蘇國(guó)旗， 海大鵬， 況月超， 張 健， 蔣 權(quán)， 王小強(qiáng)

(中國(guó)建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450004)

0 引 言

近年來(lái)我國(guó)城市道路網(wǎng)絡(luò)不斷拓展，市政道路運(yùn)行使用過(guò)程中，保證安全是最重要的任務(wù)。在市政道路下淺埋隧道建設(shè)施工時(shí)一定要做好隧道施工區(qū)的技術(shù)方案設(shè)計(jì)，保證各環(huán)節(jié)施工安全管理效果，提升市政道路使用運(yùn)行的安全性與可靠性。

1 淺埋隧道的特點(diǎn)

1.1 施工測(cè)量控制要求高

由于隧道暗挖是在地下施工，施工測(cè)量時(shí)要將地面控制點(diǎn)從地面導(dǎo)入到地下，對(duì)隧道暗挖施工進(jìn)行測(cè)量控制。如果在地面導(dǎo)入地下的過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤或較大的偏差，那么隨著暗挖施工的推進(jìn)，隧道中心軸線將會(huì)與設(shè)計(jì)軸線之間產(chǎn)生重大偏離，導(dǎo)致隧道無(wú)法準(zhǔn)確貫通，發(fā)生工程質(zhì)量事故，給工程項(xiàng)目帶來(lái)巨大損失。

1.2 洞室開(kāi)挖后隧道拱頂承載能力低

由于隧道頂部覆土較薄，開(kāi)挖后圍巖自穩(wěn)能力極差，通常圍巖都承受著不同的應(yīng)力值，當(dāng)二次應(yīng)力相對(duì)集中的時(shí)候，圍巖拱頂就可能因?yàn)閼?yīng)力作用導(dǎo)致塌方，在這種情況下，要做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，加強(qiáng)淺埋暗挖隧道超前預(yù)支護(hù)措施，同時(shí)增強(qiáng)拱頂部位的初支，防止拱頂圍巖出現(xiàn)安全隱患。

1.3 隧道開(kāi)挖過(guò)程中造成的地層損失

城市道路下方水、電、暖、燃?xì)狻⑼ㄐ诺雀鞣N管線錯(cuò)綜復(fù)雜，且路面及路側(cè)建、構(gòu)筑物眾多，隧道開(kāi)挖過(guò)程中地層損失會(huì)引起地面形變，導(dǎo)致的結(jié)果就是地表發(fā)生沉降。沉降的影響較為廣泛，可能會(huì)對(duì)周?chē)ㄖ锖偷缆芬约暗叵鹿芫€造成破壞。

2 工程概況

某城市軌道交通的隧道建設(shè)過(guò)程中，某交通站點(diǎn)出入口在進(jìn)行過(guò)街暗挖的地理位置處于城市某交通較為復(fù)雜的路口。為避免該路口因?yàn)槭┕ぴ斐捎绊?，所以?duì)該施工過(guò)程提出了嚴(yán)格的要求。為避免影響交通運(yùn)行，要求施工方保證路面不會(huì)出現(xiàn)大范圍變形。該工程全長(zhǎng)41 m，寬約8 m，最大埋深5 m，高度6 m。圍巖拱頂上土層為軟土層，施工方法為淺埋暗挖法。

3 工程難點(diǎn)

因該工程沿線的地下水資源較為豐富，地下水水位在路面以下4.5 m左右，又加上地質(zhì)情況以砂石居多，初期施工方案采用暗挖隧道導(dǎo)洞挖掘5 m后通過(guò)小導(dǎo)管進(jìn)行注漿的方式，因砂石層的水量較大，漿液與地下水共同流失嚴(yán)重，導(dǎo)致注漿效果不明顯，砂層仍然無(wú)法進(jìn)行有效固定，在開(kāi)挖過(guò)程中掌子面出現(xiàn)了砂層崩落的情況。開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)現(xiàn)粗砂層中還包含細(xì)砂層，細(xì)砂層主要以石英質(zhì)粉為主，在無(wú)水情況下自身穩(wěn)定能力較強(qiáng)，但遇水后就會(huì)軟化，崩落，因此在挖掘過(guò)程中出現(xiàn)了流水和流沙的現(xiàn)象。

在進(jìn)行試挖后，無(wú)法按照原施工方案進(jìn)行挖掘，如何采取有效措施降水和加固開(kāi)挖地層，成為該工程順利實(shí)施的關(guān)鍵和難點(diǎn)。

4 工藝優(yōu)化策略

為了解決試挖過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，施工人員對(duì)暗挖的原始方案進(jìn)行了改善?？偨Y(jié)方法如下：

4.1 降水方法

為有效降低地下水水位，通過(guò)井點(diǎn)降水和在豎井內(nèi)建造集水井降水相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先在地下水上游布置降水井點(diǎn)，控制單井抽水量，在施工時(shí)做好反濾層，并且分段抽水，以減少因降水引起的地表沉降和減少地下水的流失。其次挖掘豎井至暗挖隧道初支底下1 m以下，在形成降水漏斗的過(guò)程中抽除地下滲水，以此實(shí)現(xiàn)降低周邊水位，降低滲流水壓力和水量，為隧道開(kāi)挖創(chuàng)造有利條件。

