地铁矿山法隧道过砂层的设计与施工

地铁矿山法隧道过砂层的设计与施工

渠浩

南京地铁运营有限责任公司

摘要：城市地铁工程较为复杂，设计暗挖区、明挖区、盾构区、高架桥区等许多区段，传统施工方法存在很多缺陷与局限，因此在许多区间的隧道施工中，都会选择矿山法进行施工。然而，地铁所在区段的土质可能并不符合施工要求，例如砂层便是一种稳定性较差的地质结构，人们在砂层建设隧道时若是使用矿山法隧道，将会出现塌顶、涌沙等问题，进而出现隧道变形失稳、地面下沉等严重结果。好在通过数年的探索与时间，人们发现只要采取适当的施工技术便可以使隧道成功穿过砂层。本文试对地铁矿山法隧道过砂层的设计与施工进行研究。

关键词：地铁；矿山法；隧道；过砂层；设计；施工

目前，使用矿山法进行隧道施工且成功穿过砂层的地铁工程越来越多，对于狂沙发隧道过砂层的设计与施工来说，关键在于需要掌握所在区间的砂层分布特点，分析在砂层的影响下改区间隧道的具体支护参数，随后在施工中采取相应的止水措施与防塌措施，确保地面建筑物与洞内施工的安全。在进行砂层地段施工时，应重点关注砂层注浆固结的效果以及影响其效果的两大关键参数——注浆压力与注浆量。当然，在洞中选择适宜的出水点实施注浆止水试验，以获得准确的注浆参数，以便其与注浆设备能够配套，也是非常重要的。

一、工程概况

本文选择广州市地铁3号线的岗顶-石牌桥区间为例，此区段穿过砂层的隧道长度共398米，其具体信息见下表：

三、施工措施

（一）总结施工方法

为了缩短工期，实现上述两项设计目标，应该选择弧导正台阶开挖方式进行施工，行全断面衬砌施工。对于半断面的全封闭预注浆施工，应在隧道的上半断面进行封闭式的预注浆施工，否则在砂层地段进行施工很容易导致开挖面发生涌水涌沙问题，对于这种情况解决方式就是沿隧道上半断面开挖，在轮廓线轴上呈辐射状钻孔，以便进行注浆，同时还应在开挖面的中心处取孔、注浆，所注入的浆液含有水玻璃双浆液而与水泥，二者按照一定比例进行配置，注入浆液后其沿着轮廓线与孔洞渗透、扩散、快速凝结，最终会形成具有较高强度的结石体，而隧道上半段与开挖面、开挖面周边内的围岩也会形成相应的固结止水帷幕。

（二）注浆标准

一般而言，注浆时选用的水泥大多为硅酸盐水泥，地铁隧道即使是部分区间，其长度也是非常可观的，对于不同长度的隧道，需要根据实际情况选择适宜的注浆方式。一般情况下，大部分隧道都是采用了分段方式进行“单孔注浆”操作，浆液或作全孔一次性压入，或作前进式压入。若是所属区段为含水率较高的区段，则应采用渐进式的方式进行注浆。而注浆范围具体需要由实际状况来决定，取决于实际地质勘探结果，而注浆压力则应被控制在地下水静脉压力的2~3倍之间。

（三）注浆流程

首先，应该进行钻孔，校正孔位。钻孔前调查地质状况，若是该区段含水率少、地下水位低、无流沙，则可以在推入小导管之前钻孔；反之，若是该区段含水率高、地下水位高、有流沙，则应一次性顶入所有小导管，钻一孔便注浆一孔。当然，为了避免受到干扰，还可以钻完每一循环的注浆孔，随后立刻顶入小导管，最后再向其中注浆。钻出的孔需要得到如下标准：角度准、孔壁圆润而孔身直、具有足够的深度、注浆前孔中不得留有杂物。其次，应该安装孔口管，并在岩盘上预留1.2米左右的空间以备加喷C20混凝土，进行止浆盘的施工。最后，对于浆液的配比，应考虑到环境、施工条件、气温等因素给胶凝时间带来的影响，具体应根据现场试验结果来确定最合理的浆液配比。

（四）开挖和支护

对于地铁隧道来说，结构变形是经常出现的，但同时其也是可以避免的，确保施工工序合理即可降压变形的发生概率。目前主要施工方法为三台阶临时仰拱法，即线在上台阶开挖，最后从左右向中间进行逐步施工，在中间部分安装支撑架进行支护，以减轻隧道施工给隧道本身以及周边建筑物、公路带来的扰动。在施工中，应该对临时钢架顶进行爆破，在开挖后给予四周以预支护，并假设永久的钢架，以作临时仰拱；随后应在爆破隧道的中线采取相同操作，并喷射混凝土；最后进行底部的开挖与爆破，喷射混凝土并假设钢架，使其形成封闭环，填充隧道底部并给予一次性衬砌灌注。

结语

本文对地铁矿山法隧道过砂层的设计与施工方案进行了分析与研究，结合实例探讨了具体的措施，以供从事相关工作的人员参考。

参考文献

[1]赵航.地铁矿山法隧道过砂层的设计与施工[J].黑龙江科技信息，2015（13）.

[2]曹红林.地铁矿山法隧道过砂层的设计与施工[J].现代隧道技术，2009（03）.