線密集，通信、燃氣、雨污水、自來水管、油污干管等管線錯綜復雜。且與區間隧道長距離平行。地下管線密布，雨污水管網的滲水、自來水管的爆管或煤氣泄漏都會嚴重影響到地鐵施工的安全質量。

（三）在暗挖中引起的地表沉降問題

區間隧道修建的過程中會引發地層損失問題，一旦回填注漿不及時、漿量不適宜等現象都會造成彈塑性的變形，導致地表下沉，從而促使施工安全質量下降。

二、淺埋暗挖法地鐵施工中安全有效控制的對策

（一）區間隧道人防段穿越黃土狀土、卵石層施工

1.大斷面初期支護體系采用“小分塊，多循環，快封閉，勤量測，及時支撐，步步成環”的原則，合理控制步序間距，確保每步序施工的安全與穩定。

2.控制各洞室開挖過程中拱頂沉降是控制地表沉降和管線安全的關鍵，而做好超前大管棚和小導管注漿加固地層、各步鎖腳錨管固定鋼格柵、臨時仰拱及時封閉成環又是開挖初支階段控制沉降的關鍵。

3.進行超前和背后回填注漿，及時進行初期支護，保證開挖后土體的穩定。

4.加強信息化管理，注重監控量測，及時反饋信息指導施工，適時調整施工進度、每循環進尺、支護參數等是暗挖法的立足之本。

（二）區間隧道下穿眾多市政管線

1.下穿管線段暗挖施工應嚴格遵循“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”的十八字方針，保證施工工序的質量。

2.鎖腳錨管采用ф42 x 3.5熱軋鋼管，L=3.5m，并注水泥漿，注漿半徑不小于0.3m。

3.開挖掌子面步長500mm，視地層情況調整，要快開挖，連續作業、及時噴射混凝土初期支護，盡量減少土層暴露時間。

4.需要利用非雨季對雨水渠施做防水內襯，重新對雨水渠的變形縫進行防水處理，雨、污水管施工前需對其進行防水內襯施做及采取導流措施。

5.施工中加強監測，根據地層穩定性變化決定是否采用臨時加固、封閉掌子面、架設臨時支撐等輔助措施。

6.加強施工管線監控，根據不同的管線，建立各類管線的管理基準值，通過監控量測及時掌握管線變形狀況，及時調整施工工藝，做好背后注漿，確保管線保護管理在可控狀態有效進行。

7.加強地面沉降監測，尤其對沉降敏感的管線要布點監測，并及時分析評估施工對管線的影響，根據施工和變位情況調節觀測的頻率，反饋指導施工。

（三）地鐵暗挖隧道地表塌陷的處理技術

以某城市地鐵暗挖施工為例，該工程下臺階(YDK 11+ 525)進行仰拱開挖時，突然下臺階右側側墻腳涌水涌砂。施工單位迅速采取應急措施進行處理，并派人在涌水點對地表進行觀察。由于涌水量大，難以控制，次日5:30地面坍塌形成寬約11m、長約14m、深約6m的深坑。隧道上方DN 800污水管斷裂，污水不斷流入陷坑內，Φ400給水管線和11kV高壓電力電纜懸空。隧道內涌水量約2600m3、涌泥量約450m3。

1.初期支護加固

上臺階采用I 18工字鋼臨時橫撐+100cm× 100cm的方木扇形支撐體系。扇形支撐底梁在原有臨時仰拱上加設I 18工字鋼與原初支格柵鋼架連接。扇形支撐縱向間距1m(對應隧道初支鋼架設置)。下臺階采用一排中間豎向Φ100鋼管支撐，豎向鋼管撐盡量與上臺階豎向木撐在同一斷面。

2.上臺階掌子面封閉

上臺階掌子面核心土上方采用I 16工字鋼橫向與初支鋼架相連，兩側拱腳部分用Φ28鋼筋斜向與格柵鋼架和I 16工鋼橫撐連接，掛Φ8@ 150cm×150cm鋼筋網并噴射200mm厚C 20混凝土。核心土部分直接掛Φ8@ 150cm×150cm鋼筋網并噴射200mm厚C 20混凝土封閉。

3.坍體分割與加固

（1）下臺階坍體豎向分割封堵

下臺階YDK 11+ 520處鑿除上臺階臨時仰拱鋼架間噴射混凝土，通過臨時仰拱間孔隙從上向下打設間距30cmΦ42鋼花管，并與臨時仰拱焊接作為擋板，在鋼花管前面填設砂袋，對鋼花管進行壓注普通水泥漿，固結其周邊軟弱土體，以形成封堵墻。

（2）對坍體進行注漿加固

對上臺階坍體下部采用砂袋反壓堆砌，并對整個坍體表面采用網噴混凝土封閉(300mm厚C 20混凝土+Φ8@ 100cm×100cm鋼筋網片)，然后從上臺階斜插打設2～6m長Φ42鋼花管，采用間隔注漿方式對坍體進行注漿加固，注漿壓力以塌體上表面不冒漿為準，注漿材料采用雙液漿。

4.地表注漿加固

（1）加固范圍及孔位布置

地表注漿加固主要是加固坍穴回填區以下的坍塌體及坍穴滑移面以外的土體。平面加固范圍為坍陷坑及滑移面以外2m;豎向加固范圍為右線隧道拱頂上方及隧道周邊仰拱下2m。注漿孔坍穴內布置2排，坍穴周邊布置2排，環向間距1.5m，排距1.0m。

（2）加固方法及工藝參數

主要采用灌漿填充和袖閥管注漿2種方式。

灌漿填充。在坍穴素混凝土回填時，已經預留了3根Φ108鋼管作為灌漿孔，采用砂漿泵灌水泥砂漿。水泥砂漿常用的質量配比為水：水泥：砂=（0.5～0.6）：1：0.3，砂粒粒徑一般不大于0.5mm。注漿壓力可控制在0.3～0.5MPa。

袖閥管注漿。袖閥管注漿加固采用地質鉆直徑為90～110mm，孔下袖閥管后退式注漿。注漿順序為由外向里，先周邊后坑內。注漿材料為水泥-水玻璃雙液漿，漿液凝結時間控制在35～40s，注漿壓力控制在0.8～1.5MPa。

5.洞內清淤

在洞內加固及地面深孔注漿加固結束后開始進行洞內淤泥清理，由外向內依次清理右線、左線。

6.洞內徑向補充注漿

由于地表坍塌可能對坍塌前后范圍隧道周邊原狀土擾動，同時地表注漿可能存在盲區，為確保隧道換拱施工安全，需通過洞內徑向注漿對隧道開挖輪廓線外3m范圍補充加固。

三、結語

綜上，為了確保地鐵施工的安全性，暗挖技術作業方法一定要符合實際，根據詳情進行施工。找到淺埋暗挖法存在的不足，從安全的各個方面進行控制，確保建設的安全性、技術的合理性，并做好安全教育。

參考文獻：

[1]郭正國.淺埋暗挖法在地鐵隧道掘進中的運用[J].技術與市場.2014(06).

[2]于少輝.城市地鐵淺埋暗挖法施工安全巡視工作要點[J].山西建筑.2011(08).