摘要：南京地鐵鼓樓站～玄武門站區(qū)間隧道采用淺埋暗挖法施工，隧道穿越軟～流塑地質(zhì)段，該段土層具有高壓縮性、高靈敏度、強(qiáng)度低，易產(chǎn)生蠕動(dòng)現(xiàn)象，開挖后自穩(wěn)能力極差，易坍塌，地面沉降難以控制。施工中采用大管棚結(jié)合小導(dǎo)管超前預(yù)注漿和掌子面注漿施工方案，順利的完成了隧道的施工，確保了周邊建(構(gòu)) 筑物的安全。

　　關(guān)鍵詞： 隧道工程;淺埋暗挖;大管棚;小導(dǎo)管;施工技術(shù)

　　南京地鐵鼓樓站～玄武門站區(qū)間隧道是南京地鐵一期工程的控制性工程，地處南京市政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心。工程環(huán)境極其復(fù)雜，隧道北端隧道穿過地層為軟流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，隧道上方地面有多幢2-7層建筑物。南京地鐵鼓樓站～玄武門站區(qū)間隧道采用淺埋暗挖法施工，隧道穿越軟～流塑地質(zhì)段，該段土層具有高壓縮性、高靈敏度、強(qiáng)度低，易產(chǎn)生蠕動(dòng)現(xiàn)象，開挖后自穩(wěn)能力極差，易坍塌，地面沉降難以控制。經(jīng)多方論證比較，采用大管棚結(jié)合小導(dǎo)管超前預(yù)注漿和掌子面注漿施工方案，其施工方法簡(jiǎn)單，方便快捷，投資少，順利的完成了隧道開挖的施工，為后續(xù)主體結(jié)構(gòu)的施工爭(zhēng)取了時(shí)間，論文詳細(xì)介紹了該工程的施工。

　　1 工程概況

　　南京地鐵南北線一期工程鼓樓站～玄武門站區(qū)間隧道為礦山法施工區(qū)間，從鼓樓站北端K10+337.7起，沿中央路西側(cè)向北，在傅厚崗附近穿過中央路，再沿中央路東側(cè)向北至玄武門站南端K11+401.3止，區(qū)間隧道右線全長(zhǎng)1063.6m;左線隧道全長(zhǎng)1064.094m雙洞單線，線間距17.2～13.0m。區(qū)間隧道穿越Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類圍巖，其中Ⅰ類圍巖段中部分地段穿越軟～流朔狀粉質(zhì)粘土層，施工較為困難。區(qū)間南端設(shè)有停車線，該段結(jié)構(gòu)斷面大，變化多，工序復(fù)雜，施工困難。工程具有如下特點(diǎn)：

　　(1)地質(zhì)條件差，流塑狀淤泥質(zhì)粘土地層，具有高壓縮性、高靈敏度、低強(qiáng)度、易產(chǎn)生蠕動(dòng)，間夾薄層粉土及粉細(xì)砂透鏡體，含水豐富;I、II類圍巖道長(zhǎng)度占95.33%;地下水位淺，局部豐富;覆蓋層薄，隧道埋深8—17m;

　　(2)斷面復(fù)雜，雙洞單線，在停車線區(qū)段，形成了單線隧道、雙線隧道和三線隧道不同斷面大小的隧道，各種斷面交錯(cuò)布置，轉(zhuǎn)換頻繁，開挖斷面從6.2×6.32m2到17.438×11.271m2，其最大斷面積為159.46m2，它是目前粉質(zhì)粘土地層中國(guó)內(nèi)最大跨地鐵隧道斷面。渡線區(qū)段多洞室構(gòu)成的洞群，斷面轉(zhuǎn)換次數(shù)達(dá)22次。兩洞室最小凈間距為0.348m。

　　(3)本區(qū)段的地質(zhì)條件復(fù)雜，主要是軟～流塑粉質(zhì)粘土層，土層壓縮性高、靈敏性高、強(qiáng)度低，易產(chǎn)生蠕動(dòng)現(xiàn)象，層間夾的薄層粉土～粉細(xì)砂構(gòu)成地下水的水平通道，使該層含有較多地下水，開挖后自穩(wěn)能力極差，易坍塌，地面沉降難以控制。

