地铁隧道道床隆起原因分析及加固处理

侯轶

深圳地铁集团有限公司运营总部 广东深圳 518041

摘要：本文通过剖析深圳地铁某区间的道床隆起病害表征及处理的过程分析探讨了地铁运营期间隧道道床及仰拱结构隆起病害出现的原因及后续处理措施，并对施工中的注意事项提出了几点看法。

关键词：地铁隧道；道床隆起；病害整治；加固处理

引言

伴随着近年来经济、技术的发展，城市地铁项目的施工运营也经历了井喷式增长。过度追求工期使得部分项目在施工阶段即埋下了安全隐患，导致隧道土建结构在运营期间易多发渗漏水、道床翻浆冒泥、道床沉降或隆起等等病害。本文从实际工作经验出发，分析探讨了地铁运营期间隧道道床及仰拱结构隆起病害出现的外部原因、内部原因及后续施工整改方案。

一、工程及设计概况

某区间隧道断面为标准单线、单洞，拱顶埋深10m～49m。地下水主要为孔隙水及基岩裂隙水。隆起段位于平曲线与直线交接处，隧道洞身位于上软下硬地层，上部位于强风化花岗岩、下部位于中风化花岗岩，基岩裂隙发育，地下水丰富。

二、道床隆起原因分析

2.1外部原因（主因）

隧道位于地下水丰富区域，且设计采用上部半包式防水，结构仰拱处受承压水侵蚀，逐渐形成多点渗漏，同时道床结构缺乏必要的泄压装置，长期以往导致地下水在相应区段的道床与结构仰拱之间积聚，最终造成道床上拱隆起。

2.2内部原因（次因）

（1）隧道道床浇筑前，未对仰拱结构上表面进行清理，导致竣工后道床与仰拱结构接合面存在较多骨料及其它杂物，同时造成接合面间分层，为地下水的渗入提供了空间。

（2）地铁运营期间，列车对道床及仰拱产生规律性的加载和卸载，在接合面产生研磨作用，进一步磨蚀道床下表面与仰拱上表面，并使得道床仰拱间的积水被循环性的挤出、渗入，不断的冲刷道床仰拱接合面，并带走了其间被冲刷下的细骨料和杂质，扩大了道床仰拱间的空隙，为地下水的渗入增加了空间。

三、隆起加固处理方案

3.1道床加固处理原则

拟采取“注浆充填，锚杆加固，排水降压”为原则的处理方案。首先通过注浆充填道床与仰拱结构之间的缝隙，挤出积水，封堵渗水裂缝，固结松散的道床仰拱结构接合面；其次使用锚杆约束道床与仰拱结构的相对位移，稳定接合面，避免运营期间列车作用下再次形成空隙，导致分层；最后在道床上设置垂直的排水泄压孔，确保后续渗水及时排出，缓解渗透水压，防止道床隆起。

3.2道床加固施工工艺

图1 施工工序流程图

3.3道床加固范围

根据道床轨枕监测分析数据显示，区间道床隆起范围为20m，由此确定注浆加固范围为20m，即道床最大隆起点纵向前后10m为注浆加固区；锚杆锚固区范围为35m，即道床最大隆起点大里程方向20m处至小里程方向15m处。

3.4泄压孔

临时泄压孔应布置于道床两侧，间距2.4m。永久泄压孔设置在道床侧水沟内，视加固情况每段道床设孔3-5个，深度为进入二次衬砌穿过防水板，采用钻孔取芯机施作。

3.5锚杆施工

（1）临时锚杆（临时固定锚杆）

临时泄压孔施工完毕后施作临时砂浆锚杆，以道床隆起峰值点截面为中心对称布置，约束注浆期间道床与仰拱的形变及相对位移。

（2）自进式锚杆（永久加固锚杆）

一次注浆完成后施作自进式锚杆，将道床、仰拱以及结构底部基岩锚固成整体。

锚杆沿隧道纵向布置，位于钢轨内侧锚杆布置两排，隆起峰值点纵向前后10m范围内锚杆间距为1.2m。剩余范围内锚杆间距不低于2.4m，锚杆位于相邻两块轨枕块中间，梅花形布置。

在注浆孔位的基础上钻孔取芯，钻透仰拱后进入底部基岩，保证取芯深度深入底部基岩不小于1.5m，取芯完成后在钻孔中植入锚杆，在锚杆上距离道床顶面下50mm处安装止浆塞，并通过中空锚杆作为注浆管道向锚杆孔内先压注水泥浆，达到设计压力后压注环氧材料，从而使锚杆与土层固结形成整体。

图2锚杆施工断面图

3.6注漿加固

（1）一次注浆

首先对仰拱结构中初期支护与二次衬砌间隙进行充填灌注快速水泥浆。注浆压力应为0.1～0.3mpa，以防止注浆压力过大造成隧道仰拱变形。水泥浆须搅拌均匀过筛后输入压浆泵。之后对结构间隙灌注环氧浆液加固补强，跳孔注浆，灌浆压力0.3～0.8MPa，冒浆部位应重复注浆，重复注浆时间应控制在24小时内。注浆达到压力标准时，闭浆待凝，7天后拆管，饰面修复。

（2）二次注浆

通过中空锚杆依次注入水泥浆、改性环氧浆液。技术参数同一次注浆。完成后，在道床基层顶面设置不锈钢垫板，并采用螺母固定，从而起到防止隧道仰拱结构和道床基层上浮的目的。

（3）道床监测

注浆过程中加强道床监测点的监测，一旦发生隆起趋势须立即停止。注浆时如发现压力持续较低或进浆量突变，应停止注环氧浆液，重新进行水泥注浆，并考虑串浆、跑浆的可能性。施工时根据监测数据灵活调整压力。

四、施工组织

4.1进度计划安排

每日施工窗口期仅为3小时，单根锚杆施工周期较长，可能存在单日内个别工序不能全部完成的情况。注浆必须一次完成，若单孔注浆完毕后，剩余时间不足够完成单孔注浆，不得进行下一孔的施工。提前一周向运营单位提交施工计划，以便运营单位提前安排配合。

4.2施工机械设备选用

根据施工技术要求和作业条件确定设备；按照进度计划指标配置台数，