摘要：发展轨道交通是解决大城市交通拥堵的有效途径，也是建设绿色城市、智能城市的有效途径。在当下复杂的城市环境下，想修建一条绿色、智慧、快捷的出行通道绝非易事，对于空间狭小、施工机械化程度不高的浅埋暗挖隧道来说，想安全顺利地完成施工建设目标就显得更加艰难。
关键词：超浅埋暗挖法；地铁隧道；地层加固
1 浅埋暗挖隧道施工技术分析
1.1 开挖技术
对于特殊工程开挖施工来说，首先需要做好试验段开挖，从根本上提升施工安全性。浅埋暗挖隧道开挖施工技术主要应用台阶施工技术，该项施工方法主要是将断面划分为上半断面和下半断面，并对以上断面分别实行开挖施工。在施工期间台阶长度会随着工程进度不断调整，有效应用到各类地层当中。
1.2 隧道支护技术
浅埋暗挖隧道施工期间主要应用复合衬砌支护措施，在前期设计支护方案时可以考虑以下三种：第一，以隧道初期支护作为临时支护，以二次支护作为主要支护结构；第二，临时支护需要承担所有荷载，将二次支护作为储备支护技术。第三，联合初期支护和二次支护形成新的支护体系，结合工程实际情况设计支护形式，并且在工程进展过程中进行优化调整。由于隧道施工多以浅层地表施工为主，因此对于地质结构稳定性要求比较高。在施工建设期间需要通过超前小导管施工技术，采用超前小导管循环间隔打设，搭接长度必须大于1．4m。在施工过程中为了缩短注浆时间，则可以将22mm钢筋穿入到超前小导管当中，这样才能够在隧道工程内部起到渗透和挤压效果。待至泥浆稳定之后能够显著加强围岩结构稳定性，还有助于提升隧道抗渗能力。
1.3 辅助施工技术
第一，喷射混凝土封闭开挖施工技术，在实际施工期间主要应用干拌法喷射混凝土设备，该施工设备的特点在于构造简单，在进入喷射机之前可加入速凝剂，有效实现连续喷射施工。第二，超前小导管或者超前锚杆支护，对于锚杆施工来说，主要是应用R25中空注浆锚杆，利用系统锚杆注浆锚固隧道岩体，确保其稳定性。第三，深孔注浆加固地层、水平旋喷超前支护;第四，洞内和洞外地下水位处理技术。
2 项目概况及风险情况
新建草桥站位于北京市丰台区三环西南角位置，是大兴国际机场线与地铁19号线合建车站，规划设置一条独立通道实现与既有地铁10号线换乘。
换乘通道受既有线、场地等诸多条件限制，隧道只能采用浅埋暗挖法施工，隧道位于市政道路下方总埋深10m，拱顶距地面覆土4.2~4.9m，属于高风险超浅埋暗挖隧道，地质情况从地面往下大致为①0~2.8m粉土素填土、②2.8~5.0m粉土、③5.0~7.0m粉细砂、④7.0~10.0m圆砾、砂砾，无地下水。
隧道分2段施工，第1段为上跨既有地铁10号线草纪盾构区间、下穿镇国寺北街部分，该隧道采用分离式微拱直墙结构断面形式，左线（东侧）上跨段全长45m，右线（西侧）上跨段全长63m，断面尺寸左线为8.9m（宽）×6.27m（高），右线为7.2m（宽）×6.17m（高），采用CRD法（四导洞）自北向南施工；第2段为与既有地铁10号线草桥站主体并行段，该部分采用并行微拱直墙结构断面形式，左线长113m，右线长158m，单侧结构断面尺寸7.2m（宽）×5.77m（高），原设计采用CD法（两导洞）自横通道向东施工。
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该隧道施工环境复杂，风险源众多，存在：（1）镇国寺北街，双向四车道沥青道路，隧道顺行下穿，与拱顶垂直距离4.2~4.9m；（2）草桥欣园9号居民楼，框架-剪力墙结构，埋深6.3m筏板基础，地上18层、地下2层，隧道侧下穿，最小水平距离约6.1m；（3）地铁10号线草桥车站，明挖法施工地下双层框架结构，隧道平行侧穿该车站站厅层；（4）准1.05m雨水、准0.6m污水、准0.8m污水、1.7m×1.6m电力管沟、准0.4m中压燃气，管线均沿镇国寺北街南侧行车道西高东低敷设，顺行与隧道上方，与洞顶竖向最小净距0.6~1.9m等主要环境风险源。
