地鐵軟流塑地層淺埋暗挖隧道施工技術分析

張海濤

（中鐵二十局集團第一工程有限公司 江蘇蘇州 215000）

1 引言

在地鐵工程開挖施工中，斷面尺寸小、隧道長度短、地質條件復雜等問題較為常見，如果采用傳統的盾構施工方式，則難度較大，很難滿足實際需要。對此，可采用淺埋暗挖施工方式，提升地鐵隧道開挖施工質量。因此，對軟流塑地層地鐵隧道淺埋暗挖施工技術要點進行詳細探究具有十分重要的現實意義。

2 地鐵隧道工程淺埋暗挖法的原理及其特征

在鐵路隧道淺埋暗挖施工過程中，需要根據圍巖結構承載力對已經掘進完成的隧道起到支撐作用，并且構建出完善的、安全性較高的聯合支護體系。在實際施工過程中，應該遵循“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”施工原則，保證施工的順利進行。在部分鐵路隧道工程開挖掘進施工中，地層結構復雜程度比較高，對此，可以應用淺埋暗挖施工方式，提升圍巖結構穩定性。在具體的施工過程中，可能會發生地表沉降，這樣就會造成圍巖結構松散，并發生變形，對此，在必須及時應用支護結構施工方式，保證工程施工進度和施工安全。

3 地鐵隧道軟流塑地層施工難點

3.1 地理位置及路面交通影響較大

城市地鐵工程建設數量和規模逐漸擴大，是重要的交通通道，在鐵路施工中，需要穿越既有建筑工程、公路工程等城市主干道，由于車流量密集，因此，在大量車輛工程的振動和沖擊作用下，就會造成土體敏感性提升，對于開挖掌子面結構穩定性不利。

3.2 地質條件差、地下水復雜

軟流塑地層土體地下水含量較高，容易出現管線滲漏、積水補給等問題，不明地下水還會滲入至通道中。除此以外，由于土層結構穩定性比較低，因此，在開挖施工過程中，容易發生涌泥、涌水、坍塌等事故，因此，施工難度較大。

3.3 管線密集、滲水多

在城市地鐵隧道工程施工中，需要進行管線遷移，而管線所在地質為軟流塑地層，則擾動較大，同時，部分管線年久失修，容易發生滲漏嚴重的問題。

3.4 土體擾動次數多，控制沉降難

在地鐵隧道工程開挖施工中，會對原有地層結構造成干擾，對原有的軟流塑地層結構造成破壞，同時，由于受到地層應力釋放因素的影響，地層變形會造成沉降量增加，同時還會對地層結構造成擾動影響，因此，地層沉降控制難度較大。

4 地鐵隧道工程概況

在某地鐵工程施工中，施工場地比較小，隧道掘進施工會受到地下建筑工程結構的限制作用，同時城市干線交通壓力較大。通過對施工現場進行地質勘查發現，該施工區域地質情況比較復雜，施工區域地層為軟流塑地層，地下水位較高，并且含有大量的含水砂層，場地地下水主要為孔隙水和孔隙微承壓水。綜合考慮施工環境以及施工條件，采用淺埋暗挖施工技術。

5 地鐵軟流塑地層淺埋暗挖隧道施工技術要點

5.1 管棚施工

由于該地鐵隧道工程地層結構條件復雜，如果采用無管棚開挖施工方式，施工危險性較高。另外，由于受到過街通道圍護樁以及管棚工藝的影響，在交通通道至車站段40m范圍內，采用管棚套打施工方式，同時，將這一施工路段分為3個組成部分進行管棚施工。

5.1.1 第一循環施工

根據已經施工完成的橫通道空間，采用第一循環大管棚施工方式，管棚直徑φ121。為了盡量避免隧道施工對原有地層結構造成擾動作用，應該注意采用跟管鉆進施工方式，對于管棚，只需要街通道西側圍護樁相切即可，另外，在在管棚與過街通道的相切位置，需要設置第二組循環管棚工作室所需空間。

5.1.2 第二循環施工

在第二循環管棚施工中，應該從西向東進行鉆進施工，管棚直徑為φ140。在鉆孔施工中，采用金剛鉆頭，開孔施工完成后，及時跟管鉆進，當管棚與過街通道東側圍護樁相切后，即可終孔注漿。在管棚施工過程中，必須加強注漿壓力控制，注意低壓、微量以及多次注漿施工。

