鄒志斌

（中鐵二十四局集團(tuán)新余工程有限公司，江西 新余 338000）

1 工程概況

1.1 工程概況

子謙山隧道工程全長(zhǎng)3820m，隧道進(jìn)出口施工里程為：DK156+869～DK160+689。洞身最大埋深約312.5m，最小埋深約5m。

子謙山隧道斜井穿越淺埋段為DK159+240～+350，其中地表房屋位于 DK159+250～+280,雙線鐵道隧道跨度達(dá)15.2m，隧道拱頂距地表約為20m，位于隧道上方“靈山寺”始建于上世紀(jì)八十年代，為磚混結(jié)構(gòu)樓，其基礎(chǔ)是漿砌整條毛石基礎(chǔ)，埋深1.5m)，分為住宿樓、寺廟主殿與護(hù)林房三棟，均為單層民房。由于該寺廟屬縣級(jí)文件保護(hù)單位，需要原址保留，因此將其作為重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象。

在“靈山寺”前方，在一條寬五米的小溪流，是整個(gè)戴公山匯水至釬山水庫(kù)的河道，與隧道洞頂正交穿過(guò)，溪流內(nèi)常年不斷流，現(xiàn)又正值開春時(shí)節(jié)，雨水豐沛，導(dǎo)致溪流內(nèi)水流量較大，給穿越淺埋段增加了施工難度。

1.2 地質(zhì)地質(zhì)及水文地質(zhì)特征

子謙山隧道斜井淺埋段DK159+250～+280最大埋深在20米左右，圍巖為S1g泥質(zhì)頁(yè)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖、S2f粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、頁(yè)巖，巖體破碎，地下水主要為構(gòu)造裂隙水，預(yù)測(cè)最大涌水量1116m3/d，為強(qiáng)富水區(qū)。

2 工程難點(diǎn)

在穿越隧道淺埋段，主要是在“靈山寺”底下施工時(shí)，隧道施工引起的地表及房屋沉降是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程。如果最終沉降與差異沉降超出控制標(biāo)準(zhǔn)，“靈山寺”房屋可能造成功能性破壞。因此，要求在隧道施工過(guò)程中，除了在隧道開挖施工過(guò)程中采取合理的支護(hù)措施與方法控制地表沉降外，還要通過(guò)地表及房屋的加固，確保地表的“零沉降”，保證房屋結(jié)構(gòu)與地層結(jié)構(gòu)有足夠的承載能力，并通過(guò)地表與房屋結(jié)構(gòu)的沉降監(jiān)測(cè)，達(dá)到保護(hù)“靈山寺”房屋結(jié)構(gòu)的安全。

3 穿越“靈山寺”淺埋段施工的加固方案與技術(shù)措施

1)進(jìn)行管線調(diào)查及改移，保護(hù)地下管線;2)進(jìn)行地表房屋基底地層注漿加固，使房屋基礎(chǔ)改良成類似閥板的持力層；3)將“靈山寺”房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體性補(bǔ)強(qiáng)加固；4)利用物探手段將前方地質(zhì)情況做出判斷；5)進(jìn)行穿越“靈山寺”房屋段隧道預(yù)加固全斷面注漿及超前預(yù)支護(hù)施作；6)采用控制爆破施工技術(shù)盡量減少對(duì)地面房屋的擾動(dòng)；7)嚴(yán)密監(jiān)測(cè)地表及房屋的沉降情況，并根據(jù)沉降情況隨時(shí)調(diào)整施工進(jìn)度與支護(hù)措施。

4 施工方法與步驟

4.1 施工準(zhǔn)備與管線調(diào)查

仔細(xì)調(diào)查施工現(xiàn)場(chǎng)的地表管線，防止因給排水管線破裂滲水需軟化圍巖，導(dǎo)致房屋基礎(chǔ)失穩(wěn)。根據(jù)制定的加固方案與技術(shù)措施，逐條進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)準(zhǔn)備。

