摘 要：介绍某地铁隧道正线联络通道砂层断面暗挖法施工过程中，在“连续墙+搅拌桩”地面加固方案实施后，采取隧道内水平注浆方式对含水砂层进行二次加固，效果良好，保证了联络通道开挖施工的安全。

关键词：地下连续墙；通道；砂层；注浆加固；开挖

 

      某地铁隧道采用盾构法施工，其联络通道位于重要国道下方。通道位置地层从上往下依次主要为；〈1〉人工填土层、〈4-1〉冲积-洪积土层、〈3-1〉粉细砂层、〈3-2〉中粗砂层、 〈3-3〉砾砂层（局部缺失）、〈5-2〉碎屑岩残积层（局部缺失）、〈6〉碎屑岩石全风化层、〈7〉碎屑岩石强风化层、〈8〉碎屑岩石中风化层。通道洞顶为〈3-1〉粉细砂、〈4-1〉冲积-洪积土层，洞身为〈3-2〉中粗砂及〈3-3〉砾砂，砂层渗透系数约30m d，通道右前方约30m处及左前方约45m处各有1处鱼塘，水源补给充足。

      本通道按照“新奥法”原理Ⅴ级围岩设计，开挖采用短台阶分步开挖法。由于洞身及顶部砂层自稳能力差，开挖时易流砂甚至塌方，施工风险较大。联络通道所在土层地质剖面如图1所示。

      2008年9月对联络通道进行了地面加固，加固方式为四周采用素混凝土连续墙，内部采用密排咬合搅拌桩，加固体平面尺寸为24.0m×10.5m。连续墙厚度800mm，加固深度为现地面以下16.6m，进入〈8〉地层1m；搅拌桩为 φ500，咬合 100mm，加固深度为现地面以下13.6m，桩端进入〈7〉地层1m，连续墙相邻槽段接缝处止水旋喷桩为φ600，如图 2。 抽芯检测结果表明，搅拌桩加固有效深度仅10.2m，砂层段加固效果不理想。

 

      由于地面环境所限，无法从地面重新加固砂层，因此考虑从隧道内水平注浆对松散含水砂层进行二次加固，通过注浆达到隔断地下水、改良土体的目的。注浆区域为联络通道前后各5环管片（每环宽1.5m）范围，利用管片预留注浆孔及吊装孔实施。注浆分为3个阶段进行。

      打开管片吊装孔（K块除外），并打穿砂浆层，注水泥浆（普通P32.5硅酸盐水泥，水灰比0.8 ∶ 1），对管片与连续墙、管片与开挖范围可能存在的地下水通道进行充填封堵，管片注浆范围为联络通道中心线两侧各5环管片。注浆时，首先对与连续墙接触的4环管片注双液浆，封堵管片与连续墙之间的空隙，再采取由两端向中间的注浆顺序对剩余管片注单液浆。注浆压力不超过0.4MPa，防止管片产生错台、裂缝等质量缺陷。管片注浆范围如图3所示。

      利用管片吊装孔打入带孔小导管，然后通过小导管向管片外侧砂层进行加固。小导管注浆采用φ 25（减小对管片影响），L=3~5m，壁厚2.25mm的普通焊接钢管，一端封闭制成锥状，小导管中部钻φ6@100梅花形布置小孔。为增强对砂层的加固效果，在通道侧管片吊装孔间增加3条小导管进行加密。小导管注浆采用水泥浆（普通P32.5硅酸盐水泥，水灰比0.8 ∶ 1），注浆压力不大于0.8MPa，施工时要对照管片配筋图，尽量避开管片钢筋，减小对管片的损伤。

      沿联络通道开挖轮廓线施做 φ42、L=5m 小管棚（环向间距300mm），并利用小导管对开挖轮廓周边土体加固。开挖轮廓线周边孔位布置如图4所示。注浆采用双液浆，水泥∶水=1 ∶ 1（质量比），水玻璃∶水=1 ∶ 2（体积比），水玻璃溶液∶水泥浆=1 ∶ 1，注浆压力不大于0.8MPa。

      为保证联络通道开挖的安全，在加固完成后，从右线在开挖面底部两侧往左线打入2根φ108 钢管作为泄水管，管长9m，管上开间距20cm的梅花型布置的小孔，以便在通道开挖前对连续墙加固区域内进行降水。

 

      联络通道注浆止水施工完成后，在开洞范围打探孔对加固效果及地下水情况进行检查，同时在右线隧道利用降水管对加固区域降水。联络通道洞身处在全断面砂层中，埋深约10.5m，隧道开挖采用前进式注浆，短台阶分步开挖法，开挖循环初定为1m，开洞后可根据土体稳定情况进行调整。

      根据设计要求，开挖时要超前进行小导管支护，小导管环向间距0.25m，纵向间距2.0m，外插角10°，在拱顶150°范围内布置。由于本通道所处地层为砂层，为保证开挖安全，结合设计采用前进式注浆对整个断面进行加固，注浆管布置如图5所示。

      开挖采用人工配合风镐进行，每次开挖完成后，立即进行初期支护作业。在开挖施工时，不得超循环进尺开挖，以保证施工安全，同时根据围岩类别，拱顶预留沉降变形量3～5cm。因联络通道洞身长度短，作业空间受限，人工加小型设备出土，挖出土方装编织袋，人工运出洞口后通过盾构隧道运输列车运 走。

      由于开挖断面较小，考虑初期支护及洞周收敛的需要，开挖断面宜在设计轮廓线外放宽50mm，确保二衬净空尺寸。开挖边线处预留30～50cm人工开挖、修整，保证开挖轮廓线圆顺，开挖面平整。具体的联络通道开挖步骤如图6。

      在隧道施工中应严格控制欠挖，特别是在拱角、底板及墙角以上严禁欠挖。隧道超挖控制在施工规范规定的允许范围内，拱部平均超挖在15cm内，边墙、仰拱、隧底平均超挖在10cm内，对于正常的超挖采用与锚喷支护结构相同的混凝土进行回填，对于非正常的大范围内的超挖，采用浆砌片石回填。

 

      本联络通道实际开挖后，整个掌子面非常稳定，未发生任何流水流砂险情，证明了整个注浆及开挖过程的合理性。在地下丰富的含水砂层进行暗挖法作业，施工风险极大，为了保证掌子面砂土层的改良效果，确保开挖安全，大多数情况下都通过地面加固的方案。当地面加固措施无法实施时，通过隧道内水平注浆的方式进行暗挖作业也是一种可行的措施。