摘要：本文按照地铁隧道建设的实际案例，探讨在浅埋淤泥地层以及上覆大流量通车荷载的情况之下，地铁隧道的施工技术，希望可以借助本次研究为相关从业者提供理论性帮助。
关键词：浅埋淤泥地层；地铁隧道；城市干道；施工技术
0.引言
伴随着我国经济效益的持续性增长，人们的生活水平不断优化同时也对交通道路功能提出了更为苛刻的要求。为了更好的解决人们的出行困难问题，地铁城市城市发展中的重要交通工具之一。浅埋暗挖法属于一种接近于地表的低下环境中施工方式，在地铁隧道施工过程中可以有效的降低对于干道的影响。在淤泥地层施工环境之下，如何有效的加固地层并预防施工期间土方坍塌以及地表沉降问题，属于目前施工的重点环节。对此，探讨浅埋淤泥地层地铁隧道下穿城市干道技术具备显著实际社会效益。
1.工程案例与地质条件
该工程左右线隧道以单洞单线的形式贯穿城市主干道，同时左线下穿的起始里程为63米，右线下穿起始里程为64米，右线的下穿隧道埋深约为13米，左线埋深越12米，隧道处于强、中风化的花岗岩层当中，同时设计的围岩等级属于IV级，隧道的顶部采用人工施工方式为主，通过地质雷达实现对隧道前方围岩的探测，探测的结果显示左右双线的下穿段地表以下堆积层当中还有大量的填石，同时土层松散并且部分岩面存在破碎问题，部分区域的路面存在淤泥等类型的不良地质。
2.施工问题
隧道施工过程中存在下列问题：在隧道开挖期间，开挖面的土体因为污水沟渠的渗透影响，导致大量超饱和粉水与粉黏土层渗出，此时在完成深孔注浆以及背后注浆的基础前提下，隧道开挖的沉降量仍然比较大，此时在封闭成环之前整体存在沉降风险，日沉降量达到10cm，隧道施工无法正常进行[1]。同时隧道内施工中拱顶存在缝隙，洞内渗水量比较大，过饱和的状态促使土体从掌子面逐渐溢出。另外，在封闭掌子面之后仍然存在水流渗出问题，导致现场需要反复的封闭，喷混凝土的厚度也随之提升[2]。
通过分析，其原因在于以下几点：1、开挖的地层和覆土层属于粉土和粉黏土层，承载能力较差；2、隧道邻近污水沟，底部的隧道拱顶以上沟渠应用砖砌的方式衬砌，底部以原状土层为主，所以在防渗效果方面并不理想，再加上土体属于饱和状态，导致渗水影响更加突出；3、根据拱顶与侧墙外深孔注浆施工，掌子面的土体并没有加固，淤泥质土会随着水流从掌子面不断流出，此时前方的水土流失问题会更加严重，在没有开挖土体之前应力被卸载时便会形成严重沉降，这也是隧道封闭成环之后整体下沉的主要原因。
3.浅埋淤泥地层地铁隧道下穿城市干道技术
3.1断面深孔注浆
按照竖井和隧道开挖所表现出来的水文地质条件，按照本段的地质条件特殊性，在以往的设计图纸当中适当增加注浆的止水范围，同时对工艺进行适当的优化，应用暗挖法做好隧道全断面的处理，并以深孔注浆的方式进行施工[3]。隧道的外轮廓线2米范围以内的土体均需要采用注浆止水的处理。同时隧道注浆止水施工期间，需要充分考虑加固的技术性与经济性问题，在满足结构施工的基础要求之下，洞内可能会存在适量的渗漏水，此时需要对水体应用盲沟明排的方式将积水引流到坑内。注浆的加固隧道外扩2米的范围，同时普通注浆段的长度为8米，开挖的长度为6米，注浆段的长度需要按照实际的开挖情况适当的延长，注浆管采用直径为25的钢管，浆液的配合比需要按照现场试验决定。注浆完成之后需要再实行隧道开挖，同时以常规的暗挖施工方式进行施工。因为注浆过程中的压力比较大，此时掌子面的封堵厚度也需要适当的提升，需要控制在200mm以上，同时适当添加水平的格栅，在水平格栅的外侧采用钢筋网配合混凝土的方式进行封闭施工，在每个段（8米间隔）开挖到6米时应用洛阳铲实现对土质与地下水情况的检查，并预留4米当做是止浆墙。
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3.2超前小导管
超前小导管的应用主要是在沉降方面的预防，在拱部设置超前小导管，小导管选用直径为32钢管，以1.8m的钢化管为主，外倾角控制在15到25°，纵向的水平打在长度控制在1000mm以上[4]。因为钢格栅的八字筋会影响导管的铺设，此时导管不能应用密排布置的方式，而是需要以最小的幻想间距200mm、小导管末端预留200mm长度为标准，导管的尾部和格栅进行焊接处理。