4.2 地表房屋基底加固

根據(jù)高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范，本段隧道屬于淺埋隧道，隧道施工可能導(dǎo)致地表房屋的沉降，因此，為了保護(hù)房屋安全，必須采取有效手段限制地表房屋沉降。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，房屋受工程影響需破壞的主要指標(biāo)為房屋的不均勻沉降與房屋的傾斜破壞。因毛石基礎(chǔ)作為“靈山寺”房屋基礎(chǔ)抵抗不均勻沉降的能力有限，且房屋已經(jīng)歷的時(shí)間比較久。

4.2.1 注漿原理及步驟

為了保證隧道開挖時(shí)的地層損失不影響地表房屋，在隧道開挖的同時(shí)有必要對(duì)地層損失進(jìn)行回填補(bǔ)充，對(duì)于地表個(gè)別沉降較大的地方還需進(jìn)行一定 范圍的抬升。“靈山寺”房屋地面注漿加固方案總體分為基底地層加固和隧道開挖時(shí)期動(dòng)態(tài)跟蹤注漿，動(dòng)態(tài)跟蹤注漿分為補(bǔ)償注漿和抬升注漿。

4.2.1.1 第1階段對(duì)“靈山寺”房屋基礎(chǔ)注漿加固

為了提高房屋地基的承載力，將原毛條石基礎(chǔ)改良成類似的筏基礎(chǔ)，提高基礎(chǔ)抗變形能力。首先在房屋基礎(chǔ)周邊注漿形成止?jié){帷幕體，防止在基礎(chǔ)地層加固過(guò)程中注漿流失，止?jié){帷幕注漿孔位平面布置圖見(jiàn)附件圖2所示。止?jié){帷幕采用袖閥管注漿施工工藝進(jìn)行施工，距離房屋四周邊緣4.5m施作2排垂直注漿孔作為止?jié){墻，注漿孔采用梅花形布置，間距0.75m×0.5m，深15m，止?jié){墻長(zhǎng)120m，房屋四周止?jié){墻相連形成封閉區(qū)。

在“靈山寺”房屋四周各施作3排注漿孔對(duì)房屋基底進(jìn)行注漿加固。房屋四周3排注漿孔距房屋邊緣分別為3，3.5，4m，同排注漿孔中心間距為1.5m。注漿孔呈梅花形布置，為了使房屋基底地層得到充分加固，3排注漿孔由內(nèi)到外與水平面的夾角分別為30°，45°，60°，孔深分別為 11，13，15m?；鬃{孔沿止?jié){墻內(nèi)部布設(shè)，共計(jì)408個(gè)注漿孔，如下圖所示。

4.2.1.2 第2階段隧道穿越中房屋補(bǔ)償注漿

工后跟蹤補(bǔ)償注漿布孔及參數(shù)一致，注漿順序按“自沉降最大處開始，至較小處結(jié)束;沉降量大的地方多注漿，沉降量小的地方少注漿;多次反復(fù)進(jìn)行，控制流量、壓力;采用多臺(tái)設(shè)備對(duì)稱施工”的原則進(jìn)行。

4.2.2 控制方法及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

止?jié){墻和房屋基底加固注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)按照定壓、定量結(jié)合的雙重控制標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)注漿壓力且持續(xù)1min或注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量的1～1.5倍時(shí)，即可結(jié)束單孔注漿。

4.3 對(duì)“靈山寺”房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體補(bǔ)強(qiáng)加固

由于“靈山寺”始建于上世紀(jì)八十年代，經(jīng)過(guò)風(fēng)吹雨淋，房屋結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性較差，必須進(jìn)行整體補(bǔ)強(qiáng)加固，補(bǔ)強(qiáng)加固采取鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固墻體及裂縫注漿處理加固。

4.3.1 鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固墻體

4.3.1.1 砂漿面層優(yōu)先采用噴射法施工，若限于條件無(wú)法噴射法時(shí)，亦可采用手工分層抹制，第一層要求揉勻刮糙，第二層壓實(shí)，第三層抹平。水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)為M10，鋼筋網(wǎng)片與墻面空隙不小于5mm，采用短鋼筋或砼墊塊架起鋼筋網(wǎng)片保證距離，面層厚度不小于35mm；對(duì)有裂縫的墻應(yīng)先進(jìn)行重力注漿處理。