5.1.3 第三循環施工

在該地鐵隧道工程施工中，由于受到過街通道因素的影響，并且需要破除過街道東側圍護樁，因此很難采用常規方式進行第三個循環大管棚施工。對此，在這一施工環節，需要將第二循環的φ140管棚作為第三循環φ121管棚的導向管，并應用金剛鉆進行鉆進施工，首先穿過維護樁結構，然后再進行跟管鉆進施工，最后施作后續管棚。

5.2 注漿施工

5.2.1 超前劈裂注漿施工

在本工程施工中，為了對過街道注漿施工段隆起部位以及沉降部位進行有效控制，需要注意結合實際情況改善漿液性能以及注漿施工工藝，具體而言，需要注意以下幾點：對于普通施工段，采用普通水泥水玻璃雙液漿，在下穿過街道段12m施工范圍內，應采用超細型HSC注漿施工材料，這一注漿材料的結實率比較高，并且可注性強，及時注漿壓力比較小，依然能夠形成良好的放射狀劈裂施工效果，進而充分改良土體性能。除此以外，還需要注意的是，在注漿施工過程中，應堅持多開孔、多批次、微漿量、小壓力注漿施工原則，同時對掌子面布孔進行加密處理，適當減少單孔注漿量，這樣才能夠有效避免過接到產生較大變形，如圖1所示。

圖1 隧道劈裂注漿布孔示意圖

5.2.2 通道下碎石墊層利用與處理

對于過街通道下方碎石墊層，可以采用管棚鉆機取孔下管引排墊層的間隙水，并定向導排。在實際施工過程中，應該注意對導管水量進行密切觀察，如果出現排水異常的問題，則應該立即停止施工，避免漿液直接作用于過街道底部位置，進而對施工質量造成不良影響。當開挖施工完成后，需要及時進行支護施工，并采用水泥水玻璃雙液漿微壓注漿填充，達到止水施工效果。

5.3 過街道段截樁施工

在進行該地鐵工程隧道開挖施工過程中，根據現場勘察發現，過街通道鋼筋混凝土維護樁侵入至隧道工程凈空的最大長度為3.9m，為了避免在開挖施工中造成較大擾動作用，對于樁體結構，需要采用風鎬進行破除處理。由于本次施工路段公路工程的通行量比較大，因此，動載的影響也比較大，為了避免圍護樁集中作用在初支護體系中，進而形成不良狀況，對于破除后的樁體，應該應用型鋼拱架進行托換。除此以外，由于過街道圍護樁與隧道斜交，因此其受力傳遞對于隧道工程隔柵會造成不良影響，對此，應該采用連接筋形成整體，保證縱梁剛度，如圖2所示。

5.4 開挖施工

圖2 型鋼拱架托換平面示意圖

在本工程開挖施工過程中，采用中臺階分部開挖施工方式，在拱部開挖施工中，應該注意預留和新圖，同時，采用格棚拱架作為支護結構，并聯合應用超前管棚預加固、超前小導管形成支護體系，在具體的開挖施工過程中，應該堅持隨挖隨支原則。在上部開挖施工中，需要采用臨時仰拱緊跟，并加強拱頂下沉、隧道收斂以及變形監測控制，如果初支發生異常變形，并且沉降速度達到警戒值，則應該封閉掌子面，然后再進行下斷面注漿施工。

5.5 本工程施工效果

在該地鐵隧道工程施工中，應用軟流塑地層下淺埋暗挖施工方式，根據現場勘察發現，最大沉降量為11.2mm，過街通道隆起6.4mm，并且沒有發生過街通道滲漏。

6 結語

綜上所述，本文主要對軟流塑地層地鐵隧道工程淺埋暗挖法施工技術進行詳細探究，根據本文分析可見，在實際開挖施工過程中，通過采用超前管棚支護施工方式，有利于對隧道工程坍塌和地層沉降進行有效控制。另外，在下穿既有結構施工中，采用劈裂注漿施工方式，能夠對軟弱土體結構起到加固作用，在具體的施工過程中，還應該對各工序施工質量進行監測管理，并采取有效措施減緩負面影響，保證地鐵隧道工程施工的順利進行，提升隧道工程建設效益。

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