淺談垃圾回填復雜地層礦山法施工工藝的應用

（北京京投交通發展有限公司，北京 102600）

1 工程概況

北京地鐵16號線榆樹莊站位于看丹路、規劃榆樹莊一號路與規劃榆樹莊東路相交路口南側，康辛路與榆樹莊東路相交路口北側。車站范圍內初勘資料顯示均為建筑雜填土回填，回填最深處約24 m，回填時間較短，填充材料多以磚瓦塊、混凝土塊等建筑垃圾為主，局部混雜生活垃圾。現況潛水水位低于結構底板，施工期間無須采取降水措施。

本段區間里程右線K21+660.000～右線K21+749.745（左線里程K21+668.253～左線K21+761.041），位于康辛路，且基底位于建筑垃圾填土內，結構基底設置承載樁，采用礦山法施工。

左線區間二襯結構凈寬度5.2 m，凈高5.7 m，右線區間二襯結構凈寬度5.4 m，凈高5.8 m，二襯結構厚度0.5 m，初支結構厚度為0.35 m，設置一道臨時仰拱，臨時仰拱厚度為0.3 m，區間浮土厚度為7.2～7.7 m。

2 工程特點分析

通過對地質情況的初勘揭露，區間結構整體位于雜填土①層，在該地層中針對有害氣體、塌方進行控制，有效地層加固等，是確保礦山法施工安全的關鍵。

3 施工方法及流程

施工方法為礦山法施工，含臨時仰拱，分上、下兩個導洞挖土、格柵架立、網噴成環。

施工順序：超前深孔注漿→上導洞施工→徑向加固注漿、循環注漿、開挖施工→堵頭墻施工→下導洞施工→徑向加固注漿、循環注漿、開挖施工→堵頭墻施工→承載樁施工。

先進行左右線馬頭門注漿加固，注漿加固完成后進行左線馬頭門破除，馬頭門處進行三榀鋼格柵連立施工，鋼格柵架立完成后進行網噴，先施工上導洞，上導洞導通后，再進行下導洞土方開挖。左線開挖網噴成環長度大于25 m后，可進行右線開挖施工。

4 主要施工方案

4.1 馬頭門施工

4.1.1 馬頭門開挖

馬頭門破除前應進行超前深孔注漿，加固聯絡通道馬頭門處上方土體。

明挖結構施工完成后，分段鑿除暗挖段一側圍護樁。開洞后，圍護樁鋼筋進行預留，預留鋼筋與隧道正線格柵鋼架焊接。洞門圍護樁破除完成后，先不進行前三榀格柵連立架設，繼續向前開挖單榀架設三榀格柵，網噴成環并封閉掌子面，再進行圍護樁反向破除，架設三榀連立格柵。

正線土方開挖采用礦山法施工。

4.1.2 馬頭門破除

（1）施工流程。

超前深孔注漿→人工分部分根破除隔離樁→開挖并架設第四～第七榀格柵網噴成環（每次架設一榀）→進行圍護樁反向破除→清理殘渣→馬頭門處架立三榀連立格柵，及時噴混。

（2）施工方法。

按要求沿拱頂環向雙排布孔注漿管，注漿管長度及角度為3.5 m/42°、5.5 m/27°、7 m/12°、10 m/10°、10 m/5°。漿液采用水泥+水玻璃雙液漿，本區間段地質為雜填土，固注漿參數、注漿量依據現場實際情況確定。根據實際情況調整角度、方向，改良及加固土體，加固后的土體達到良好的均勻性和自立性。

注漿完畢待土體達到穩固后，隨即破除馬頭門處的隔離樁。采取風鎬破除上臺階隔離樁并清理，開挖架立第四～第七榀格柵（單榀架立網噴）網噴完成并封閉掌子面，反向破除剩余圍護樁，再進行上臺階三榀格柵架立，與樁體預留鋼筋焊接并及時噴混封閉。待上臺階開挖大于6 m后，再進行下臺階隔離樁破除。

4.2 超前深孔注漿加固

深孔注漿漿液采用水泥-水玻璃雙液漿，可根據現場地層條件添加調節漿液凝結時間和可注性的外加劑，深孔止水注漿后的土體應具有良好的均勻性、自立性，無側限抗壓強度不小于0.8 MPa。深孔注漿壓力控制在0.8～1.0 MPa，大范圍深孔注漿前，應提前進行注漿試驗，確定合理的漿液配比、注漿壓力等指標。必要時可適當調整注漿孔的間距、注漿壓力等相關參數，確保有效擴散半徑大于0.5 m，并滿足注漿加固的相關要求。單循環深孔注漿長度可取10 m，搭接2 m，洞內超前深孔注漿前應封閉掌子面并設置300 mm厚止漿墻，止漿墻雙層布置Ф6@150×150鋼筋網片，垂直于止漿墻應梅花形布設L=2 m的Ф22@500×500加強筋，加強筋應與鋼筋網片點焊。

