摘要：南京地鐵鼓樓站～玄武門站區間隧道采用淺埋暗挖法施工，隧道穿越軟～流塑地質段，該段土層具有高壓縮性、高靈敏度、強度低，易產生蠕動現象，開挖后自穩能力極差，易坍塌，地面沉降難以控制。施工中采用大管棚結合小導管超前預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) 筑物的安全。

　　關鍵詞： 隧道工程;淺埋暗挖;大管棚;小導管;施工技術

　　南京地鐵鼓樓站～玄武門站區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、經濟和文化中心。工程環境極其復雜，隧道北端隧道穿過地層為軟流塑狀淤泥質粉質黏土，隧道上方地面有多幢2-7層建筑物。南京地鐵鼓樓站～玄武門站區間隧道采用淺埋暗挖法施工，隧道穿越軟～流塑地質段，該段土層具有高壓縮性、高靈敏度、強度低，易產生蠕動現象，開挖后自穩能力極差，易坍塌，地面沉降難以控制。經多方論證比較，采用大管棚結合小導管超前預注漿和掌子面注漿施工方案，其施工方法簡單，方便快捷，投資少，順利的完成了隧道開挖的施工，為后續主體結構的施工爭取了時間，論文詳細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～玄武門站區間隧道為礦山法施工區間，從鼓樓站北端K10+337.7起，沿中央路西側向北，在傅厚崗附近穿過中央路，再沿中央路東側向北至玄武門站南端K11+401.3止，區間隧道右線全長1063.6m;左線隧道全長1064.094m雙洞單線，線間距17.2～13.0m。區間隧道穿越Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類圍巖，其中Ⅰ類圍巖段中部分地段穿越軟～流朔狀粉質粘土層，施工較為困難。區間南端設有停車線，該段結構斷面大，變化多，工序復雜，施工困難。工程具有如下特點：

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

　　(2)斷面復雜，雙洞單線，在停車線區段，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，各種斷面交錯布置，轉換頻繁，開挖斷面從6.2×6.32m2到17.438×11.271m2，其最大斷面積為159.46m2，它是目前粉質粘土地層中國內最大跨地鐵隧道斷面。渡線區段多洞室構成的洞群，斷面轉換次數達22次。兩洞室最小凈間距為0.348m。

　　(3)本區段的地質條件復雜，主要是軟～流塑粉質粘土層，土層壓縮性高、靈敏性高、強度低，易產生蠕動現象，層間夾的薄層粉土～粉細砂構成地下水的水平通道，使該層含有較多地下水，開挖后自穩能力極差，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

　　2.1 整體施工方案

　　隧道開挖施工時采用臺階分步法開挖，長管棚結合小導管注漿和掌子面超前預注漿法，是在隧道拱部打設長管棚和小導管注漿，對拱部進行加固和超前支護，并對隧道掌子面的地層進行注漿改良，然后在管棚和加固拱圈的保護下進行開挖、支護與襯砌，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下進行開挖、支護，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 施工技術及施工要點

　　拱部150°范圍設立管棚支護，注漿加固范圍1.5m，大管棚采用35m長φ108鋼管，鋼管打孔注漿，漿液采用水泥—水玻璃雙液漿，大管棚搭接長度3m，環向間距0.35m。短導管3m長φ32普通水煤氣管，搭接長度1.5m，環向間距0.35m。掌子面采用13m長、直徑φ42PVC劈裂注漿管，搭接長度4m，間距0. 5×0. 5m。下臺階施工時，對上部鋼架拱腳處，應采用跳槽開挖，及時支撐開挖后的拱腳，先開挖一側設置2根φ32普通水煤氣管長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超前預支護大管棚施工

　　超前預支護采用Φ108大管棚，長40米，環向間距0.35m,拱部150O范圍內布設，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,要加強支護,進行混凝土襯砌;管棚工作室長6m。為便于架設鉆機，安設鋼管，工作室應挖至隧道開挖線以外0.8m。由于I類圍巖段隧道較長且為弧線，根據現有水平孔鉆進技術條件，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，注漿后進行隧道掘進。第一段管棚段開挖31.6m后，進行第二段管棚工作室施工及鉆孔，縱向管棚搭接長度3.0m。以此類推，完成管棚超前支護施工。

　　2)搭設平臺、安裝鉆機、測定孔位(見圖1所示)：開孔前必須檢查設備，保證設備狀況良好，對組合好的鉆具要檢查絲扣聯接是否緊密。按管棚孔設計方位要求固定鉆機，跟管鉆進放入管棚鋼管。為了保證鉆孔精度，開孔段鉆進是關鍵。鉆進前10～20m時，要反復校核鉆桿方向，調整鉆機位置，并用羅盤及掛線檢測偏斜無問題后方可繼續鉆進。管棚管下入孔內前要先配管，保證管棚管的同心度。