　　2 軟流塑地層淺埋暗挖隧道施工技術(shù)

　　2.1 整體施工方案

　　隧道開挖施工時(shí)采用臺(tái)階分步法開挖，長(zhǎng)管棚結(jié)合小導(dǎo)管注漿和掌子面超前預(yù)注漿法，是在隧道拱部打設(shè)長(zhǎng)管棚和小導(dǎo)管注漿，對(duì)拱部進(jìn)行加固和超前支護(hù)，并對(duì)隧道掌子面的地層進(jìn)行注漿改良，然后在管棚和加固拱圈的保護(hù)下進(jìn)行開挖、支護(hù)與襯砌，該方法在軟弱地層淺埋隧道施工中能有效地控制地面沉降。然后在管棚和加固拱圈的保護(hù)下進(jìn)行開挖、支護(hù)，該方法在軟弱地層淺埋隧道施工中能有效地控制地面沉降。

　　2.2 施工技術(shù)及施工要點(diǎn)

　　拱部150°范圍設(shè)立管棚支護(hù)，注漿加固范圍1.5m，大管棚采用35m長(zhǎng)φ108鋼管，鋼管打孔注漿，漿液采用水泥—水玻璃雙液漿，大管棚搭接長(zhǎng)度3m，環(huán)向間距0.35m。短導(dǎo)管3m長(zhǎng)φ32普通水煤氣管，搭接長(zhǎng)度1.5m，環(huán)向間距0.35m。掌子面采用13m長(zhǎng)、直徑φ42PVC劈裂注漿管，搭接長(zhǎng)度4m，間距0. 5×0. 5m。下臺(tái)階施工時(shí)，對(duì)上部鋼架拱腳處，應(yīng)采用跳槽開挖，及時(shí)支撐開挖后的拱腳，先開挖一側(cè)設(shè)置2根φ32普通水煤氣管長(zhǎng)2.5m鎖腳錨桿，鎖腳錨桿置入角度60°。其施工工藝流程見圖1所示。

　　2.2.1超前預(yù)支護(hù)大管棚施工

　　超前預(yù)支護(hù)采用Φ108大管棚，長(zhǎng)40米，環(huán)向間距0.35m,拱部150O范圍內(nèi)布設(shè)，管棚搭接3~4m，管棚采用花管注漿，漿液采用水泥—水玻璃雙漿。

　　1)開挖管棚工作室：在軟弱圍巖中開挖工作室,要加強(qiáng)支護(hù),進(jìn)行混凝土襯砌;管棚工作室長(zhǎng)6m。為便于架設(shè)鉆機(jī)，安設(shè)鋼管，工作室應(yīng)挖至隧道開挖線以外0.8m。由于I類圍巖段隧道較長(zhǎng)且為弧線，根據(jù)現(xiàn)有水平孔鉆進(jìn)技術(shù)條件，隧道分段施作管棚。首先施工第一段管棚工作室，施作第一段管棚，注漿后進(jìn)行隧道掘進(jìn)。第一段管棚段開挖31.6m后，進(jìn)行第二段管棚工作室施工及鉆孔，縱向管棚搭接長(zhǎng)度3.0m。以此類推，完成管棚超前支護(hù)施工。

　　2)搭設(shè)平臺(tái)、安裝鉆機(jī)、測(cè)定孔位(見圖1所示)：開孔前必須檢查設(shè)備，保證設(shè)備狀況良好，對(duì)組合好的鉆具要檢查絲扣聯(lián)接是否緊密。按管棚孔設(shè)計(jì)方位要求固定鉆機(jī)，跟管鉆進(jìn)放入管棚鋼管。為了保證鉆孔精度，開孔段鉆進(jìn)是關(guān)鍵。鉆進(jìn)前10～20m時(shí)，要反復(fù)校核鉆桿方向，調(diào)整鉆機(jī)位置，并用羅盤及掛線檢測(cè)偏斜無(wú)問題后方可繼續(xù)鉆進(jìn)。管棚管下入孔內(nèi)前要先配管，保證管棚管的同心度。

