汪楊洲

摘 要：隨著城市基礎(chǔ)建設(shè)的進(jìn)一步深化，受限于地面條件的情況增多，淺埋暗挖法越來越受到重視。對(duì)淺埋暗挖法而言，地質(zhì)條件的優(yōu)劣有決定性作用，而拱頂含水砂層是導(dǎo)致隧道坍塌等事故的重要原因之一，對(duì)其處理方案的研究對(duì)類似工程有很好的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：拱頂含水砂層;淺埋暗挖隧道;風(fēng)險(xiǎn)處理

1 前言

隨著城市基建的深化及暗挖技術(shù)的成熟，淺埋暗挖法應(yīng)用的案例越來越多，為城市建設(shè)注入了蓬勃的活力。但在建設(shè)過程中，隧道突水涌砂甚至是塌方等問題時(shí)有發(fā)生，給工程建設(shè)帶來極大的負(fù)面影響。對(duì)暗挖隧道而言，大部分塌方都伴隨有水的因素。當(dāng)拱頂處于含水砂層時(shí)，洞頂極易坍塌，地下水隨泥沙涌入隧道，造成事故。對(duì)拱頂含水砂層的風(fēng)險(xiǎn)處理方案進(jìn)行研究，為類似工程提供參考及借鑒。

2 導(dǎo)管引流排水

暗挖隧道采用降水施工時(shí)，由于地質(zhì)條件復(fù)雜，往往會(huì)有層間水滯留。當(dāng)拱頂砂層含層間水時(shí)，如處理不當(dāng)，會(huì)帶來較大隱患。當(dāng)層間滯留水水量較少或拱頂含水砂層較薄時(shí)，可采用超前打設(shè)導(dǎo)流管，提前將滯留水通過導(dǎo)流管引致隧道內(nèi)排出，再采取相應(yīng)的超前措施（如拱頂小導(dǎo)管注漿等），確保拱頂安全。

3 拱頂砂層加固

當(dāng)拱頂含水砂層較厚，且含水量較大或含水情況不明時(shí)，需考慮采取超前注漿加固相應(yīng)地層，起到阻水及地層加固的效果，提供干燥、安全的施工條件。根據(jù)工法的不同，加固措施主要可分為地面加固和洞內(nèi)加固。

3.1 地面加固

地面超前加固措施可采用WSS、高壓旋噴樁等工法，漿液根據(jù)具體地層情況選用，多為水泥漿、水泥-水玻璃雙液漿，注漿孔以梅花形布置，相互咬合，在拱頂形成完整的加固土體，為下一步施工提供條件。廣州5號(hào)線珠江新城站～獵德站暗挖區(qū)間通過單管、雙重管及三重管旋噴樁的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)雙重管在成樁幾率及結(jié)石率等方面綜合較優(yōu)，并通過適當(dāng)改進(jìn)，取得了較好的效果。

3.2 水平超前加固

洞內(nèi)注漿加固相應(yīng)地層主要為超前小導(dǎo)管及深孔注漿。一般的超前小導(dǎo)管注漿在此時(shí)往往難以滿足要求，需要采取深孔注漿。深孔注漿工法較多，有WSS、水平旋噴、水平袖閥管及TGRM等注漿方式。不同工法各有優(yōu)劣，基本思路都是通過在掌子面打設(shè)注漿系統(tǒng)，對(duì)開挖面前方一定范圍內(nèi)土體進(jìn)行加固。由于設(shè)備等限制，單次注漿加固長度往往有限，當(dāng)隧道較長時(shí)，需要注漿、開挖多次交替進(jìn)行。廣州地鐵二號(hào)線[新～磨區(qū)間]暗挖段成功應(yīng)用水平旋噴攪拌樁實(shí)現(xiàn)了飽和粉細(xì)砂層的穿越，單次加固樁長達(dá)41m，給類似工況隧道提供了成功案例參考。

目前而言，淺埋暗挖法隧道拱頂含水砂層處理方案主要為洞內(nèi)疏水、地面加固及洞內(nèi)加固堵水，不同方案有各自的適應(yīng)性及優(yōu)劣點(diǎn)，基本情況整理如表1。

4 案例應(yīng)用分析

北京某地鐵線某暗挖區(qū)間，區(qū)間長約265m，為單線單洞馬蹄形斷面，復(fù)合襯砌，斷面尺寸為6.5m（寬）×6.8m（高），拱頂覆土約20m，采用臺(tái)階法、降水施工。