3.3施工方法改变
隧道开挖期间可以将台阶法更改成为CD法进行施工，因为施工断面的长度分别超过了6米、4米，断面相对较大，为了更好的控制拱顶沉降以及地表沉降的问题，断面所采取的一次性开挖成型方式实用性较差，可以更改成为多次导洞开挖的施工方式，最大程度的将减少一次性开挖断面的施工完成，促使开挖的扰动控制到最小[5]。隧道施工的方式更改成为CD法进行施工，左右的导洞施工期间开挖距离相差应当在10米以上。另外，在管棚变形方面，可以应用双层的超长管棚施工，隧道的掌子面可以借助双层管棚，并在初期支护施工之后，可以将固定端当做是带有初始位移的承载棚，根据实际情况计算出管棚的最大承载受力情况，同时对具体施工方案进行适当的调整。
3.4变强基础与背后注浆
首先，变强基础的地基注浆加固施工方面，需要适当的提升注浆的加固，小导管的注浆应当以3.25mm为标准，预防地基承载力较差的问题。在背后注浆方面需要强化注浆效果，应用速凝水泥进行施工，背后注浆期间需要划分为两次施工，格栅的封闭成环之后需要及时进行一次注浆，同时在注浆凝固之后再进行二次注浆，借助两次注浆施工方式预防隧道持续沉降的问题。注浆的材料以P.042.5硅酸盐水泥、高纯度的二磷酸以及35Be′水玻璃为主，因为本次研究工程中的地下水含量比较丰富，粉土和粉质黏土的含量比较高、饱和度也比较高，注浆期间需要先采用水玻璃以及磷酸实现止水封堵的作用，之后注入水泥浆与水玻璃实现注浆效果。在注浆材料的配合比方面需要按照地质水文的实际情况以及注浆止水试验的具体结果明确具体的注浆量与注浆参数。在注浆参数方面，注浆孔的直径标准为25mm，浆液凝结时间为10到30s，注浆的压力为0.3MPA到0.5MPA，浆液的终压为0.5MPA，单管的扩散半径为0.25m，注浆的范围为2m，按照实际的情况注浆流失量可能相对较高，所以估算值为10%，针对特殊的地层，可以采用硫氯酸盐的水泥进行封堵施工。
4.结语
综上所述，借助隧道施工中的各项措施，浅埋淤泥地层地铁隧道下穿城市干道技术施工中总结以下几点经验：1、深孔注浆施工属于穿越淤泥质地层施工的重点，注浆的质量会直接决定整个施工效益，深孔的灌注施工期间需要严格控制注浆段的收缩，同时需要及时调整浆液的凝结时间，促使浆液扩散之后可以及时凝固成为壳体，严格控制配合比，做好现场试验，水泥与水玻璃、磷酸的质量比应当控制在10:15:3；2、超前小导管可以有效的预防沉降问题，在超前小导管施工期间可能会遭受空间约束，此时需要做好单根长度的选择，采用试打明确最佳长度，从而保障施工效益，确保棚护质量；3、CD法施工因为工艺方式方面相对于台阶法而言要更加复杂，工序转换的频率较高，所以在施工期间需要还存在操作空间小、进度慢以及操作性差等问题，所以在今后需要进一步研究分析最佳操作方法。
【参考文献】
[1]张建斌.厦门海沧海底隧道建造技术与管理[J].筑路机械与施工机械化，2018，v.35；No.279，21(04):25-29.
[2]韩高升，李梅，王秀英.预切槽法在浅埋暗挖下穿公路段隧道中的设计[J].铁道工程学报，2017，24(04):60-66.
[3]周乐平，黄成伟，陈培帅，etal.软流塑地层城市暗挖隧道下穿废弃人防通道影响分析[J].施工技术，2018，v.47；No.508(09):59-62.
[4]昝永奇.超浅埋下穿高速公路暗挖隧道变形控制施工技术研究[J].隧道建设，2017，33(S1):107-114.
[5]郭银波.浅埋隧道下穿钱塘江输水渠加固和保护技术[J].铁道建筑，2017，21(6):85-88.
论文作者:王建龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：隧道论文; 注浆论文; 地层论文; 导管论文; 淤泥论文; 方式论文; 断面论文; 《基层建设》2019年第13期论文;