沿海區域淤泥填石區淺埋暗挖隧道施工技術研究

廈門軌道交通集團有限公司，福建 廈門 361000

1 工程概況

烏石浦站大里程區間出車站后，區間隧道沿著嘉禾路敷設，左右線長為734m 和744m。隧道上覆人工填土、填石、粉質粘土、沿海淤泥，區間隧道位于殘積砂質粘性土層中，填石層主要由塊石回填而成，間隙沖填少量粘性土、淤泥等，塊徑約5～10cm，最大可達50cm。地下水埋深1.0m，填石層中富含地下水，透水性強，粉質粘土及殘積土層同樣具有弱透水性。

2 施工難點

2.1 圍巖軟弱穩定性差

區間隧道穿越地層主要為砂質粘性土、淤泥填石層，局部地段為基巖凸起，上軟下硬，隧道埋深約為10.6～7.1m，為超淺埋，地層軟弱。由于洞頂為交通主干道，動載大，對圍巖振動影響大。掌子面施工時，容易造成掌子面坍塌。

2.2 周圍管線對施工要求高

地下管線種類繁多，而且管線距離隧道正線外輪廓很近，其中燃氣管水平距離隧道外輪廓5m。另外有一座地下箱涵橫穿嘉禾路，與區間線路垂直相交，兩結構物相距2.3m。這就對施工沉降必須嚴格控制。

3 主要施工方法

3.1 上臺階施工

因圍巖自穩性能差，為避免開挖時擾動圍巖，上臺階采用人工配合小型挖掘機開挖，先人工開挖拱部環行，留核心土，待拱部支護結構完成后開挖核心土。為確保圍巖穩定，上臺階開挖長度控制在4.0～5.0m 之間，開挖土方采取人工裝車翻運至下臺階。同時控制隧道上臺階開挖循環進尺速度，一般控制為0.5m，開挖完成后，應立即進行初期支護作業。

3.2 下臺階開挖及支護

下臺階同樣采用人工配合小型挖掘機開挖。開挖施工時，為保證開挖輪廓線圓順，同時減少對土體的擾動，小型挖掘機先開挖中央土體，兩側拱墻預留20～30cm 采用人工開挖、修整。隧道下臺階開挖也不能太快，循環進尺控制在1.0～1.5m，開挖完成后，立即進行支護作業，封閉成環，確保施工安全。

4 隧道支護結構施工

4.1 超前小導管

根據設計情況，在非填石段采用雙排小導管，Φ42mm 鋼管，長3.0m，環向間距0.3m，縱向間距1.5m，拱部120°范圍設置；在填石段采用雙排小導管，Φ42mm 鋼管，長2.5m，環向間距0.3m，縱向間距1.0m，拱部150°范圍設置設置。小導管每兩循環布置1 組，小導管采用鑿巖機成孔，之后采用鑿巖機推管入孔。小導管內注入為水灰比為1：1 水泥漿，注漿壓力設計為0.5～0.8MPa。

4.2 格柵鋼架

為防止拱腳下沉，每榀格柵鋼架兩拱腳處各設兩根鎖腳錨管（Φ42×3.5，L=3000mm）。鋼架間距0.5m，格柵鋼架內外雙側設置Φ22mm縱向連接筋，間距100cm，全環設置連接成整體。

4.3 錨桿

非填石區域錨桿為Φ22 砂漿錨桿，L=3.5m，間距為1m×1m，梅花型布置；填石區域錨桿為Φ25 中空錨桿，L=3.5m，間距為0.8m×0.8m，梅花型布置。

4.4 噴射混凝土

噴射混凝土為C25，P6，厚度為300mm。采用濕噴工藝，在隧道開挖完成后，先噴射4cm 厚混凝土封閉巖面，然后打設錨桿、架立鋼架、掛鋼筋網，對初噴巖面進行清理后復噴至設計厚度。

5 輔助施工技術

5.1 降水

通過對現場地質的詳勘，初步判斷該區間穿越的粘性土及沿海淤泥拋石區，如在少量水的條件下，其自穩能力還是能夠承載開挖的臨時支撐。為避免隧道掌子面開挖出現富水，導致掌子面坍塌，在隧道區間隧道兩側采用管井井點控制性降水，管井孔徑300mm，井點管間距10m，深度25m。將水位降低至隧道拱底以下。

5.2 掌子面帷幕注漿

表1 注漿設計參數

因隧道地質為淤泥填石地質，掌子面移坍塌，而且填石開挖后易產生洞頂脫空，根據現場實際情況，現場采用WSS 后退式帷幕注漿加固，漿液采用水泥-水玻璃雙液漿。注漿孔呈傘形輻射狀布置，注漿孔沿掌子面環形布置，環向間距為0.5m。

注漿結束標準采用定壓標準和定量標準雙控，即注漿壓力達到靜水壓力+0.5～1.5MPa 時，即可結束該孔注漿，還有壓力達到注漿設計壓力，結束該孔注漿。

通過采用帷幕注漿后，漿液固結土體、提高土體穩定能力，掌子面圍巖相對穩定，未發生坍塌情況，即使有挖到填石，也未發生拱頂掉塊，現場沉降觀測數據滿足規定。

5.3 地表旋噴加固

地面旋噴加固采用雙重管高壓旋噴樁，樁徑500mm，噴漿完成后在樁內插入7m 長的Φ42 小導管，采用旋噴機頂入。對于一般地面采取隧道輪廓線外1m 范圍內，旋噴樁間距1×1m，梅花形布置，加固長度7m；對于隧道埋深更淺，洞頂淤泥層較厚，且周圍有重要管線的區域，為保證施工安全、交通安全，加固范圍擴大至隧道輪廓外3m，深度拱頂4m，至拱底下3m，地面梅花型布置間距1.5m。

通過地表旋噴加固，掌子面前方、洞身兩側的旋噴樁對隧道開挖范圍外的土層起到加固作用，提高圍巖的自承能力，使填石區域的密實度提高，進而有效控制沉降。而且通過提前隧道區間加固處理，避免掌子面頻繁停下處理徑向區間地質，確保了施工進度。

6 結語

淺埋暗挖隧道本身施工難度就比較難。面對難題，在維持設計的施工工藝的基礎上，根據現場地質情況分別采取了降水、洞內帷幕注漿及地表旋噴加固等附加措施，在保證質量安全的前提下，快速推進隧道有序掘進。