　　3) 注漿：注漿采用前進(jìn)式注漿，利用自制的注漿套管與管棚用套絲連接，注漿套管上準(zhǔn)備由出氣管與進(jìn)漿管，由閥門來控制開關(guān)，如圖5-6所示。然后安裝20mm塑料管作為排氣管，連接注漿管等各種管路，利用錨固劑加固掌子面與管碰見的孔隙，防止漏漿。注漿水泥采用32.5#普硅水泥，水玻璃模數(shù)2.6，25～35BeO，水灰比0.6~0.8，水泥水玻璃體積比1：1，注漿壓力0.8～1.5MPa。注漿時(shí)，采取低壓力中流量注入，注漿過程中壓力逐步上升，流量逐漸減少，當(dāng)壓力升至注漿終壓時(shí)，繼續(xù)壓注10分鐘，才結(jié)束注漿。注漿效果檢查采用分析法，注(壓)水試驗(yàn)，開挖取樣等方法進(jìn)行，達(dá)不到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)補(bǔ)充重新注漿直到滿足要求為止。

　　2.2.2 超前預(yù)支護(hù)小導(dǎo)管施工

　　1)小導(dǎo)管制作：超前小導(dǎo)管采用φ32×3.25mm普通鋼管，管長(zhǎng)4.0m，注漿管一端做成尖形，另一端焊接上鐵箍，在距鐵箍端1.0～1.5m處開始鉆孔，鉆孔沿管壁間隔200mm，呈梅花型布設(shè)，孔位互成90°，孔徑8～10mm。

　　2)小導(dǎo)管施工：通過在隧道拱部超前打入帶孔眼的導(dǎo)管，并注漿。小導(dǎo)管采用3.0m長(zhǎng)φ32普通水煤氣管，搭接長(zhǎng)度2.0m，環(huán)向間距0.30m，漿液采用HC- T凝膠時(shí)間可調(diào)注漿材料(超細(xì))單液漿或水泥—水玻璃雙漿液。小導(dǎo)管采用不開孔直接頂入地層施工。

　　3)小導(dǎo)管超前注漿：水泥采用32.5#普硅水泥，水玻璃模數(shù)2.6，25～35BeO，水泥漿水玻璃漿液體積比1：1，水灰比0.6~0.8，注漿壓力0.8～1.5MPa。

　　2.2.3 掌子面加固施工

　　掌子面采用L=10m小導(dǎo)管進(jìn)行注漿加固，掌子面注漿加固如圖7所示，導(dǎo)管間距1.0×0.75m,梅花型布置，小導(dǎo)管為Φ42PVC劈裂注漿管,采用水泥—水玻璃雙漿液劈裂注漿，注漿參數(shù)如下：(1)水泥采用32.5#普硅水泥;(2)水玻璃模數(shù)2.6，25～35BeO ，水泥漿水玻璃漿液體積比1：1;(3)水灰比0.6~0.8，注漿壓力0.5～1.0MPa;(4)止?jié){墻為25cm厚C20網(wǎng)噴砼。

　　如注漿效果不理想，我們將采用流動(dòng)性大、注漿效果較好的新型材料，如HC-T凝結(jié)時(shí)間可調(diào)注漿材料。注漿孔的布置采用等邊三角形全斷面布置，注漿的先后順序：先四周，后中間，中間布置一排水孔，以利于軟土地層中的滯水在注漿過程中受到擠壓時(shí)順利排出。

　　2.2.4 開挖及初期支護(hù)

　　為保證施工安全，開挖采用臺(tái)階分部法施工。上臺(tái)階環(huán)形開挖，預(yù)留核心土，及時(shí)進(jìn)行掛網(wǎng)初噴，架立格柵鋼架，每個(gè)拱腳施作兩根鎖腳錨桿，鎖腳錨桿為Φ25中空錨桿，L=2.0m,施作邊墻3.5m長(zhǎng)、環(huán)縱向間距1.0m的置入式中空注漿錨桿、注漿，及時(shí)架設(shè)I16工字鋼臨時(shí)仰拱。如地質(zhì)條件不好，開挖時(shí)如掌子面不穩(wěn)，則每次開挖后均采用網(wǎng)噴砼封閉掌子面。噴砼均采用雙快(硫鋁酸鹽)水泥。初期支護(hù)施工完成后,立即對(duì)初期支護(hù)背后進(jìn)行回填注漿加固。

