李磊磊

（四川鐵科建設(shè)監(jiān)理有限公司，成都610000）

1 引言

發(fā)展軌道交通是解決大城市交通擁堵的有效途徑，也是建設(shè)綠色城市、智能城市的有效途徑。在當(dāng)下復(fù)雜的城市環(huán)境下，想修建一條綠色、智慧、快捷的出行通道絕非易事，對(duì)于空間狹小、施工機(jī)械化程度不高的淺埋暗挖隧道來(lái)說(shuō)，想安全順利地完成施工建設(shè)目標(biāo)就顯得更加艱難。

淺埋暗挖法隧道施工的安全性評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)主要體現(xiàn)在2方面：（1）隧道施工作業(yè)自身安全性，即隧道在開(kāi)挖過(guò)程中圍巖不應(yīng)發(fā)生局部坍落、塌垮、冒頂?shù)龋瑑艨帐諗亢凸绊敵两档葍?nèi)空指標(biāo)趨于穩(wěn)定的時(shí)間不易過(guò)長(zhǎng)[1]；（2）周邊環(huán)境安全性，即地面道路、建（構(gòu)）筑物、市政管線等在隧道施工過(guò)程中變形量是否超出允許的范圍[2]。

2 項(xiàng)目概況及風(fēng)險(xiǎn)情況

新建草橋站位于北京市豐臺(tái)區(qū)三環(huán)西南角位置，是大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)線與地鐵19號(hào)線合建車站，規(guī)劃設(shè)置一條獨(dú)立通道實(shí)現(xiàn)與既有地鐵10號(hào)線換乘。

換乘通道受既有線、場(chǎng)地等諸多條件限制，隧道只能采用淺埋暗挖法施工，隧道位于市政道路下方總埋深10m，拱頂距地面覆土4.2~4.9m，屬于高風(fēng)險(xiǎn)超淺埋暗挖隧道，地質(zhì)情況從地面往下大致為①0~2.8m粉土素填土、②2.8~5.0m粉土、③5.0~7.0m粉細(xì)砂、④7.0~10.0m圓礫、砂礫，無(wú)地下水。

隧道分2段施工，第1段為上跨既有地鐵10號(hào)線草紀(jì)盾構(gòu)區(qū)間、下穿鎮(zhèn)國(guó)寺北街部分，該隧道采用分離式微拱直墻結(jié)構(gòu)斷面形式，左線（東側(cè)）上跨段全長(zhǎng)45m，右線（西側(cè)）上跨段全長(zhǎng)63m，斷面尺寸左線為8.9m（寬）×6.27m（高），右線為7.2m（寬）×6.17m（高），采用CRD法（四導(dǎo)洞）自北向南施工；第2段為與既有地鐵10號(hào)線草橋站主體并行段，該部分采用并行微拱直墻結(jié)構(gòu)斷面形式，左線長(zhǎng)113m，右線長(zhǎng)158m，單側(cè)結(jié)構(gòu)斷面尺寸7.2m（寬）×5.77m（高），原設(shè)計(jì)采用CD法（兩導(dǎo)洞）自橫通道向東施工。

該隧道施工環(huán)境復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)源眾多，存在：（1）鎮(zhèn)國(guó)寺北街，雙向四車道瀝青道路，隧道順行下穿，與拱頂垂直距離4.2~4.9m；（2）草橋欣園9號(hào)居民樓，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，埋深6.3m筏板基礎(chǔ)，地上18層、地下2層，隧道側(cè)下穿，最小水平距離約6.1m；（3）地鐵10號(hào)線草橋車站，明挖法施工地下雙層框架結(jié)構(gòu)，隧道平行側(cè)穿該車站站廳層；（4）φ1.05m雨水、φ0.6m污水、φ0.8m污水、1.7m×1.6m電力管溝、φ0.4m中壓燃?xì)猓芫€均沿鎮(zhèn)國(guó)寺北街南側(cè)行車道西高東低敷設(shè)，順行與隧道上方，與洞頂豎向最小凈距0.6~1.9m等主要環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源（見(jiàn)圖1）。

