新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南新鄉(xiāng) 453000

摘要：針對北京地鐵淺埋暗挖施工中出現(xiàn)的問題，采用配套技術(shù)輔助工法，穩(wěn)定地層的主要手段是用注漿加固隧道周邊地層，用管棚加固隧道拱部地層。因此，本文將針對淺埋暗挖法施工中常用的配套技術(shù)，提出具體措施。

關(guān)鍵詞：配套技術(shù)；地下水處理方法；輔助工法

1.北京地鐵淺埋暗挖施工中出現(xiàn)的問題

北京地處第四紀沖、洪積扇的中上部，地層由粘性土、粉土、砂類土、碎石類土交互沉積而成，土質(zhì)松散，成拱條件差；而且地下水水位高，滲透性強（一般采取降水措施，但仍有殘留水）；加上大部分線路處于交通繁忙地段，車輛行駛過程中產(chǎn)生強烈震動，使淺埋隧道周邊土體更加松弛，開挖過程中極易坍塌。支護結(jié)構(gòu)采用初期支護加二次模筑混凝土支護的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)形式，初期支護由鋼格柵噴射混凝土組成。根據(jù)設(shè)計理論計算及工程實踐總結(jié)，支護結(jié)構(gòu)比較可靠，一般不會坍塌，坍塌多為開挖面的圍巖失穩(wěn)。一般引起坍塌的原因或因素有：

（1）地層預(yù)加固效果不佳

（2）開挖面暴露時間長

（3）受地面震動影響

（4）降水后地層殘留水的影響

（5）雨、污水管滲漏

（6）下穿河、湖或近距河湖暗挖

（7）降雨后滲漏

（8）馬頭門及斷面變換處

2.1 輔助工法的主要目的

穩(wěn)定地層的主要手段是用注漿加固隧道周邊地層，用管棚加固隧道拱部地層。要根據(jù)地質(zhì)和施工的具體情況確定注漿的范圍、壓力和材料，達到改善地層的物理力學(xué)參數(shù)（E、C、φ、μ），提高地層的自穩(wěn)能力。穩(wěn)定開挖工作面方法很多，優(yōu)先選擇次序為正臺階環(huán)形開挖留核心土、錨桿超前支護、小導(dǎo)管超前支護、小導(dǎo)管注漿超前支護、淺孔（4～6 m）周邊預(yù)注漿超前支護、長導(dǎo)管注漿超前支護、全斷面深孔注漿封閉工作面、初次支護背后充填注漿及周邊2～3 m徑向單液水泥注漿等。常用的輔助方法主要有降水和地層加固兩種形式。

2.1.1 地層加固的方法

（1）環(huán)形開挖留核心土；

（2）噴射混凝土封閉開挖工作面；

（3）超前錨桿或超前小導(dǎo)管支護；

（4）超前小導(dǎo)管周邊注漿加固地層；

（5）設(shè)置臨時仰拱；

（6）深孔圍巖加固劈裂預(yù)注漿或堵水固結(jié)預(yù)注漿加固地層；

（7）長管棚超前支護加固地層；

（8）凍結(jié)法固結(jié)地層；

（9）水平旋噴法超前支護；

（10）地面加固地層；

（11）洞內(nèi)、洞外降水法；

（12）洞內(nèi)施工水平降排水法；

2.1.2 其他常用輔助方法

（1）新型結(jié)構(gòu)復(fù)合式襯砌防水。在初期噴錨支護與二次襯砌模筑混凝土之間，鋪設(shè)一層柔性的防水材料，例如LDPE、PVC、EVA、ECB等，只要施工工藝和管理工作到位，可以做到不滲不漏。

（2）降水技術(shù)。這一重要的配套技術(shù)，施作簡單、效果好，特別是井點降水方法技術(shù)簡單。如地鐵永安里車站建設(shè)時，用井點降水獲得較大成功。所有降水方法都要考慮好地表和建筑物的沉降及對水資源保護問題。

（3）注漿加固技術(shù)。地層的注漿工藝和漿液配比要因地制宜。如在粉細砂地層中，改壓注水泥砂漿為改性水玻璃注漿，起到了快速凝固的更好效果。

（4）冷凍法施工技術(shù) 該項技術(shù)在地鐵“復(fù)-八線”大北窯—熱電廠區(qū)間松散流體地層中應(yīng)用，取得較好效果，但造價昂貴。

（5）半斷面插板盾構(gòu)技術(shù)?！皬?fù)-八線”建國門站試用，為北京地鐵建設(shè)全面使用盾構(gòu)技術(shù)取得了一定經(jīng)驗。

