淺析地連墻在復雜地質(zhì)暗挖隧道中的應用

鐘山

摘 要：青島某地鐵站后折返線區(qū)間，采用暗挖礦山法施工，長度229米，拱頂埋深22.386～27.562米，隧道開挖斷面尺寸12.1米*10.505米，為單洞雙線隧道，采用CRD工法開挖，上部采用雙側(cè)壁導坑法開挖，下步采用臺階法開挖。由于隧道拱頂局部覆巖厚度薄，且大部分位于卵石土層中，卵石層內(nèi)多夾有粗粒砂、粘性土，卵石塊直徑從幾厘米至幾十厘米不等，局部含有大型漂石，拱頂穩(wěn)定性差;且本區(qū)間位于某河流邊上，距離河流河堤內(nèi)側(cè)最小水平距離11米，場區(qū)內(nèi)含水量較大并具有承壓性，承壓水頭為12.6m至15.0m，極易發(fā)生拱頂坍塌事故，傳統(tǒng)的洞內(nèi)帷幕注漿加固技術(shù)在富水量大、且有壓力的情況下，很難滿足加固效果，經(jīng)與設計溝通后，采用地下連續(xù)墻封閉+分倉疏干降水+加注漿加固的方法，將隧道開挖拱頂卵石土層進行加固后，再進行隧道開挖。

關(guān)鍵詞：地鐵;地下連續(xù)墻;暗挖隧道

隨著城市可用空間的不斷壓縮及城市軌道交通的不斷發(fā)展，地鐵工程已成為各個城市競相興起的公共交通工具。伴著一個城市地鐵的規(guī)劃和發(fā)展，以及越來越多的換乘車站的出現(xiàn)，地鐵車站位置越來越深，因此施工中，深基坑、超深基坑的安全是重中之重。地下連續(xù)墻以其墻體剛度大、可承受較大的土壓力、防滲效果好等優(yōu)點，已成為目前基坑開挖最安全的支護方式;且功效高、工期短、質(zhì)量可靠、適用范圍廣、可作為主體永久結(jié)構(gòu)使用等特點，越來越多的被城市地鐵明挖車站所采用。而本文從地連墻在暗挖隧道中的比較獨特的一方面應用，介紹地連墻封閉+分倉疏干降水+注漿加固方案在復雜地質(zhì)礦山法暗挖隧道中的應用、施工過程控制、應用效果等。

1? 施工工藝介紹

1.1? 地連墻施工

本區(qū)間長度229米，采用地連墻分隔成封閉的5個倉，地連墻厚800mm，構(gòu)造配筋，主筋采用φ25mm鋼筋。地連墻作為隧道暗挖過程中臨時輔助施工措施，主要起到隔斷地下水的作用，地連墻底部須全部入巖隔斷地下水，地連墻標高不高于設計圖紙中所給標高，且入中風化、微風化巖層不小于1.5米;如遇破碎巖段，連續(xù)墻插入結(jié)構(gòu)以下破碎巖深度不小于2.5米。

地連墻施工完畢后，地連墻范圍內(nèi)采用分倉降水，降水范圍長232.5m，寬18.1m。由于施工范圍緊鄰河流，地下水水位埋深1.5m，隧道地埋深35.455m，降水的設計水位降深為34.955m，降水水位深，因此降水井應合理布置以滿足降水效果的要求，且保證水位在隧道二襯達到設計強度100%始終位于隧道仰拱外輪廓標高以下1m。

本工程降水井共18個，觀測井共24個。降水試驗井選擇1號倉施工JK1、JK18號2個降水井，2號倉施工JK02、JK03、JK16、JK17號4個降水井，3號倉施工JK15號降水井，4號倉施工JK07號降水井，5號倉施工JK10號降水井，合計共9個試驗降水井

1.2注漿施工

當降水井降水水位穩(wěn)定在隧道仰拱外輪廓標高以下1m后，經(jīng)各方確認后，可進行地表注漿加固施工，對卵石層土中的裂隙進行填充，排除裂縫中的水分、氣泡，對卵石、漂石進行固結(jié)。本工程土體加固采用袖閥管后退式工藝，后退長度0.5m/段，袖閥管采用直徑50mm的PVC管，套管跟進式。注漿加固范圍頂部進入粘土層、分支粘土層1.5米，同時距離拱頂距離不小于8米;注漿加固范圍底部標高采用雙控原則：一是不高于圖紙中設計底標高;二是注漿范圍底標高入中風化及微風化巖面1.5米，遇破碎帶加固至仰拱外輪廓標高2.5米以下。

2? 施工過程控制

2.1地連墻施工質(zhì)量控制

由于地連墻在本工程中作為止水帷幕，主要起到地下水的作用，因此，地連墻底部、接縫處的防滲處理尤為重要，同時，地連墻穿過卵石土層，如何保證成槽質(zhì)量也是過程控制的重點。

2.1.1接縫處理

本工程地連墻接頭采用工字鋼剛性接頭。首先，應控制導向墻的垂直度，保證成槽的垂直度，確保鋼筋籠的下放精度，保證鋼筋籠接縫無偏差。其次，從接縫的處理及混凝土澆筑控制接縫的質(zhì)量。

（1）新成槽鋼筋籠下放前應將已澆筑完成幅的工字鋼接頭進行刷壁，確保槽段接頭處無夾泥為止。

（2）刷壁完成后，安裝防止混凝土擾流的吊拔管，并在吊拔管后回填土袋;澆筑過程中如發(fā)現(xiàn)混凝土繞流，應及時采用專門鏟具進行清除，必要時采用成槽機抓斗配合，保證后行幅施工時，混凝土殘留。