上、下導洞注漿加固布孔如圖1所示，初支結構深孔注漿斷面如圖2所示。

圖1 上、下導洞注漿加固布孔（單位：mm）

圖2 初支結構深孔注漿斷面（單位：mm）

4.3 徑向注漿

徑向注漿漿液采用水泥-水玻璃雙液漿，可根據現場注漿效果適當調整，擴散半徑大于0.5 m。對區間拱部180°范圍進行徑向補償注漿，加固范圍為目前既有的超前注漿范圍外擴3 m。

4.4 超前小導管注漿

本區間段超前小導管注漿，只針對土方開挖過程中超前深孔注漿效果較差的地方，作為補充注漿。超前小導管采用Ф25×2.75 mm焊接鋼管，搭設角度控制在10°～15°以內。

4.5 隧道土方開挖

區間段隧道土方開挖方法為礦山法施工，正線先開挖上導洞，待上導洞導通后，再開挖下導洞，按設計要求預留核心土，并留設減壓槽，左右線導洞相互錯開25 m以上施工。

隧道開挖前制定防坍塌方案，備好搶險物資，在現場堆放碼齊。隧道開挖嚴格按照設計要求控制開挖斷面，拱部采用人工弧形開挖，留核心土，控制每循環開挖進尺，開挖后及時封閉臨時仰拱。隧道掘進時，應設專人監視圍巖穩定情況，發現局部坍塌，應及時采取支護措施。嚴重塌方時，須立即停止作業，人員和機具必須撤離安全地段，待塌方處理完畢，經檢查確認安全后，方可恢復施工。

5 技術措施

（1）隧道施工應嚴格按照淺埋暗挖法十八字方針“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測”進行作業，做到“地質超前探、格柵節點強連接”等措施。

（2）施工前對設計圖紙的坐標、高程進行復核測量。

（3）提前做好管線詳查和空洞普查，若有空洞，及時進行填充注漿。暗挖隧道上方存在雨污水管線，因此，施工前采取超前探水措施，如發現漏水及時采取補充漿液加固。

（4）格柵鋼架安裝嚴格按照規范圖紙進行施工，拼裝誤差滿足有關規范、規程的要求。

（5）格柵連接點應等強連接，保證螺栓連接質量，并保證綁焊鋼筋的焊接質量。

（6）嚴格執行初支的施工工藝，初支背后注漿分兩次進行：第一次距離開挖面3～5 m，為低壓注漿，注漿壓力以控制漿液從開挖面溢出結束；第二次距離開挖面8～10 m，為飽壓注漿，注漿壓力0.5 MPa。

（7）垃圾回填地層受力情況比較復雜，開挖過程中的徐變、受力情況復雜，須加強洞內外、地表及鄰近管線及建（構）物的監測工作。

（8）隧道按設計尺寸嚴格控制開挖斷面，嚴禁超挖、欠挖，允許超挖值100 mm，超挖部分采用C20混凝土回填。

（9）停止開挖時，掛雙層Φ6鋼筋網噴射100 mm厚C20混凝土，對掌子面進行封閉，根據現場實際情況，必要時設置型鋼支撐，并對掌子面進行插管注漿。

（10）隧道開挖過程中，拱部或掌子面遇到地層界面殘留水明顯時，應加強監控量測工作，防止掌子面坍塌或發生較大沉降。

（11）每次拱部超前注漿時，應對上臺階核心土以外的掌子面，噴射100 mm厚C20混凝土進行封閉。

（12）本區間段在建筑垃圾填土內進行暗挖施工，由于該土層土質較差，施工前應嚴格按照設計要求進行注漿加固，周邊土體加固達到設計要求后方可進行開挖。開挖期間，嚴格做好洞內的通風排氣措施，保證施工期間隧道內通風順暢，施工期間應嚴格檢測洞內的有害氣體，施工人員在進行土方開挖時須做好防護，必要時佩戴防毒面具進行施工，保證施工人員的人身安全。

6 結語

通過對地鐵16號線榆樹莊站站前區間垃圾回填區域礦山法施工，在技術方案里考慮了各種風險預防措施，施工過程中合理制定應急預案，嚴格根據淺埋暗挖法十八字方針進行作業，按照“地質超前探、格柵節點強連接”等原則，通過對軟弱圍巖進行超前預支護、注漿加固和及時支護，確保施工安全，解決各項施工難題。在現代化城市的進展中，會遇到各種復雜的地層情況，可為地質情況相近的類似工程提供礦山法施工提供參考依據。