（6）通用小型機械設(shè)備。不求更先進但求配套，起到了“快、小、靈”的作用。如拱部開挖配皮帶運輸、下部開挖試用單臂掘進機、二次襯砌利用泵送混凝土至模板臺車、洞內(nèi)運輸采用電瓶車帶動梭式礦車（8m3）等，都是普通設(shè)備，只要安排組織好，可節(jié)省大量人力，提高工作效果，區(qū)間隧道可月掘進100m以上。

2.1.3 地下水處理方法

北京地區(qū)地質(zhì)主要為第四紀沖洪積地層，常用處理地下水的方法為管井降水，井距 8 m 左右。在建筑物集中地帶打不了管井時采用輻射井，一般300 mm，長度 ≤50～70 m，在不同透水層中打設(shè)。由于沖洪積地層往往不是一個很好的連續(xù)體，伴有透鏡體存在，即粘土層中夾有砂層或砂層中夾有粘土等，管井、平井降水很難全部疏干，地層中存在殘留水。對殘留水的處理措施：

①在地層含水層中打水平井排水管，將地層中殘留水集中引出來。隨著工作面前進，逐步封閉水平管。打水平管時注意要略有一定的上臺角，管中用棉砂截砂，管端用 PVC 管集中引流；

②根據(jù)地層情況，可先做下半部導(dǎo)洞，打垂直引水管；

③注漿止水，根據(jù)不同地層采用不同漿液，如改性水玻璃或水泥加水玻璃漿液等，必要時采用長導(dǎo)管注漿，搭接長度不小于2 m；

④根據(jù)地層情況，適當調(diào)整格柵節(jié)點，調(diào)整格柵節(jié)點要與排水管統(tǒng)一考慮，有人主張調(diào)到透水層上部，有的建議做到下部，我們認為調(diào)到下部較好；

⑤增加鎖腳錨桿，必要時用錨管加注漿；

⑥增加臨時仰拱；

⑦在管井中間加滲井（復(fù)八線基本采用此辦法）。

2.2 輔助工法運用的注意點

2.2.1 小導(dǎo)管超前支護

地鐵小導(dǎo)管一般間距每米 3 根，并注漿加固地層，小導(dǎo)管與漿液共同起棚護作用，防止開挖時拱頂塌方。值得注意的地方：

a.在卵石地層，特別是砂率較低時，對于 32mm、長 3～3.5 m 小導(dǎo)管不好打，易劈裂。一般要打 25 mm、長 2.5 m 左右的鋼管，可兩步一打。也有的采用長 1.75 m 的一步一打，搭接 1 m。這在北京西部地區(qū)常用，南水北調(diào)進西四環(huán)暗挖段都是這樣做的；

b.對較好的粘性土層，采用開挖鎬刨，小導(dǎo)管打入較困難，只要能夠使開挖面穩(wěn)定，可不必強求打小導(dǎo)管；

c.小導(dǎo)管仰角不宜過大，一般控制在 15°以內(nèi)。

2.2.2 管棚支護

一般開挖洞門或結(jié)構(gòu)受力轉(zhuǎn)換、大斷面或通過重要管線等地方，設(shè)計普遍采用管棚方案。常用管棚為 108mm～159mm，崇文門站采用600mm，也有采用更大的管棚。管棚施工有以下幾點值得注意：

（1）管棚直徑不是越大越好，從施工角度看 108mm～159 mm 較合理。

（2）管棚施工過程中沉降控制。目前管棚施工有兩種辦法：一是常規(guī)鉆孔，長度在20m左右，這種管棚施工一般為帶水作業(yè)，施工期間，由于水土流失，鉆孔孔徑較管棚大，單根管棚施工后注漿，這樣會引起地層沉降4～5mm，且長距離施工要做分段管棚工作室；常規(guī)施工要盡量控制帶水作業(yè)引起的水土流失，尤其在粉細砂層中，必要時可用泥漿或水泥漿液，使其帶有一定的護壁作用。

2.2.3 水平旋噴法

采用向上、向外墻角，進行水平旋噴加固土體，一般土柱直徑為30mm，相互咬合搭接，形成整體殼體，開挖時起到棚護作用。目前一般旋噴長度為20 m左右，開挖18m，留2 m 搭接。旋噴壓力為不小于20 MPa，覆土較薄時要減壓，且適當縮小間距。旋噴漿液主要為水泥漿，形成柱體強度 >10 MPa。目前采用旋噴加固土體主要問題是漿液流失較大，另外長距離水平旋噴方向性偏差。水平旋噴施工期間會有較大沉降，有時可超過10mm，但開挖時沉降較小，初支背后壓漿亦少，對于個別點棚護不好時，可補打小導(dǎo)管注漿處理。

參考文獻：

[1]關(guān)寶樹，國兆林.隧道及地下工程[M].成都：西南交通大學(xué)出版社.2000

[2]《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG D70-2004）.