根據(jù)地勘資料，隧道拱頂處于粉質(zhì)粘土層，其上為中粗砂層，含層間水（四），底板處于承壓水含水砂層，具體情況如圖1所示。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開挖段實(shí)際情況揭示，拱頂黏土層逐漸變薄，隧道局部拱頂已進(jìn)入中粗砂層。拱頂出現(xiàn)滲漏水并伴隨沙子流失情況，如下圖2所示。原超前支護(hù)為拱頂超前小導(dǎo)管注漿，已不滿足要求。

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況，通過分析認(rèn)為，由于地層不均勻性，粉質(zhì)粘土層局部下沉，從而使拱頂處于中粗砂層。此處黏土層呈漏斗狀，層

間水（四）將難以排出，形成“小湖”，拱頂為較厚含水砂層且含水量較豐富的情況，需采用注漿措施對(duì)相應(yīng)地層進(jìn)行阻水、加固。

由于現(xiàn)場(chǎng)工期緊張，區(qū)間采用降水施工，拱頂以下為黏土層及不含水砂層，對(duì)阻水及加固效果要求不高，綜合考慮采用WSS法進(jìn)行地面注漿加固。

地面鉆孔縱向間距為1m，拱部橫向共布設(shè)3個(gè)注漿孔（孔間距為0.8m）進(jìn)行注漿，加固范圍為拱頂初襯外側(cè)2.5m，內(nèi)側(cè)0.5m。

（1）注漿參數(shù)：根據(jù)實(shí)測(cè)，地面高程至拱頂開挖面高差為20.4m左右，鉆頭鉆至距拱頂開挖面0.5m左右時(shí)停止鉆孔并進(jìn)行后退式注漿，注漿采用WSS無收縮液漿固定拱頂上方地層。待地面注漿完成后，采用化學(xué)漿液封口。

（2）注漿壓力：現(xiàn)場(chǎng)施工注漿壓力控制在0.8～1MPa。注漿擴(kuò)散半徑為1～1.5m。

（3）漿液配制：漿液采用WWS無收縮液漿，A液為稀釋后的水玻璃，B液為水泥漿液。A液：水玻璃濃度不低于40Be;水：水泥=1：1（重量比），水泥為普通硅酸鹽水泥，等級(jí)強(qiáng)度不低于42.5。雙液配合比：A液：B液=1：1（體積比）（漿液濃度可適當(dāng)調(diào)整）。

（4）注漿施工：注漿嚴(yán)格控制注漿壓力，同時(shí)密切關(guān)注注漿量，當(dāng)壓力突然上升或從拱頂噴錨面溢漿時(shí)，應(yīng)立即停止注漿，查明原因后采取調(diào)整注漿參數(shù)或移位等措施重新注漿。

在隧道掌子面前方超前注漿，每注漿步序長12m，邊注漿邊開挖。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，土體加固后，拱頂及掌子面自穩(wěn)性較好，無明顯水漬，滿足施工要求。

5 ?結(jié)束語

應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到淺埋暗挖法隧道拱頂含水砂層的重要性，需提前做好相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)處理措施，確保施工安全。含水砂層處理主要為疏水、堵水方案，需根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件及現(xiàn)場(chǎng)情況，因地制宜的選用合適的處理方案，確保方案可行、質(zhì)量較優(yōu)。淺埋暗挖設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)通過適當(dāng)調(diào)整方案，盡量避免出現(xiàn)拱頂含水砂層的情況，同時(shí)應(yīng)考慮地層不均勻性帶來的可能影響，做好相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案及風(fēng)險(xiǎn)處理備案。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊飛.暗挖隧道塌方機(jī)理及處理技術(shù)淺析[J].中國西部科技， 2016（1）：44～46.

[2] 曹軍輝，李克建，劉迎松.地下水對(duì)通過含水砂層段暗挖隧道施工的影響及控制方案研究[J]. 西部探礦工程，2018（1）： 058.

[3] 任偉新.高壓旋噴樁在飽和動(dòng)態(tài)含水砂層淺埋暗挖隧道中的試驗(yàn)與應(yīng)用探討[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2009（7）：83～87.

[4] 韓莉.水平旋噴攪拌樁在含水砂層超淺埋地鐵隧道中的應(yīng)用[J].廣東土木與建筑，2004（8）：6～7.