4.2 改進(jìn)加固注漿工藝

為增強(qiáng)預(yù)注漿加固效果，采用雙重管后退式注漿，通過(guò)掌子面導(dǎo)管和超前小導(dǎo)管的改造實(shí)現(xiàn)雙重管后退式注漿。將鉆桿作為注漿管，將鉆頭作為噴頭。當(dāng)鉆桿進(jìn)入指定位置時(shí)開(kāi)始噴漿，噴射的過(guò)程中，砂層和土層以及各個(gè)孔隙都得到了填充。這會(huì)讓漿液能夠受到一定的抑制。當(dāng)注漿開(kāi)始后保持一定壓力的時(shí)候，后退注漿管0.4 m，再保持注漿，然后循環(huán)這一過(guò)程。最終待注漿管退出鉆孔，完成注漿。在后續(xù)進(jìn)行開(kāi)挖的過(guò)程中，效果較為良好，注漿時(shí)的漿脈較為明顯。砂石層得到了固結(jié)效果，開(kāi)挖安全得到了保證。

外圍護(hù)壁注漿參數(shù)具體如下：

在進(jìn)行雙漿液配比的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)按照1∶1的比例進(jìn)行水玻璃溶液和水泥漿的配比。

在進(jìn)行水泥漿的配比過(guò)程中應(yīng)當(dāng)按照1∶1的比例進(jìn)行水泥和水的配比，即700 kg水泥對(duì)應(yīng)700 kg水。

水玻璃溶液配比(體積比) =水∶水玻璃=2∶1在進(jìn)行水玻璃溶液的配比過(guò)程中，水和水玻璃體積比應(yīng)當(dāng)以2∶1的配比進(jìn)行。

注漿壓力應(yīng)控制在0.2左右，當(dāng)壓力超過(guò)0.5 MPa要退管0.4 m后繼續(xù)注漿。

另外，要在初支外圍護(hù)壁進(jìn)行注漿孔的設(shè)置，設(shè)置應(yīng)沿著護(hù)壁進(jìn)行，保證孔間距在0.8 m左右。考慮到鉆機(jī)的安放位置在暗挖隧道中，所以在鉆孔過(guò)程中應(yīng)當(dāng)保持外插角度，這能夠更好地固結(jié)成護(hù)壁結(jié)構(gòu)。除此之外要針對(duì)地質(zhì)變化進(jìn)行注漿，因外插角度決定著注漿程度，所以要注意外插角度在5～10°，注漿管不宜過(guò)長(zhǎng)，防止影響護(hù)壁的結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度應(yīng)控制在6～10 m。

4.3 改進(jìn)開(kāi)挖方法

由于該工程地下水豐富、地質(zhì)較差，要注意采用小斷面開(kāi)挖的方式，這種方式能夠使得掌子面獲得更好的穩(wěn)定性。嚴(yán)格遵循淺埋暗挖法 “管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)” 18字方針。在暗挖施工作業(yè)時(shí)根據(jù)地質(zhì)情況制定相應(yīng)的開(kāi)挖步驟和支護(hù)措施，嚴(yán)格根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)確定支護(hù)參數(shù)，保證暗挖作業(yè)和周邊環(huán)境的安全。在進(jìn)行上導(dǎo)洞挖掘的過(guò)程中需保留核心土，對(duì)于臨時(shí)中立柱應(yīng)當(dāng)注意進(jìn)行分節(jié)操作。

在施工中的降、排水過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注意隧道內(nèi)的細(xì)砂在無(wú)水時(shí)具有較好的自身穩(wěn)定性，基于這個(gè)原因，引排水為暗挖提供了有效的幫助，使得暗挖過(guò)程中能夠有效地利用流水規(guī)律進(jìn)行引排水。引排水過(guò)程應(yīng)當(dāng)按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，使得水能夠通過(guò)暗挖隧道中間外圍護(hù)壁中排出，這樣能夠極大地降低地下水對(duì)周?chē)Y(jié)構(gòu)的沖擊和破壞。

當(dāng)調(diào)整好施工方法后，以右上導(dǎo)洞開(kāi)始挖掘，當(dāng)水從右側(cè)拱腳流入，進(jìn)行左上導(dǎo)洞挖開(kāi)，此時(shí)左側(cè)拱腳的積水非常少，能夠順利地完成左上導(dǎo)洞的開(kāi)挖。確定調(diào)整下導(dǎo)洞進(jìn)洞順序：不按照常規(guī)CD法“右上導(dǎo)洞先進(jìn)、相應(yīng)右下導(dǎo)洞也先進(jìn)”的做法，而是“左下導(dǎo)洞先進(jìn)”，這樣，原來(lái)集中在右上導(dǎo)洞的水源，就會(huì)向下繞流到暗挖隧道下導(dǎo)洞中間(即左下導(dǎo)洞右側(cè)，此部位是需挖除的)，左下導(dǎo)洞向前開(kāi)挖水源也會(huì)跟著向前移動(dòng)，右下導(dǎo)洞與左下導(dǎo)洞保持5 m跟進(jìn)開(kāi)挖，右下導(dǎo)洞開(kāi)挖時(shí)水就很小，確保了右下導(dǎo)洞開(kāi)挖也能順利進(jìn)行。

圖1 開(kāi)挖導(dǎo)洞示意圖

在具體施工中必須做好開(kāi)挖監(jiān)測(cè)部署，保證隧道施工掘進(jìn)過(guò)程中各重點(diǎn)受力部位的加固效果，才能夠進(jìn)行有序的施工推進(jìn)，否則將會(huì)導(dǎo)致隧道變形及巖土結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布不平衡，影響隧道安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

在市政道路下進(jìn)行淺埋暗挖隧道施工時(shí)，一定要做好施工技術(shù)管理，提升各環(huán)節(jié)施工技術(shù)操作的可靠性，同時(shí)還應(yīng)進(jìn)行隧道結(jié)構(gòu)施工監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)有隧道結(jié)構(gòu)變形及沉降問(wèn)題，就要立刻采取措施進(jìn)行支護(hù)與加固，以保證淺埋暗挖隧道施工與使用中拱部結(jié)構(gòu)的支撐能力，以防由于隧道施工擾動(dòng)圍巖而影響市政道路的行車(chē)安全。