浅埋暗挖施工技术在砂性地层地铁隧道施工中的应用

王 亮袁 东

（1辽宁省交通高等专科学校 沈阳 110122 2江苏盛华工程监理咨询有限公司沈阳分公司 沈阳 110000）

浅埋暗挖施工技术在砂性地层地铁隧道施工中的应用

王 亮1袁 东2

（1辽宁省交通高等专科学校 沈阳 110122 2江苏盛华工程监理咨询有限公司沈阳分公司 沈阳 110000）

本文结合沈阳地区砂性地层地铁隧道施工工程，重点阐述了浅埋暗挖施工技术的原理和施工关键技术，包括超前小导管注浆加固技术、土方开挖技术、初期支护技术和施工监控量测技术，为砂性地层地铁区间隧道采用浅埋暗挖工法施工提供了参考。

浅埋暗挖；砂性地层；地铁隧道施工；施工关键

0 引言

城市地铁区间隧道埋深较浅，上覆土较软弱，尤其是砂性地层土质松散，不易形成压力拱，松散荷载较大，浅埋暗挖施工技术得到了广泛的应用。本文结合沈阳地铁某区间隧道的开挖施工，探讨浅埋暗挖施工技术在砂性地层中的应用。

1 浅埋暗挖法基本原理

浅埋暗挖施工技术是在埋深较浅的地下进行隧洞暗挖施工的工法，由王梦恕院士开创，适用于埋深较浅、岩性较差、存在地下水和复杂周边环境下的暗挖施工[1]。浅埋暗挖法是松散地层的新奥法[2]，即是充分利用围岩土体的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，对围岩土体进行加固处理，控制围岩土体的松弛和变形，并通过对围岩土体和支护的监控量测，指导地下工程的设计和施工。

2 工程概况

2.1 工程简介

选取作为分析对象的区间隧道采用暗挖法施工，为单洞单线马蹄形断面，复合衬砌，隧道断面如图1所示。

图1 隧道断面图

2.2 工程地质条件

本区间场地地面高程介于42.99m-44.52m之间，地面高差1.53m。场地地貌单元类型属第四系浑河高漫滩。勘察深度内揭露的地层从上到下依次为杂填土层、中粗砂层、砾砂层、圆砾层，隧洞围岩土层以砾砂为主。

3 施工关键技术

3.1 超前小导管注浆加固

浅埋暗挖工法适用的地层一般都是软弱地层，需要提前加固土体，小导管注浆加固前方待开挖土层是常用的工法，也是非常重要的关键工序。本工程区间隧道所在土层以砾砂为主，采用超前小导管注浆加固。小导管采用Ф32mm钢管，长1.8m，按间距0.3m沿隧道开挖轮廓线布设，水平倾角7-15°，纵向每1.5m打设一排，根据土质情况，必要时可缩小间距和排距。注浆材料采用掺加固砂剂的普通硅酸盐42.5号水泥浆。

3.2 土方开挖工艺

浅埋暗挖工法开挖工艺可采用全断面法、台阶法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法、中洞法等，根据隧洞尺寸、地质情况等选用合适的开挖工法。本工程区间隧道采用正台阶预留核心土法开挖，其工艺过程如图2所示。其施工要点如下：

（1）开挖进尺一般为每榀桁架间距，特殊情况宜减小进尺，并及时封闭初期支护。

（2）拱顶部初支完成后再开挖核心土部分土体，底部土方开挖时预留300采用人工开挖，避免扰动。

（3）避免超欠挖，开挖轮廓圆顺，控制好隧道中线位置偏差符合要求。

（4）开挖过程中要做好监控量测，发现拱顶、拱脚和边墙位移速率值超过设计允许值或出现突变时，应及时采取措施。

图2 正台阶预留核心土法开挖

3.3 初期支护措施

合理的初期支护方案是浅埋暗挖法成功与否的关键，是防止隧道围岩土体变形破坏的重要手段。浅埋暗挖处理软弱地层隧洞施工时初期支护必须保证足够的强度和刚度，同时必须及时进行支护和闭合成环。本工程采用格栅钢架+喷射混凝土的联合初期支护体系，格栅钢架间距0.5m。初期支护的施作工序主要包括格栅钢架+纵向联接筋+钢筋网的架立安装+上半断面格栅拱脚施作锁脚锚管和喷射混凝土作业两大部分。

（1）格栅钢架、联接筋及钢筋网的架立安装

①格栅钢架安装前应清除底脚下的虚碴及其它杂物，超挖部分用混凝土垫实。

②钢架在开挖作业面人工组装，各节钢架间应以螺栓连接拧紧。

③钢架与土层之间应楔紧。

④格栅钢架应精确定位，严格控制“标高、中线、前倾后仰、左高右低、左前右后”等各个方位的位置偏差。

⑤纵向联接筋、钢筋网与格栅钢架联结牢固，喷射混凝土时钢筋网不得晃动。

（2）喷射混凝土施工

①喷射作业应分段、分片、分层，由下而上，依次进行，如有较大凹洼时，应先填平。

②分层喷射时，后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行；若终凝1h后再进行喷射时，应先用风水清洗喷层表面。一次喷射厚度可根据喷射部位和设计厚度确定，拱部为50-60mm，墙部为70-100mm。

3.4 施工监控量测

浅埋暗挖工法常用于城市地铁隧道施工，由于埋深较浅、土质条件较差、工程周边环境复杂，施工监控量测是安全施工和减小环境影响，进行信息反馈指导设计和施工的有力保障。本工程区间隧道监测内容主要包括地面环境、下穿及临近建筑物、支护结构等，监测项目包括地表沉降、格栅钢筋内应力、围岩土压力、拱顶沉降、围岩收敛、隧底隆起、周边建筑物沉降、水位监测等。该监控量测工作由专项工程师负责，按设计文件、招标文件技术要求和监测计划有步骤地进行，及时做好数据处理和信息反馈，并以此指导施工，确保了施工安全。

4 结束语

浅埋暗挖施工技术在城市地铁隧道施工中得到了广泛的应用，本文结合沈阳地区砂性地层地铁隧道区间工程进行了阐述，但针对该工法与不同地区工程实际的结合仍有待工程技术人员和科研人员进一步的探索。

[1]王梦恕 等.中国隧道及地下工程修建技术[M].北京：人民交通出版社，2010.5

[2]魏新江、魏纲、丁智 等.城市隧道工程施工技术[M].北京：化学工业出版社，2011.4

U45

B

1007-6344（2016）10-0037-02

项目支持：辽宁省交通高等专科学校校级课题（编号：lnccrc201407），辽宁省交通高等专科学校优秀青年教师成长支持计划。

王亮，男，1980.10出生，讲师、工程师，工学硕士，从事岩土工程、结构工程方面的教学和研究工作。