　　2.2.5 基底加固

　　在進(jìn)行仰拱初期支護(hù)噴砼之前，打設(shè)Φ42鋼管，鋼管間距50×50cm,待施作完初期支護(hù)噴砼之后，進(jìn)行劈裂注漿加固。漿液為水泥—水玻璃雙漿液，注漿參數(shù)如下：(1)水泥采用32.5#普硅水泥;(2)水玻璃模數(shù)2.6，25～35BeO ，水泥漿水玻璃漿液體積比1：1;(3)水灰比0.6~0.8，注漿壓力1.0～1.5Mpa。

　　2.2.5 防水與二次襯砌

　　防水層和二次襯砌施工在開挖完成，初期支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后施工。施工先施工仰拱，邊墻和拱部一次澆筑成型，混凝土采用商品混凝土。

　　2.3 施工技術(shù)體會(huì)

　　根據(jù)多年軟弱地層中的施工經(jīng)驗(yàn)，隧道開挖一次支護(hù)應(yīng)從上而下，襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)從下而上。其關(guān)鍵是如何控制拱部、掌子面的穩(wěn)定及落拱封閉前的下沉。其各工序施工控制點(diǎn)如下：

　　1)大管棚應(yīng)采用頂入法施工，避免鉆孔難于成孔和塌孔現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)減少了地面沉降。對(duì)掌子面進(jìn)行PVC管后退式全斷面注漿加固，注漿順序從周邊向內(nèi)圈依次注漿，壓力控制在0.8-1.0Gpa，并噴20cm厚C20混凝土封閉，很好的解決了軟流塑掌子面不穩(wěn)定現(xiàn)象。

　　2)施工中要重視開挖過程中的時(shí)空效應(yīng)，就是開挖弧形導(dǎo)坑和架設(shè)格柵拱、噴混凝土要快，連續(xù)作業(yè)，一般應(yīng)控制在最短時(shí)間(7~8h)內(nèi)完成。

　　3)軟流塑施工中鋼格柵拱腳下鋪設(shè)鋼板，鋼板寬度與鋼拱架匹配，縱向長(zhǎng)度50cm，并架設(shè)臨時(shí)仰拱，拱部格柵與臨時(shí)仰拱應(yīng)連接牢固。臨時(shí)仰拱噴砼封閉，形成整體剛度。

　　4)上臺(tái)階開挖時(shí)，拱腳應(yīng)高出臺(tái)階10～20cm，避免積水。對(duì)初期支護(hù)背后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行充填注漿，以充填初期支護(hù)背后空隙，防止下沉。漿液采用1：0.5～1：1水泥砂漿填充，壓力0.2～0.3MPa。上臺(tái)階長(zhǎng)度應(yīng)控制在一倍洞徑(5～6m)，充分發(fā)揮掌子面的空間效應(yīng)。

　　5)整個(gè)施工過程應(yīng)嚴(yán)格按照動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工、動(dòng)態(tài)管理，要及時(shí)進(jìn)行信息量測(cè)與反饋，及時(shí)測(cè)量，及時(shí)處理。更要突出快的決策、機(jī)制，這是安全通過的重要條件。

　　6)加強(qiáng)初期支護(hù)噴射混凝土施工縫處的處理，必須做到無(wú)污泥、浮碴，以免初支閉合后出現(xiàn)滲漏水。房屋出現(xiàn)裂縫的加固處理采用灌注環(huán)氧沙漿和粘貼玻璃纖維補(bǔ)強(qiáng)，很好的解決了因地面沉降造成的房屋裂縫。針對(duì)地面及房屋的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該視現(xiàn)場(chǎng)情況具體分析，不能一概而論不超過30mm。