　　3) 注漿：注漿采用前進式注漿，利用自制的注漿套管與管棚用套絲連接，注漿套管上準備由出氣管與進漿管，由閥門來控制開關，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，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，當壓力升至注漿終壓時，繼續壓注10分鐘，才結束注漿。注漿效果檢查采用分析法，注(壓)水試驗，開挖取樣等方法進行，達不到結束標準，應補充重新注漿直到滿足要求為止。

　　2.2.2 超前預支護小導管施工

　　1)小導管制作：超前小導管采用φ32×3.25mm普通鋼管，管長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，孔位互成90°，孔徑8～10mm。

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

　　3)小導管超前注漿：水泥采用32.5#普硅水泥，水玻璃模數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小導管進行注漿加固，掌子面注漿加固如圖7所示，導管間距1.0×0.75m,梅花型布置，小導管為Φ42PVC劈裂注漿管,采用水泥—水玻璃雙漿液劈裂注漿，注漿參數如下：(1)水泥采用32.5#普硅水泥;(2)水玻璃模數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)止漿墻為25cm厚C20網噴砼。

　　如注漿效果不理想，我們將采用流動性大、注漿效果較好的新型材料，如HC-T凝結時間可調注漿材料。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順利排出。

　　2.2.4 開挖及初期支護

　　為保證施工安全，開挖采用臺階分部法施工。上臺階環形開挖，預留核心土，及時進行掛網初噴，架立格柵鋼架，每個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、環縱向間距1.0m的置入式中空注漿錨桿、注漿，及時架設I16工字鋼臨時仰拱。如地質條件不好，開挖時如掌子面不穩，則每次開挖后均采用網噴砼封閉掌子面。噴砼均采用雙快(硫鋁酸鹽)水泥。初期支護施工完成后,立即對初期支護背后進行回填注漿加固。

　　2.2.5 基底加固

　　在進行仰拱初期支護噴砼之前，打設Φ42鋼管，鋼管間距50×50cm,待施作完初期支護噴砼之后，進行劈裂注漿加固。漿液為水泥—水玻璃雙漿液，注漿參數如下：(1)水泥采用32.5#普硅水泥;(2)水玻璃模數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，初期支護結構穩定后施工。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 施工技術體會

　　根據多年軟弱地層中的施工經驗，隧道開挖一次支護應從上而下，襯砌結構應從下而上。其關鍵是如何控制拱部、掌子面的穩定及落拱封閉前的下沉。其各工序施工控制點如下：

　　1)大管棚應采用頂入法施工，避免鉆孔難于成孔和塌孔現象的發生，同時減少了地面沉降。對掌子面進行PVC管后退式全斷面注漿加固，注漿順序從周邊向內圈依次注漿，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定現象。

　　2)施工中要重視開挖過程中的時空效應，就是開挖弧形導坑和架設格柵拱、噴混凝土要快，連續作業，一般應控制在最短時間(7~8h)內完成。

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

　　4)上臺階開挖時，拱腳應高出臺階10～20cm，避免積水。對初期支護背后應及時進行充填注漿，以充填初期支護背后空隙，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。上臺階長度應控制在一倍洞徑(5～6m)，充分發揮掌子面的空間效應。

　　5)整個施工過程應嚴格按照動態設計、動態施工、動態管理，要及時進行信息量測與反饋，及時測量，及時處理。更要突出快的決策、機制，這是安全通過的重要條件。

　　6)加強初期支護噴射混凝土施工縫處的處理，必須做到無污泥、浮碴，以免初支閉合后出現滲漏水。房屋出現裂縫的加固處理采用灌注環氧沙漿和粘貼玻璃纖維補強，很好的解決了因地面沉降造成的房屋裂縫。針對地面及房屋的沉降控制標準應該視現場情況具體分析，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

　　建立健全安全生產保證體系，成立安全工作領導小組，項目經理為安全生產第一責任人，主管安全施工生產的項目副經理為安全生產的直接責任人，項目總工程師全質量室，各班組設安全員，配齊配強專業技術為勞動保護和安全生產的技術負責人。經理部設安全質量部，各施工隊設安人員。其工程要點如下：

　　1)加強全過程的開挖、支護工作，做好監控量測，控制地表沉降，避免隧道塌方。

　　2) 加強對既有建筑物的保護，避免出現變形、開裂、倒塌事故，重點防護右線K11+225~K11+401.3段地面建筑物和地下污水管線。

　　3) 防止機械傷害、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，施工環境好，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，對周圍環境影響小;保證了建筑物和地下管線安全，施工對周圍居民和企事業單位生活生產無影響;保證了工期，保證了地鐵的按期運營。同時降低了工程成本，提高了工效，和原定的凍結法方案相比，減少了投入。

　　4 結論

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

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