圖1 并行段環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源位置關(guān)系橫剖面圖

3 隧道地層加固及開(kāi)挖

3.1 地層超前加固

該隧道拱頂覆土僅4.2m，屬于超淺埋暗挖隧道，受地鐵10號(hào)線及其他市政管線過(guò)往施工多次擾動(dòng)，地表將近3m為擾動(dòng)土體，實(shí)際原狀土體厚度僅約1.2m，地質(zhì)情況十分不樂(lè)觀，加上頂部存在多條順行管線，開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn)極高。隧道采用深孔注漿為主超前小導(dǎo)管棚護(hù)拱頂為輔的加固措施。深孔注漿加固范圍為隧道上半斷面，沿隧道輪廓線外擴(kuò)1.5m，每循環(huán)注漿加固長(zhǎng)度10m，開(kāi)挖8m后留2m作為下一循環(huán)止?jié){墻，注漿孔間距按0.5m×0.5m布設(shè)，漿液擴(kuò)散半徑取0.3m，由掌子面向隧道前進(jìn)方向先內(nèi)后外呈輻射狀進(jìn)行多角度注漿，注漿采用二重管后退式注漿機(jī)進(jìn)行。由于隧道覆土過(guò)淺，施工初期為了能讓加固土體有一定強(qiáng)度，漿液選用了水泥-水玻璃雙液漿，漿液配比大致定為1∶2.0~1∶2.5，注漿壓力控制在0.3~0.5MPa。開(kāi)挖過(guò)程中，在隧道拱部位置輔于超前小導(dǎo)管（DN32mm、t=2.75mm、長(zhǎng)度 2.5m、環(huán)向間距 30cm、打設(shè)角度15°、每榀打設(shè)）加強(qiáng)拱頂棚護(hù)。在前期數(shù)個(gè)循環(huán)的開(kāi)挖過(guò)程中出現(xiàn)了以下問(wèn)題：（1）半斷面深孔注漿加固范圍考慮不足，由于下臺(tái)階砂礫石地層松散干燥，掌子面頻繁出現(xiàn)掉塊現(xiàn)象；（2）注漿順序由里到外進(jìn)行（掌子面中間向周邊逐步擴(kuò)散）存在缺陷，由于隧道整體覆土較淺及地層多變?cè)颍芟绕谧{壓力對(duì)周邊地層造成的擾動(dòng)，后期漿液往往比較容易找到泄壓通道，地面冒漿現(xiàn)象多次出現(xiàn)；（3）水泥—水玻璃雙液漿選擇不對(duì)，雖然已將雙液漿中的水泥參量比例下調(diào)較多，但是在后期的開(kāi)挖過(guò)程中證明，在以粉土、粉細(xì)砂為主的地層中，水泥漿進(jìn)入該地層后能增加的地層強(qiáng)度十分有限，由于滲透性不好，往往還會(huì)影響后續(xù)水玻璃在地層中的擴(kuò)散，在相同注漿體積的情況下，容易引起更大的地面隆起和管線變形。

針對(duì)上述問(wèn)題，將方案進(jìn)行了如下調(diào)整：對(duì)隧道下半斷面進(jìn)行深孔注漿加固，改良下臺(tái)階土體自穩(wěn)能力；調(diào)整掌子面注漿順序由外到里，先鞏固注漿圈后中間擠密；棄用水泥-水玻璃雙液漿，改用滲透性更好的改性水玻璃加固土體。

3.2 開(kāi)挖及初期支護(hù)

隧道分左右線相鄰獨(dú)立設(shè)置，采用CD法分兩導(dǎo)洞施工，開(kāi)挖時(shí)各導(dǎo)洞錯(cuò)距5~8m，導(dǎo)洞分上下臺(tái)階，上臺(tái)階開(kāi)挖高度2.5m，下臺(tái)階開(kāi)挖高度3.2m，臺(tái)階錯(cuò)距3~5m，每榀進(jìn)尺0.5m，在上下臺(tái)階節(jié)點(diǎn)板位置設(shè)置鎖腳錨桿（φ32mm×2.75mm、長(zhǎng)度3.0m、打設(shè)傾角水平10°～15°，采用水泥漿填充加固），初期支護(hù)采用格柵網(wǎng)架+C25早強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)，結(jié)構(gòu)厚度0.35m。

施工過(guò)程中，由于受到既有10號(hào)線地鐵列車運(yùn)營(yíng)振動(dòng)影響，加之施工空間比較狹窄活動(dòng)空間受限，一個(gè)開(kāi)挖循環(huán)所需時(shí)間較長(zhǎng)，掌子面容易出現(xiàn)土體滑落及拱頂?shù)魤K等不穩(wěn)定現(xiàn)象，不利于開(kāi)挖安全。后經(jīng)多方研究決定，將隧道原CD法兩導(dǎo)洞開(kāi)挖調(diào)整為CRD法四導(dǎo)洞開(kāi)挖，通過(guò)增加小導(dǎo)洞，免除各作業(yè)面之間的施工干擾，減少開(kāi)挖面從開(kāi)挖到封閉成環(huán)的時(shí)間，進(jìn)一步做到快挖快封閉，降低開(kāi)挖施工風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著市政工程建設(shè)環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，淺埋暗挖技術(shù)不斷面臨著新的挑戰(zhàn)，隨著地理位置及環(huán)境的變化，在遵循淺埋暗挖施工基本原則的基礎(chǔ)上，應(yīng)深挖改良各環(huán)節(jié)技術(shù)，通過(guò)技術(shù)調(diào)整和改進(jìn)，去適應(yīng)不同環(huán)境，逾越障礙實(shí)現(xiàn)功能需求，為城市發(fā)展提供更好的技術(shù)服務(wù)。本文通過(guò)列舉實(shí)際案例，證實(shí)了淺埋暗挖法隧道施工時(shí)，掌子面遇到無(wú)法避免的不利因素時(shí)，應(yīng)盡量減小一次性開(kāi)挖體積，縮短開(kāi)挖到封閉的時(shí)間，確保作業(yè)面穩(wěn)定；在不同地質(zhì)環(huán)境下選擇深孔注漿加固地層時(shí)，應(yīng)實(shí)時(shí)跟蹤漿液與不同地質(zhì)情況的適應(yīng)性，當(dāng)出現(xiàn)不同地質(zhì)連續(xù)變換時(shí)，選擇注漿材料時(shí)宜按不利地層考慮。