彭顯曉， 周 鑫， 孔 慧， 胡學(xué)智

（天津市地下鐵道集團(tuán)有限公司，天津300051）

軟弱地層中大斷面隧道暗挖施工通常采用雙側(cè)壁導(dǎo)洞法和交叉中隔壁法(CRD 工法)，將大斷面隧道分割成若干小斷面隧道，減小每一步開挖的斷面尺寸，可較好地控制大跨度、軟弱地層隧道開挖變形[1～2]。其中，雙側(cè)壁導(dǎo)洞法施工過程中各導(dǎo)洞開挖寬度可比CRD工法更小，安全性更高[3～4]。

1 工程概況

天津地鐵某車站為地下二層島式站臺車站，車站基坑深16.8 m，該站C出入口基坑深10.3～12 m，上方有一直徑2.2 m 的混凝土水源管，壁厚200 mm、覆土厚1.68 m，無法切改，采用雙側(cè)壁導(dǎo)洞法下穿此水源管，暗挖斷面總寬度8.9 m、總高度5.85 m。車站所處地段屬海積、沖積低平原，地形較平坦，影響范圍內(nèi)地層主要為第四系全新統(tǒng)人工填土層（Qml）、全新統(tǒng)上組陸相沖積層（Q34al）、全新統(tǒng)中組海相沉積層（Q24m）、全新統(tǒng)下組沼澤相沉積層（Q14h）、全新統(tǒng)下組陸相沖積層（Q14al）。見圖1。

工程所在深度范圍內(nèi)主要為粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂，見表1。

圖1 暗挖段橫斷面

表1 地層巖性特征描述

地下水主要為潛水，埋深1.80～2.40 m，第四系全新統(tǒng)人工填土層、全新統(tǒng)上組陸相沖積層、全新統(tǒng)中組海相沉積層，可視為潛水層，含水介質(zhì)顆粒較細(xì)，水力坡度小，地下水徑流緩慢。全新統(tǒng)下組沼澤相沉積層粉質(zhì)黏土及全新統(tǒng)下組陸相沖積層粉質(zhì)黏土屬不透水～微透水層，可視為潛水層與第一承壓水層的隔水層。第一承壓水層水頭在地面下3.4 m處。

2 地層加固

采用WSS二重管注漿工藝，鉆機(jī)鉆孔至預(yù)定深度后從中空鉆桿內(nèi)進(jìn)行后退式注漿，注漿材料為水泥+水玻璃雙液漿。鉆孔注漿順序：沿輸水管線先外側(cè)、后內(nèi)側(cè)、先洞口外、再洞口內(nèi)。該注漿順序能夠控制內(nèi)圈注漿時漿液的擴(kuò)散流失，從而達(dá)到良好的土體止水、加固效果。注漿采用定量定壓相結(jié)合的方法。

2.1 地面垂直注漿

按單孔注漿擴(kuò)散半徑0.7 m 計算，為確保注漿無盲區(qū)，在水源管兩側(cè)各設(shè)置兩排注漿孔，垂直+傾斜交叉布置，傾斜角度為7°～8°，注漿孔間距0.5 m。當(dāng)注漿量達(dá)到設(shè)計注漿量或壓力達(dá)到0.3～0.5 MPa 時即可結(jié)束該孔注漿。見圖2。

圖2 注漿孔布置

2.2 開挖面水平注漿

為確保管線的安全，對暗挖段結(jié)構(gòu)輪廓外3 m 以內(nèi)進(jìn)行水平注漿，作為對地面垂直注漿的補(bǔ)充。在地面垂直注漿盲區(qū)或效果不理想部位進(jìn)行重點注漿。見圖3。

圖3 水平注漿孔布置

加固體28 d 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于1.2 MPa，滲透系數(shù)≯1.0×10-8cm/s。開挖前須對加固體進(jìn)行鉆孔探水，鉆孔深2 m，如出現(xiàn)滲漏，對該部分土體進(jìn)行重新注漿加固，直至探孔無水滲出。

3 開挖及襯砌施工

3.1 管棚施工

為控制沉降，采用φ108 mm@300 mm的大管棚對水源管下土體進(jìn)行加固，管內(nèi)注漿。管棚長度≮8.5 m，安裝完成立即采用水泥+水玻璃雙液漿注漿，注漿壓力控制在0.5 MPa左右。大管棚兩端與豎井結(jié)構(gòu)形成整體。見圖4。

圖4 管棚、小導(dǎo)管及支撐體系

3.2 超前小導(dǎo)管注漿

完成導(dǎo)洞的馬頭門后，首先開挖導(dǎo)洞1，導(dǎo)洞上方采用φ42 mm超前小導(dǎo)管注漿加固地層，小導(dǎo)管環(huán)向間距300 mm。每一榀鋼架打設(shè)一組小導(dǎo)管，小導(dǎo)管長2.0 m，外插角10°～20°。漿液根據(jù)地層情況，采用微膨脹水泥+水玻璃漿液，注漿壓力0.3～0.5 MPa。見圖5。

圖5 小導(dǎo)管布置

3.3 土方開挖及襯砌施工

因暗挖段長度較短，每個導(dǎo)洞貫通后再開挖下一個導(dǎo)洞。導(dǎo)洞開挖時，環(huán)形開挖上半臺階，可根據(jù)現(xiàn)場情況預(yù)留核心土長度，約為1 m；每開挖0.5 m進(jìn)深，立即初噴4～5 cm 混凝土，架立工25a 格柵鋼架并安裝鎖腳錨桿，復(fù)噴混凝土到設(shè)計厚度。然后環(huán)形開挖下臺階，每開挖0.5 m 進(jìn)深，立即初噴混凝土，架立鋼架，復(fù)噴混凝土。及時進(jìn)行初襯背后注漿，注漿漿液采用1∶1水泥漿，壓力控制在0.2～0.5 MPa，使初襯與地層密貼。噴射混凝土應(yīng)與鋼架形成一體，鋼架應(yīng)全部被噴射混凝土覆蓋，保護(hù)層厚度為4 cm。開挖時如果局部止水效果不理想，應(yīng)及時打入小花管進(jìn)行注漿止水。

所有導(dǎo)洞貫通后，鑿除中隔壁臨時豎向支撐范圍處噴射混凝土，保留型鋼；施工底板及側(cè)墻的下半部分。混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的85%后拆除橫向臨時型鋼支撐，施作側(cè)墻上半部分及部分頂板結(jié)構(gòu)，混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，架設(shè)φ609 mm、壁厚12 mm、間距1 m的臨時豎向支撐，割除豎向型鋼支撐，實現(xiàn)受力轉(zhuǎn)換，澆筑剩余頂板結(jié)構(gòu)。最后對拱頂進(jìn)行注漿補(bǔ)強(qiáng)。見圖6。

圖6 二次襯砌施工順序

4 結(jié)語

本工程采用雙側(cè)壁導(dǎo)洞法，遵循“小分部、短臺階、短循環(huán)、快封閉、勤量測、強(qiáng)支護(hù)”的施工原則，自上而下，分塊成環(huán)，隨挖隨撐，順利實現(xiàn)在軟弱土層中下穿直徑2.2 m水源管，其經(jīng)驗可供類似工程借鑒?！酢?/p>