王玉卿

中國(guó)中鐵隧道股份有限公司 洛陽(yáng) 471009

一、工程概況

該工程位于吉林省長(zhǎng)春市，區(qū)間起于長(zhǎng)春火車站北廣場(chǎng)，終于輕軌偽皇宮車站，區(qū)間全長(zhǎng)3.3km。區(qū)間穿越的部分路段緊鄰運(yùn)營(yíng)中的高速鐵路、在建中的高架橋，部分路段上方密布低矮建筑物，區(qū)間還要穿越一個(gè)高壓電廠。

長(zhǎng)春的氣候條件比較特殊，夏季雨水豐沛，冬季氣候極其寒冷，區(qū)間施工的時(shí)間跨度內(nèi)，要面臨很多難題。限于現(xiàn)場(chǎng)的條件，無(wú)法進(jìn)行降水施工，因此，采取注漿措施加固地層和堵水就非常必要。

二、兩種注漿方式的效果分析

長(zhǎng)春輕軌暗挖區(qū)間的預(yù)注漿先后采取了兩種注漿方式，分別是水平旋噴注漿和深孔預(yù)注漿。綜合對(duì)采取兩種注漿方式區(qū)間的監(jiān)測(cè)情況，對(duì)兩種注漿方式對(duì)地面的影響進(jìn)行比對(duì)。

1.水平旋噴

圖1 水平旋噴段典型地表測(cè)點(diǎn)沉降時(shí)程曲線圖

根據(jù)設(shè)計(jì)文件，在長(zhǎng)春輕軌長(zhǎng)北區(qū)間設(shè)置了100m的水平旋噴注漿試驗(yàn)段，我們?nèi)虒?duì)該段施工過(guò)程進(jìn)行了地面沉降監(jiān)測(cè)，并在開(kāi)挖時(shí)對(duì)注漿效果進(jìn)行了跟蹤。

水平旋噴時(shí)，每隔循環(huán)的孔深15m，開(kāi)挖長(zhǎng)度為10m，咬合注漿段為5m，注漿壓力為30MPa，開(kāi)挖時(shí)采用CD法。

試驗(yàn)段上方地面沒(méi)有建筑物，所以我們主要監(jiān)測(cè)的時(shí)地面沉降情況，根據(jù)對(duì)該段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)并繪制了典型測(cè)點(diǎn)的沉降時(shí)程曲線圖，如圖1。

從上圖不難發(fā)現(xiàn)，在第一循環(huán)進(jìn)行注漿時(shí)，由于注漿壓力高達(dá)30MPa，引起地面比較大的隆起，而在進(jìn)行第一循環(huán)的開(kāi)挖時(shí)，地面隆起迅速回落，并發(fā)展很快，最終達(dá)到-15mm左右；在第一循環(huán)結(jié)束后，進(jìn)行第二循環(huán)的注漿施工時(shí)，掌子面距離該測(cè)點(diǎn)大概10m左右，由圖中可以發(fā)現(xiàn)，該點(diǎn)的沉降有稍許回升，但總體影響不大。

根據(jù)以上分析，隧道內(nèi)注漿時(shí)，引起地面的隆沉對(duì)地面的破壞比較嚴(yán)重，如果隧道上方埋有地下管線的話，可能會(huì)引起地下管線的破壞，因此從保護(hù)隧道周邊環(huán)境安全的角度考慮，高壓的水平旋噴注漿不適合施工環(huán)境復(fù)雜的城市軌道交通施工。

根據(jù)我們對(duì)開(kāi)挖時(shí)掌子面的情況進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，漿液凝固體在30到40cm左右，由此可見(jiàn)，在注漿時(shí)漿液的擴(kuò)散半徑不大，這可能與漿液的材質(zhì)和地質(zhì)情況有關(guān)。而且，開(kāi)挖時(shí)掌子面并不穩(wěn)定，出現(xiàn)多次的涌水、突泥現(xiàn)象，因此可以綜合評(píng)定此種注漿方式不適應(yīng)長(zhǎng)春的地質(zhì)情況，在隨后的注漿效果評(píng)價(jià)會(huì)上我們做了相關(guān)的報(bào)告，得到重視，根據(jù)會(huì)議結(jié)論，更換了注漿的方法，在后續(xù)的工程中，采用了深孔注漿。

2.深孔注漿

由于試驗(yàn)段的水平旋噴注漿效果不好，在后續(xù)的工程中采取了深孔注漿加固掌子面前方地層，我們?cè)谏羁鬃{施工時(shí)，對(duì)隧道上方的地表沉降和建筑物沉降進(jìn)行了跟蹤監(jiān)測(cè)，從監(jiān)測(cè)的結(jié)果看，地表的隆沉變化不大，建筑物的沉降和不均勻沉降都在允許范圍內(nèi)，在日常的巡視過(guò)程中，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)地表和建筑物發(fā)生破壞性變形。我們選擇一個(gè)斷面分析一下地表的變化情況，繪制典型測(cè)點(diǎn)沉降時(shí)程曲線圖和橫斷面沉降槽曲線圖。