（3）連續(xù)墻接頭工字鋼位置預埋兩根φ48mm的袖閥管，長度與地連墻等長，下端進行封閉，上端采用臨時封堵，后期如出現(xiàn)滲漏水，進行注漿止水。必要時，尤其在砂土狀、塊狀碎裂巖槽段，可在墻身1/3L處預埋兩根φ48mm的無縫鋼管，下端采用單向閥式注漿器，后期根據(jù)開挖過程中滲漏水情況進行跟蹤注漿。

（4）挖槽時，應控制成孔深度，確保入巖的深度。成槽后應將槽底的沉渣等雜物清理干凈，槽底清理和泥漿置換結(jié)束1小時后，槽底500mm高度以內(nèi)泥漿比重不大于1.15，沉渣厚度不得大于150mm。

（5）地連墻施工完畢后，應進行垂直度檢測，并采用聲波透射法檢測墻體混凝土質(zhì)量，如有不合格，應采用鉆芯法驗證。地連墻全部封閉成倉后，應進行抽水試驗檢驗，滲透系數(shù)不應大于1×10-6cm/s。

2.1.2混凝土澆筑質(zhì)量控制

（1）混凝土到場后應做塌落度試驗，觀察混凝土和易性，確保混泥土質(zhì)量，塌落度應控制在180-220mm。混凝土質(zhì)量不合格應及時清退。鋼筋籠就位后應及時澆筑混凝土，并不宜超過4小時。

（2）混凝土導管的設置應保證混凝土澆筑速度的要求，并保證混凝土面均衡上升，每幅槽段設置不少于2個。導管使用前應做氣密性試驗，合格后使用。

（3）封底混凝土的隔水栓采用預制混凝土塞，料斗做成圓錐形，容量不小于3m?，保證首灌混凝土埋管深度不小于500mm。

（4）混凝土澆筑過程中，應隨著混凝土面上升及時提拔和拆卸導管，導管埋入混凝土面的深度宜為2.0-4.0m，澆筑面的上升速度不宜小于3m/h，不宜大于5m/h，相鄰兩導管內(nèi)的砼高差不應小于0.5m。

（5）每幅墻從底到到頂應連續(xù)澆筑，不得中斷，混凝土應澆筑密實，防止出現(xiàn)蜂窩麻面。

2.1.3穿越卵石土層處理

根據(jù)地質(zhì)條件，地連墻槽孔穿越卵石土層，卵石直徑從幾厘米到幾十厘米不等，且有大型漂石存在，因此，如何保證成孔質(zhì)量，不出現(xiàn)塌孔，也是成槽控制的難點之一。

（1）穿越卵石土層時應停止成槽機抓槽，采用沖擊鉆沖擊鉆孔。

（2）嚴格控制泥漿比重，確保泥漿護壁效果。泥漿應采用優(yōu)質(zhì)泥漿護壁，泥漿組成采用膨潤泥漿，加入CMC增粘劑（羧甲基納纖維素，又稱人造漿糊）、純堿等輔助材料，泥漿比重控制在1.06～1.08。泥漿護壁效果以護壁泥皮薄，韌性墻為標準。

（3）成槽機抓斗提出槽內(nèi)時，應及時進行補漿，減少泥漿液面的落差，始終維持穩(wěn)定的液位高度（導墻下30cm～50cm），并保證泥漿液面比地下水位高1m以上。

（4）穿越卵石土層時，應隨時檢測泥漿比重及泥漿液面，如發(fā)現(xiàn)泥漿突然變稀、翻泡、大量流失或地面有下陷現(xiàn)象時，不準盲目掘進，待研究后再行施工。

（5）穿越卵石土層時，應加大槽壁垂直度檢測，如發(fā)現(xiàn)垂直度偏差，及時進行糾偏，采用回填塊石或片石，重新沖擊，并注意防止一次性糾偏過大造成塌孔。

（6）如發(fā)現(xiàn)塌孔，應采用成槽質(zhì)量超聲波檢測儀進行掃描，根據(jù)塌孔大小采取適當措施處理后，再繼續(xù)鉆進。

（7）施工過程中嚴格控制地面超載，在成槽機、履帶吊等大型設備靠近孔槽時，下墊移動式鋼板，分散機械壓力。

3? 效果驗證

地連墻封閉成倉，降水效果達到注漿要求后，進行了注漿加固。通過滲透系數(shù)法進行了注漿效果的檢測，滲透系數(shù)滿小于1×10-6cm/s，地連墻起到了很好的防水效果。

隨著隧道開挖的掘進，通過掌子面拱頂觀察可見，注漿對卵石層的固結(jié)作用顯著，漿脈清晰可見，土質(zhì)密實，無明顯滲水，很好的改善了卵石土層軟弱地質(zhì)的圍巖力學性能，改善后的巖土層的自穩(wěn)能力完全能滿足隧道開挖支護所需時間的需要。

總結(jié)：

地連墻封閉+分倉疏干降水+注漿加固技術(shù)在本市地鐵首次應用，通過驗證達到了預期的效果，比傳統(tǒng)的洞內(nèi)帷幕注漿效果好、適用性更強，有效的改善在承壓水的卵石土層物理力學性能，確保了隧道暗挖的施工安全。希望通過本文的介紹讓大家對地連墻封閉+分倉疏干降水+注漿加固技術(shù)有所了解，不當之處望各位讀者踴躍批評。

參考文獻：

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