3 隧道地层加固及开挖
该隧道拱顶覆土仅4.2m，属于超浅埋暗挖隧道，受地铁10号线及其他市政管线过往施工多次扰动，地表将近3m为扰动土体，实际原状土体厚度仅约1.2m，地质情况十分不乐观，加上顶部存在多条顺行管线，开挖风险极高。隧道采用深孔注浆为主超前小导管棚护拱顶为辅的加固措施。深孔注浆加固范围为隧道上半断面，沿隧道轮廓线外扩1.5m，每循环注浆加固长度10m，开挖8m后留2m作为下一循环止浆墙，注浆孔间距按0.5m×0.5m布设，浆液扩散半径取0.3m，由掌子面向隧道前进方向先内后外呈辐射状进行多角度注浆，注浆采用二重管后退式注浆机进行。由于隧道覆土过浅，施工初期为了能让加固土体有一定强度，浆液选用了水泥-水玻璃双液浆，浆液配比大致定为1∶2.0~1∶2.5，注浆压力控制在0.3~0.5MPa。开挖过程中，在隧道拱部位置辅于超前小导管（DN32mm、t=2.75mm、长度2.5m、环向间距30cm、打设角度15°、每榀打设）加强拱顶棚护。在前期数个循环的开挖过程中出现了以下问题：
（1）半断面深孔注浆加固范围考虑不足，由于下台阶砂砾石地层松散干燥，掌子面频繁出现掉块现象；（2）注浆顺序由里到外进行（掌子面中间向周边逐步扩散）存在缺陷，由于隧道整体覆土较浅及地层多变原因，受先期注浆压力对周边地层造成的扰动，后期浆液往往比较容易找到泄压通道，地面冒浆现象多次出现；（3）水泥—水玻璃双液浆选择不对，虽然已将双液浆中的水泥参量比例下调较多，但是在后期的开挖过程中证明，在以粉土、粉细砂为主的地层中，水泥浆进入该地层后能增加的地层强度十分有限，由于渗透性不好，往往还会影响后续水玻璃在地层中的扩散，在相同注浆体积的情况下，容易引起更大的地面隆起和管线变形。针对上述问题，将方案进行了如下调整：对隧道下半断面进行深孔注浆加固，改良下台阶土体自稳能力；调整掌子面注浆顺序由外到里，先巩固注浆圈后中间挤密；弃用水泥-水玻璃双液浆，改用渗透性更好的改性水玻璃加固土体。
4 浅埋暗挖隧道施工控制措施
4.1 优化施工方案
在隧道施工过程中必须按照施工方案执行操作，所以为了合理控制地面沉降问题，在编制施工方案时必须按照工程实际特点进行，重点分析地面沉降控制问题。在实际施工期间需要选择最佳施工技术，优化设计和处理工程细节问题，标注施工期间可能会引发地面沉降的因素，提出针对性地解决控制措施，全面确保施工建设的顺利性。其次，优化施工方案能够提升工程建设效率，保证在预期时间内完成工程建设，合理控制地层应力，减少地面沉降变形情况。
4.2 土体改良措施
在隧道工程建设期间也可以通过土体改良方式控制地面沉降，对于施工区域来说，需要采用不同浆液灌注类型加固土体，便于在隧道内形成自然拱体，提升隧道安全性和稳固性。在施工期间需要按照实际需求选用灌浆技术，选择不同性能浆液确保土体满足施工要求，还能够起到地面沉降控制作用。
5 结语
随着市政工程建设环境越来越复杂，浅埋暗挖技术不断面临着新的挑战，随着地理位置及环境的变化，在遵循浅埋暗挖施工基本原则的基础上，应深挖改良各环节技术，通过技术调整和改进，去适应不同环境，逾越障碍实现功能需求，为城市发展提供更好的技术服务。
参考文献
[1]孔恒,彭峰.分段前进式超前深孔注浆地层预加固技术[J].市政技术,2008,26(6):483-486.
[2]李宏安,陆琰.富水砂卵石地层浅埋暗挖法超前深孔注浆加固技术[J].市政技术,2014(5):83.
论文作者:周俊杰
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
标签：隧道论文; 地层论文; 注浆论文; 断面论文; 超前论文; 浆液论文; 水玻璃论文; 《基层建设》2020年第1期论文;