4.3.1.2 鋼筋網(wǎng)四周應(yīng)與樓板梁柱或墻體連接，可采用錨固拉結(jié)筋等連接方法。當(dāng)鋼筋網(wǎng)的橫向鋼筋遇有門窗洞口時(shí)，應(yīng)將洞口兩側(cè)的橫向鋼筋閉合，橫筋在外。

4.3.1.3 鋼筋網(wǎng)砂漿面層應(yīng)深入地下，埋深不小于500mm。

4.3.1.4 磚墻原墻抹灰應(yīng)清除干凈，用鐵絲刷除去浮灰，并用水沖洗干凈，以確保面層與基層可靠連接。鋼筋網(wǎng)與墻體的固定，雙面加固時(shí)采用S形φ6鋼筋以鉆孔穿墻對(duì)拉，間距為800mm，呈梅花狀布置；單面加固時(shí)采用L形φ6構(gòu)造。

4.3.1.5 錨固鋼筋以鑿洞填M10水泥砂漿錨固，孔洞尺寸為60mm*60mm，深150mm，間距為600mm呈梅花狀交錯(cuò)排列。

4.3.1.6 墻體裂縫采用壓力灌注樹脂砂漿或M10微膨脹聚合物水泥砂漿（108膠）。

4.3.1.7 在圈梁部分的鋼筋網(wǎng)應(yīng)采用打入水泥釘固定。

4.3.1.8 水泥砂漿面層應(yīng)在環(huán)境溫度5攝氏度以上進(jìn)行施工，并認(rèn)真做好養(yǎng)護(hù)。室內(nèi)墻面抹灰后，要將門窗關(guān)閉，以免通風(fēng)過(guò)強(qiáng)造成表面干裂。水泥砂漿終凝后，室內(nèi)強(qiáng)體面層應(yīng)每天澆水3至6次。

4.3.1.9 加固面層應(yīng)無(wú)空鼓、干縮裂縫及露筋現(xiàn)象。

4.3.2 裂縫注漿加固

4.3.2.1 基層處理，先用金剛石磨光機(jī)沿裂縫方向打磨10cm寬的平整帶，以確定裂縫的走向及長(zhǎng)度，然后用無(wú)油空氣壓縮機(jī)將表面的灰塵及油污清除干凈，應(yīng)用清水沿縫澆灌，以清除縫中灰塵，然后再用電吹風(fēng)沿縫吹，以此干燥縫中的水份，并風(fēng)干48小時(shí)以上。

4.3.2.2 確定注膠口，一般按20cm～30cm距離設(shè)置一個(gè)注膠口，注膠口的位置盡量設(shè)置在裂縫較寬的開口較暢通的部位，并在板下設(shè)置2～3個(gè)注膠口，以此觀察注膠的情況，貼上膠帶預(yù)留。

4.3.2.3 封閉裂縫，采用YJ-快干型封縫膠，沿裂縫表面涂刮，留上注入口。

4.3.2.4 安設(shè)塑料底座，揭去注入口的膠帶，封縫膠將底座粘于注入口上。

4.3.2.5 安設(shè)壓力灌漿器，把裝有樹脂的壓力灌漿器旋緊于底座上。

4.3.2.6 以0.2～0.4MPa壓力對(duì)裂縫進(jìn)行壓力注膠并觀察注入狀態(tài)。如樹脂不足可補(bǔ)充再繼續(xù)注入。

4.3.2.7 注入完閉，待注入速度降低確認(rèn)不再進(jìn)膠情況下，可拆除灌漿器，用堵頭將底座堵死。

4.3.2.8 樹脂固化后敲掉底座及堵頭，清理表面封縫膠。

4.4 利用物探手段將前方地質(zhì)情況做出判斷。

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作為隧道施工中的一項(xiàng)工序，其作業(yè)是利用物探手段判斷隧道掌子面前方圍巖級(jí)別和穩(wěn)定性，巖性變化和不良地質(zhì)的范圍、規(guī)模、性質(zhì)，以及突水、突泥、坍塌、巖爆、有害氣體等災(zāi)害地質(zhì)的發(fā)生概率，提出施工預(yù)防措施及支護(hù)類型。在本段淺埋段施工中，按照“先預(yù)測(cè)評(píng)判，再調(diào)整措施，后進(jìn)行開挖”的作業(yè)流程組織施工，采用彈性波反射法、地質(zhì)雷達(dá)及超前鉆探等綜合手段進(jìn)行預(yù)報(bào)與判斷，根據(jù)探測(cè)的結(jié)果指導(dǎo)施工，及時(shí)調(diào)整施工進(jìn)度、支護(hù)類型與超前預(yù)支護(hù)方法。

