地鐵區(qū)間隧道淺埋暗挖穿越軟流塑地層施工技術(shù)

1、城市地鐵區(qū)間隧道淺埋暗挖穿越軟流塑地層施工技術(shù)內(nèi)容提要從方案的比選到施工工藝、參數(shù)的選擇和確定以及施工方案的實施效果做了較細(xì)致介紹。關(guān)鍵詞：淺埋暗挖城市地鐵 軟流塑地層工程概況玄武門站區(qū)間隧道在軟流塑淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層中采用礦ft隧道，在玄武門站南端K11+225K11+401.）流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，覆土厚度約，地面上有2 2 3 5 層樓房和一條污水管。結(jié)構(gòu)設(shè)計過樓房段初期支護(hù)為模筑混凝土襯砌。設(shè)計結(jié)構(gòu)橫斷面如1 2 所示，初期支護(hù)和二次襯砌按剛度分擔(dān)荷載。根據(jù)工程特點，施工方案軟流塑地層采用大管棚+小導(dǎo)管超前預(yù)注漿+掌子結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。圖 1 軟流塑地層區(qū)間隧道橫斷面圖彎矩圖（單位：kNm）

2、軸力圖（單位：kN）圖2軟流塑地層區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)力K11+39）圖流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土地層情況和土體物理力學(xué)指標(biāo)及分布松散 稍密狀雜填土3b 軟塑狀素填土3b可 軟塑狀2-3粉質(zhì)粘土4b 粉質(zhì)粘土填土4b2 可塑狀b硬可塑狀1-2a1-2粉質(zhì)粘土硬 可塑狀粘土圖3斷面1的地質(zhì)剖面圖流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土土體物理力學(xué)指標(biāo)見下軟流塑地層物理力學(xué)指標(biāo)表 1參數(shù)含水率W（%）-1-2b34-2-2b34濕密度（g/cm3）導(dǎo)熱系數(shù)（W/mk）比熱容（KJ/KgK）導(dǎo)溫系數(shù)含水量（%）土重度（KN/m3） 孔隙比e塑性指數(shù)IP 液性指數(shù)IL10241425壓縮系數(shù) （MPa）1-2壓縮模量Es（MPa）

3、固快粘聚力C（Kpa） 固快內(nèi)摩擦角（度）泊松比vh垂直滲透系數(shù)K 10-7（cm/s） 水平滲透系數(shù)K 10-7（cm/s）vh軟流塑地層暗挖隧道施工難點流塑粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，具有高壓縮性、高靈敏度、強度低，易產(chǎn)生蠕動現(xiàn)象， 工難點主要表現(xiàn)在以下幾方面： 圍巖自穩(wěn)能力極差，開挖后易產(chǎn)生坍方，嚴(yán)重時可能發(fā)生涌泥現(xiàn)象，使施工無法進(jìn)行； 地面沉降難以控制，在道路區(qū)，過大沉降易引起路面開裂，甚至坍陷，影響交通安全；在管線和建筑物區(qū)，地面沉降過大，易造成地下管線破壞和建筑物開裂，危及建筑物安全。軟流塑地層隧道施工方案確定軟流塑地層隧道施工擬采用臺階分步開挖法（小導(dǎo)管超前預(yù)注漿小導(dǎo)管超前預(yù)注漿加

4、固方案。過程進(jìn)行模擬分析。分析及綜合比較結(jié)果如小導(dǎo)管超前預(yù)注漿方案施工方案的綜項 目 工法名稱施工方法一大管棚+小導(dǎo)管超前預(yù)注漿+掌子面注漿加固施工方法二軟弱圍巖仰拱超前法長管棚結(jié)合小導(dǎo)管注漿和掌子面超前預(yù)注漿法，軟弱圍巖仰拱超前法是先開挖隧道的下部，工法是在隧道拱部打設(shè)長管棚和小導(dǎo)管注漿，對拱特點進(jìn)行加固和超前支護(hù)，并對隧道掌子面的地層行注漿改良，然后在管棚和加固拱圈的保護(hù)下進(jìn)行注漿改良，開挖、施作下部初期支護(hù)；然與行開挖、支護(hù)與襯砌，該方法在軟弱地層淺埋隧隧道拱部打設(shè)長管棚和小導(dǎo)管注漿，開挖、原理道施工中能有效地控制地面沉降。施工難點掌子面位移塑性區(qū)域分布施工機械小導(dǎo)管和掌子面的注漿參數(shù)與

