沿海区域淤泥填石区浅埋暗挖隧道施工技术研究

厦门轨道交通集团有限公司，福建 厦门 361000

1 工程概况

乌石浦站大里程区间出车站后，区间隧道沿着嘉禾路敷设，左右线长为734m 和744m。隧道上覆人工填土、填石、粉质粘土、沿海淤泥，区间隧道位于残积砂质粘性土层中，填石层主要由块石回填而成，间隙冲填少量粘性土、淤泥等，块径约5～10cm，最大可达50cm。地下水埋深1.0m，填石层中富含地下水，透水性强，粉质粘土及残积土层同样具有弱透水性。

2 施工难点

2.1 围岩软弱稳定性差

区间隧道穿越地层主要为砂质粘性土、淤泥填石层，局部地段为基岩凸起，上软下硬，隧道埋深约为10.6～7.1m，为超浅埋，地层软弱。由于洞顶为交通主干道，动载大，对围岩振动影响大。掌子面施工时，容易造成掌子面坍塌。

2.2 周围管线对施工要求高

地下管线种类繁多，而且管线距离隧道正线外轮廓很近，其中燃气管水平距离隧道外轮廓5m。另外有一座地下箱涵横穿嘉禾路，与区间线路垂直相交，两结构物相距2.3m。这就对施工沉降必须严格控制。

3 主要施工方法

3.1 上台阶施工

因围岩自稳性能差，为避免开挖时扰动围岩，上台阶采用人工配合小型挖掘机开挖，先人工开挖拱部环行，留核心土，待拱部支护结构完成后开挖核心土。为确保围岩稳定，上台阶开挖长度控制在4.0～5.0m 之间，开挖土方采取人工装车翻运至下台阶。同时控制隧道上台阶开挖循环进尺速度，一般控制为0.5m，开挖完成后，应立即进行初期支护作业。

3.2 下台阶开挖及支护

下台阶同样采用人工配合小型挖掘机开挖。开挖施工时，为保证开挖轮廓线圆顺，同时减少对土体的扰动，小型挖掘机先开挖中央土体，两侧拱墙预留20～30cm 采用人工开挖、修整。隧道下台阶开挖也不能太快，循环进尺控制在1.0～1.5m，开挖完成后，立即进行支护作业，封闭成环，确保施工安全。

4 隧道支护结构施工

4.1 超前小导管

根据设计情况，在非填石段采用双排小导管，Φ42mm 钢管，长3.0m，环向间距0.3m，纵向间距1.5m，拱部120°范围设置；在填石段采用双排小导管，Φ42mm 钢管，长2.5m，环向间距0.3m，纵向间距1.0m，拱部150°范围设置设置。小导管每两循环布置1 组，小导管采用凿岩机成孔，之后采用凿岩机推管入孔。小导管内注入为水灰比为1：1 水泥浆，注浆压力设计为0.5～0.8MPa。

4.2 格栅钢架

为防止拱脚下沉，每榀格栅钢架两拱脚处各设两根锁脚锚管（Φ42×3.5，L=3000mm）。钢架间距0.5m，格栅钢架内外双侧设置Φ22mm纵向连接筋，间距100cm，全环设置连接成整体。

4.3 锚杆

非填石区域锚杆为Φ22 砂浆锚杆，L=3.5m，间距为1m×1m，梅花型布置；填石区域锚杆为Φ25 中空锚杆，L=3.5m，间距为0.8m×0.8m，梅花型布置。

4.4 喷射混凝土

喷射混凝土为C25，P6，厚度为300mm。采用湿喷工艺，在隧道开挖完成后，先喷射4cm 厚混凝土封闭岩面，然后打设锚杆、架立钢架、挂钢筋网，对初喷岩面进行清理后复喷至设计厚度。

5 辅助施工技术

5.1 降水

通过对现场地质的详勘，初步判断该区间穿越的粘性土及沿海淤泥抛石区，如在少量水的条件下，其自稳能力还是能够承载开挖的临时支撑。为避免隧道掌子面开挖出现富水，导致掌子面坍塌，在隧道区间隧道两侧采用管井井点控制性降水，管井孔径300mm，井点管间距10m，深度25m。将水位降低至隧道拱底以下。

5.2 掌子面帷幕注浆

表1 注浆设计参数

因隧道地质为淤泥填石地质，掌子面移坍塌，而且填石开挖后易产生洞顶脱空，根据现场实际情况，现场采用WSS 后退式帷幕注浆加固，浆液采用水泥-水玻璃双液浆。注浆孔呈伞形辐射状布置，注浆孔沿掌子面环形布置，环向间距为0.5m。

注浆结束标准采用定压标准和定量标准双控，即注浆压力达到静水压力+0.5～1.5MPa 时，即可结束该孔注浆，还有压力达到注浆设计压力，结束该孔注浆。

通过采用帷幕注浆后，浆液固结土体、提高土体稳定能力，掌子面围岩相对稳定，未发生坍塌情况，即使有挖到填石，也未发生拱顶掉块，现场沉降观测数据满足规定。

5.3 地表旋喷加固

地面旋喷加固采用双重管高压旋喷桩，桩径500mm，喷浆完成后在桩内插入7m 长的Φ42 小导管，采用旋喷机顶入。对于一般地面采取隧道轮廓线外1m 范围内，旋喷桩间距1×1m，梅花形布置，加固长度7m；对于隧道埋深更浅，洞顶淤泥层较厚，且周围有重要管线的区域，为保证施工安全、交通安全，加固范围扩大至隧道轮廓外3m，深度拱顶4m，至拱底下3m，地面梅花型布置间距1.5m。

通过地表旋喷加固，掌子面前方、洞身两侧的旋喷桩对隧道开挖范围外的土层起到加固作用，提高围岩的自承能力，使填石区域的密实度提高，进而有效控制沉降。而且通过提前隧道区间加固处理，避免掌子面频繁停下处理径向区间地质，确保了施工进度。

6 结语

浅埋暗挖隧道本身施工难度就比较难。面对难题，在维持设计的施工工艺的基础上，根据现场地质情况分别采取了降水、洞内帷幕注浆及地表旋喷加固等附加措施，在保证质量安全的前提下，快速推进隧道有序掘进。