4.5 進(jìn)行穿越“靈山寺”房屋段隧道施工方法

根據(jù)設(shè)計(jì)的地質(zhì)勘察資料，本段圍巖為S1g泥質(zhì)頁(yè)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖、S2f粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、頁(yè)巖，巖體破碎，地下水主要為構(gòu)造裂隙水，預(yù)測(cè)最大涌水量1116m3/d，為強(qiáng)富水區(qū)。圍巖穩(wěn)定性很差，遇水容易軟化，地表又有溪流橫向渡過(guò)，故需采取全斷面超前預(yù)注漿方式，對(duì)該段地層進(jìn)行加固堵水改良，封閉洞身周圍主要水流通道，以防止隧道在開挖過(guò)程中，因地層沉降過(guò)大或圍巖遇水失穩(wěn)危及地表建筑物安全。

采用全斷面注漿加固里程為DK159+250～+280，注漿段縱向長(zhǎng)度為30m，為確保一次性通過(guò)“靈山寺”房屋，全斷面注漿加固范圍為開挖工作面及隧道輪廓線外8m。全斷面超前預(yù)注漿施工圖如圖所示。

通過(guò)地表房屋基礎(chǔ)加固后，房屋的承載能力和抵抗不均勻沉降能力都有一定的提高，但隧道施工過(guò)程中控制圍巖的坍塌和大變形也是保證房屋結(jié)構(gòu)安全的必要條件，特別在各部臺(tái)階開挖轉(zhuǎn)換過(guò)程中，初支的沉降量比較大。

因此，為了控制變形，必須加強(qiáng)施工過(guò)程中初期支護(hù)剛度，改善結(jié)構(gòu)的受力性能。鑒于此，設(shè)計(jì)圖紙上采用施工工法為三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法，超前預(yù)支護(hù)措施為雙層小導(dǎo)管支護(hù)，確?？刂破涑两盗?，且仰拱緊跟，及時(shí)施作二襯，以確保地表房屋的絕對(duì)安全。

4.6 采用控制爆破技術(shù)施工減小對(duì)地表房屋的擾動(dòng)

DK159+250～+280 段穿越“靈山寺”淺埋段，地表房屋為磚石建筑物，處代久遠(yuǎn)，為了確保房屋不因?yàn)楸频恼駝?dòng)對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)造成破壞，需控制爆破振速。因此，在本段施工時(shí)，采用控制爆破技術(shù)進(jìn)行施工，確保爆破產(chǎn)生的振動(dòng)到達(dá)地面的房屋質(zhì)點(diǎn)安全振動(dòng)速度為 3cm／s。

5 施工監(jiān)控量測(cè)

為保證隧道的順利進(jìn)行和地面結(jié)構(gòu)物的安全，需要對(duì)地表沉降、“靈山寺”結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)沉降及時(shí)監(jiān)測(cè)。測(cè)點(diǎn)布置在基礎(chǔ)周邊，每2～5m布設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)。在隧道地表橫向間距為2～5m布設(shè)地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，縱向每5m設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。在洞內(nèi)布設(shè)凈空變化測(cè)點(diǎn)和拱頂下沉測(cè)縱向每5m這一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。及時(shí)按規(guī)范要求頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。

結(jié)語(yǔ)

在子謙山隧道穿越淺埋段的施工中，安全有效的控制了地表沉降，保證了地表寺廟的房屋結(jié)構(gòu)安全，確保了施工安全，淺埋段得以順利通過(guò)，在施工質(zhì)量、安全方面都得到了保證。

[1] 隧道建設(shè).2008年第4卷.

[2] 鐵道建筑.2010年第8期.

[3] 公路交通技術(shù).2010年第1期.