5、工藝；注漿加固效果；漿液的配比。塑性區(qū)分布范圍稍大水平鉆機、注漿機生的沉降。小導(dǎo)管和掌子面的注漿參數(shù)與工藝；注漿加固效果；漿液的配比；計算試驗計算試驗最大值：mm；最大值：136mm最大值：14.7mm；實測計算2530mm，最大 50mm 左右。最大值：mm最大值：mm試驗實測2025mm計算最大值：mm最大值：mm試驗實測塑性區(qū)分布范圍稍小水平鉆機、注漿機施工工期每個掌子面每月綜合成洞 15m（不包括二襯）每個掌子面每月綜合成洞 810m（不包括二襯施工造價每延米綜合造價元本工法除產(chǎn)生地面變形和引起周圍構(gòu)筑物變形較本工法除產(chǎn)生地面變形和引起周圍構(gòu)筑物變社會效益大外，基本不產(chǎn)生環(huán)境污染，造價

6、低，工期短社會效益好。社會效益好。綜合評價控制地面沉降和拱頂下沉的關(guān)鍵是注漿效果，控制變形略差于其它工法。本工法施工簡單，造價較低。序復(fù)雜，施工組織難度大，工程造價較高。- 4 -大管棚+小導(dǎo)管超前預(yù)注漿方案行開挖、支護(hù)與襯砌，該方法在軟弱地層淺埋隧道施工中能有效地控制地面沉降。15040m 長108 3m，環(huán)向間距。短導(dǎo)管3m 長32 普通水煤氣管，搭接長度，環(huán)向間距。長13m 長、直徑42PVC 4m0. 50. 5m，漿液采用水泥水23m，上臺階施工時并設(shè)置 1 20cm C20 2 根32 普通水煤氣管長鎖腳錨桿，鎖腳錨桿置入角度60。下臺階施工時，對上部鋼架拱腳處，應(yīng)采用跳槽開挖，及

7、 2 根32 60。圖4大管小導(dǎo)管施工方法示意圖施工工藝及參數(shù)超前預(yù)支護(hù)大管棚施工大管棚具體參數(shù)超前預(yù)支護(hù)采用40棚采用花管注漿，漿液采用水泥水玻璃雙漿。大管棚施工工藝及操作要點管棚的施工根據(jù)地質(zhì)情況采用頂進(jìn)施工方法 開挖管棚工作室在軟弱圍巖中開挖工作室,要加強支護(hù),進(jìn)行混凝土襯砌；管棚工作室長 6m。為便于架設(shè)鉆機， 安設(shè)鋼管，工作室應(yīng)挖至隧道開挖線以外。導(dǎo)向管是控制成孔方向使之不偏斜的主要手段，導(dǎo)向管長度不小于 2.0m，經(jīng)精確測量后焊接在鋼拱架上并噴漿固定。由于 I先施工第一段管棚工作室，施作第一段管棚，注漿后進(jìn)行隧道掘進(jìn)。第一段管棚段開挖后，進(jìn)行第 二段管棚工作室施工及鉆孔，縱向管棚搭

8、接長度。以此類推，完成管棚超前支護(hù)施工。 搭設(shè)平臺、安裝鉆機、測定孔位 大管棚頂入法施工軟流塑土管棚施工成孔困難，且在成孔過程中會造成土層的變形。根據(jù)軟流塑土的力學(xué)特性， 40m 長108 鋼管，鋼管打孔注漿，漿液采用水泥水玻璃雙液漿，大管棚搭接長度 起到加固土體的目的。同時對土體的擾動較小，施工表明，大管棚施工地表基本無變形。靜壓頂入6。大管棚操作室6。大管棚操作室108鋼管導(dǎo)向軌導(dǎo)向管開挖輪廓線接力管液壓千斤頂反力座圖6大管棚靜壓頂入法施工示意圖(4) 注漿注漿采用前進(jìn)式注漿，利用自制的注漿套管與管棚用套絲連接，注漿套管上準(zhǔn)備由出氣管與 進(jìn)漿管，由閥門來控制開關(guān)，如圖720mm路，利用錨固