　　3 施工安全措施及效益分析

　　3.1安全防范的要點(diǎn)

　　建立健全安全生產(chǎn)保證體系，成立安全工作領(lǐng)導(dǎo)小組，項(xiàng)目經(jīng)理為安全生產(chǎn)第一責(zé)任人，主管安全施工生產(chǎn)的項(xiàng)目副經(jīng)理為安全生產(chǎn)的直接責(zé)任人，項(xiàng)目總工程師全質(zhì)量室，各班組設(shè)安全員，配齊配強(qiáng)專業(yè)技術(shù)為勞動(dòng)保護(hù)和安全生產(chǎn)的技術(shù)負(fù)責(zé)人。經(jīng)理部設(shè)安全質(zhì)量部，各施工隊(duì)設(shè)安人員。其工程要點(diǎn)如下：

　　1)加強(qiáng)全過程的開挖、支護(hù)工作，做好監(jiān)控量測(cè)，控制地表沉降，避免隧道塌方。

　　2) 加強(qiáng)對(duì)既有建筑物的保護(hù)，避免出現(xiàn)變形、開裂、倒塌事故，重點(diǎn)防護(hù)右線K11+225~K11+401.3段地面建筑物和地下污水管線。

　　3) 防止機(jī)械傷害、觸電、高處墜落事故。注意交通安全，避免交通事故。

　　3.2 效益分析

　　采用本施工技術(shù)，施工環(huán)境好，施工造成的污染小，采用的措施保證了建筑物和地下管線安全，對(duì)周圍環(huán)境影響小;保證了建筑物和地下管線安全，施工對(duì)周圍居民和企事業(yè)單位生活生產(chǎn)無(wú)影響;保證了工期，保證了地鐵的按期運(yùn)營(yíng)。同時(shí)降低了工程成本，提高了工效，和原定的凍結(jié)法方案相比，減少了投入。

　　4 結(jié)論

　　南京地鐵南北線一期工程鼓樓站～玄武門站區(qū)間隧道為淺埋暗挖法施工，區(qū)間隧道右線全長(zhǎng)1063.6m;左線隧道全長(zhǎng)1064.094m雙洞單線，線間距17.2～13.0m，埋深約8m。采用采用大管棚結(jié)合小導(dǎo)管超前預(yù)注漿和掌子面注漿施工方案，克服了上述不利條件，保證了施工進(jìn)度和安全。通過本工程的施工總結(jié)了一套淺埋暗挖地鐵隧道穿越軟～流塑地層的施工工藝，積累了施工經(jīng)驗(yàn)。順利的完成了隧道的施工，確保了周邊建(構(gòu)) 筑物的安全，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 李鳳蓉. 城市地鐵穿越軟流塑地層段的設(shè)計(jì)施工技術(shù)[J]. 隧道建設(shè) , 2007,(01)

　　[2] 袁正輝, 賀美德. 地鐵隧道施工對(duì)地下管線的影響[J]. 市政技術(shù) , 2006,(05)

　　[3] 謝晉水, 王壽強(qiáng), 王華偉. 軟流塑地層中地鐵豎井施工技術(shù)[J]. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì) , 2004,(06)

　　[4] 陳進(jìn)杰, 馮衛(wèi)星, 趙玉成. 軟塑性土質(zhì)隧道地表劈裂注漿加固技術(shù)的試驗(yàn)研究[J]. 石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報(bào) , 1995, (03)

　　[5] 陳志良. 超淺埋暗挖隧道施工技術(shù)研究[J]. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì) , 2004,(10)

　　[6] 黃俊,張頂立. 地鐵暗挖隧道上覆地層大變形規(guī)律分析[J]. 巖土力學(xué) , 2004,(08)

　　[7] 吳波,高波,索曉明. 地鐵隧道開挖與失水引起地表沉降的數(shù)值分析[J]. 中國(guó)鐵道科學(xué) , 2004,(04)

　　[8] 張?jiān)? 淺埋暗挖隧道近接建筑沉降控制技術(shù)[J]. 隧道建設(shè) , 2004,(02)