圖2 深孔注漿段典型測(cè)點(diǎn)沉降時(shí)程曲線圖

圖3 橫斷面沉降槽曲線圖

從圖2發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行第一循環(huán)注漿時(shí)，地面略有隆起，隆起值在3mm左右，在隨后的開(kāi)挖施工中，地面發(fā)生快速的下沉，沉降值在-6mm左右，從最終的監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，這段時(shí)間的沉降值占最終沉降值的80%左右；在第二循環(huán)注漿時(shí)對(duì)該點(diǎn)的影響不大。

從圖3的隧道橫斷面的沉降槽曲線圖可以看出，沉降槽的寬度不大，隨著離線路中心的距離逐漸減少。沉降的累計(jì)值最大-8mm左右。因此，綜合分析，采用深孔注漿時(shí)，注漿和開(kāi)挖對(duì)地面的影響在可以控制的范圍內(nèi)，比較適合長(zhǎng)春的地質(zhì)情況。

從我們對(duì)開(kāi)挖過(guò)程的跟蹤觀察發(fā)現(xiàn)，雖然施工對(duì)地面的影響在可控范圍內(nèi)，但是還是有幾點(diǎn)需要注意：

合理調(diào)整注漿參數(shù)，包括注漿壓力、注漿材料，在特殊地段，注漿壓力不能過(guò)大，施工中曾發(fā)生施工單位為了保證注漿質(zhì)量，注漿壓力過(guò)大，致使地面開(kāi)裂，根據(jù)總結(jié)，深孔注漿的壓力在5MPa左右為宜，既能達(dá)到很好的加固地層和止水效果，也能有效控制地面的隆起。注漿材料采取水泥-水玻璃雙液漿為宜，雖然雙液漿的強(qiáng)度不是很大，但是雙液漿凝固比較快，能起到快速止水的效果，比較適合長(zhǎng)春的地質(zhì)情況。

一定要重視對(duì)初支進(jìn)行背后注漿，及時(shí)進(jìn)行背后注漿能填補(bǔ)初支背后的空洞，加固初支背后土體，能有效防止初支出現(xiàn)局部滲漏水和初支發(fā)生過(guò)大變形。

采用CD法開(kāi)挖時(shí)，要調(diào)整臺(tái)階的長(zhǎng)度，控制好核心土的量。通過(guò)優(yōu)化開(kāi)挖的步序，可以控制隧道拱頂?shù)南鲁痢?/p>

三、總結(jié)及施工建議

長(zhǎng)春當(dāng)?shù)貧夂虮容^寒冷，冬季時(shí)間較長(zhǎng)，冬季的最低氣溫達(dá)到-28℃左右，在這種寒冷氣候下施工的明挖基坑和暗挖區(qū)間都會(huì)遇到很多難題。

對(duì)于暗挖區(qū)間的冬施安全，要注意一下問(wèn)題：

考慮凍脹的風(fēng)險(xiǎn)。凍脹致使路面和地面構(gòu)筑物發(fā)生隆起，發(fā)生隆起的部位在寒冷的冬季可能不會(huì)發(fā)生很大的風(fēng)險(xiǎn)，但是在來(lái)年的4月份左右隨著氣溫的回升，地下凍土逐漸解凍，發(fā)生地面塌方和建筑物變形的風(fēng)險(xiǎn)很高，我們經(jīng)過(guò)這一年的觀察總結(jié)，建議在天氣轉(zhuǎn)暖后，加強(qiáng)對(duì)所有隧道上方的地面和建筑物進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)，特別是初支已經(jīng)施工完成很長(zhǎng)時(shí)間的隧道部位要提高警惕，對(duì)變形較快的部位即使累計(jì)沉降不超過(guò)規(guī)范要求，也要進(jìn)行地面加固處理。

關(guān)注隧道內(nèi)初支結(jié)構(gòu)和掌子面的安全。由于冬季地下水補(bǔ)給較夏季少，洞內(nèi)的滲漏水量較少，施工單位往往會(huì)放松對(duì)初支結(jié)構(gòu)背后注漿和掌子面深孔預(yù)注漿的重視，因此發(fā)生局部掌子面塌方進(jìn)而引起地面塌方的情況也有出現(xiàn)。天氣轉(zhuǎn)暖后，初支背后出現(xiàn)很多的滲漏點(diǎn)，況且目前二襯的施工落后太多，在沒(méi)有二襯保護(hù)的情況下，出現(xiàn)初支局部過(guò)大變形的風(fēng)險(xiǎn)也要提前考慮。

[1]TB10121—2007鐵路隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2007.

[2]秦小龍.隧道施工安全管理的控制要點(diǎn)[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2008(11):226-227.

[3]王夢(mèng)恕.中國(guó)隧道及地下工程修建技術(shù).北京：人民交通出版社，2010.

[4]姚宣德，王夢(mèng)恕.地鐵淺埋暗挖法施工引起的地表沉降控制標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2006,25（10）：2030-2035.

[5]蔣爵光.隧道工程地質(zhì)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1991.