9、劑加固掌子面與管碰見的孔隙，防止漏漿。20塑料管排氣管閥門進(jìn)漿管套管圖8管棚注漿施工示意圖 注漿參數(shù)：水泥采用 32.5#普硅水泥水泥水玻璃體積比 1：1關(guān)閉孔口閥門，開啟注漿泵進(jìn)行管路壓水試驗，如有泄漏及時檢修，試驗壓力等于注漿終壓。注漿時，采取低壓力中流量注入，注漿過程中壓力逐步上升，流量逐漸減少，當(dāng)壓力升至注漿終壓時，繼續(xù)壓注 10 分鐘，才結(jié)束注漿。(5) 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及效果檢查 單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：每段注漿都正常進(jìn)行，符合PQPT 曲線，注漿終壓達(dá)到設(shè)計終壓，注漿量達(dá)到設(shè)計注漿量的 80，或雖未達(dá)到設(shè)計終壓，但注漿量已達(dá)到設(shè)計注漿量，即可結(jié)束本孔注漿。小于。 注漿效果檢查：采用分析法，

10、注(壓)水試驗，開挖取樣等方法進(jìn)行。 達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)補充重新注漿直到滿足要求為止。超前預(yù)支護(hù)小導(dǎo)管施工小導(dǎo)管參數(shù)323m范圍內(nèi)布設(shè),插入大管棚之間，每排小導(dǎo)管搭接1.5m，采用水泥水玻璃雙漿液進(jìn)行劈裂注漿。注漿參數(shù)如下：水泥采用 32.5#普硅水泥 水泥漿水玻璃漿液體積比 1：1掌子面加固施工掌子面加固施工參數(shù)掌子面采用L=10m,梅花型布置，小導(dǎo)管為42PVC 劈裂注漿管,采用水泥水玻璃雙漿液劈裂注漿，注漿參數(shù)如下：水泥采用 32.5#普硅水泥 水泥漿水玻璃漿液體積比 1：1注漿壓力 0.51.0MPa.25cmC20如注漿效果不理想，我們將采用流動性大、注漿效果較好的新型材料，如HC-

11、T 凝結(jié)時間可調(diào)注漿材料。掌子面加固施工注漿孔的布置采用等邊三角形全斷面布置，注漿的先后順序：先四周，后中間，中間布置一排水孔，以利于軟土地層中的滯水在注漿過程中受到擠壓時順利排出。主要施工步驟為：采用鉆機鉆孔，鉆孔的垂直度誤差控制在1%以內(nèi)。孔壁之間的孔隙，迫使從管漿孔內(nèi)開環(huán)，壓出的漿液擠破套殼料注入四周土層。在封閉泥漿達(dá)到一定的強度后，在單向閥管內(nèi)插入雙向密封注漿芯管進(jìn)行分層注漿。首先增 大壓力使?jié){液頂開橡皮套，擠破套殼料，在土體產(chǎn)生劈裂，并沿著裂縫擴散，擴散范圍受注漿壓力、 這樣重復(fù)進(jìn)行。注漿完成后，清洗管內(nèi)殘留漿液，以便于第二次重復(fù)注漿（單向閥塑料管即留在注漿 后的土層中。開挖及初期支護(hù)為保證施工安全，開挖采用臺階分部法施工。開挖順序示意圖如附圖所示。上臺階環(huán)形開挖， 預(yù)留核心土，及時進(jìn)行掛網(wǎng)初噴，架立格柵鋼架，每個拱腳施作兩根鎖腳錨桿，鎖腳錨桿為 中空錨桿，I16 工字鋼臨時仰拱。根據(jù)土體情況，必要時對臨時仰拱網(wǎng)噴砼封閉。下臺階開挖后及時架設(shè)格柵鋼架，每個拱腳施作兩 根（硫鋁酸鹽）水泥。初期支