第３２卷第１ｏ期
口洪三金蔣學文鄔疆
（廣東省基礎工程公司廣州５１０６２０）
【摘要】針對廣州市軌道交通三號線永泰站過街商業暗挖隧通道所處全斷面富水砂層複雜地質條件，採用了超前分段後退式雙液注漿、圍壁注漿、擴散注漿、下導洞引水、上導洞留核心土等施工技術，解決了暗挖通道埋藏淺、地下水豐富、全斷面砂層、流水流砂、沖積一洪積粉細砂層遇水軟化等難題，取得了成功。
【關鍵詞】富水砂層暗挖隧道雙液注漿圍壁注漿擴散注漿導洞控水留核心土
【中圖分類號】ｕ４５５．４１／文獻標識碼ｂ【文章編號
１專案概況
１．１概述
暗挖隧道地處廣花中積平原，各地層岩性由上到下為人工填土層、沖積一洪積粉細砂層、＞中積一洪積中粗砂層、衝洪
廣州市軌道交通三號線北延段永泰站（原永泰東站）土建工程，１號出入口過街商業暗挖通道位於白雲區同泰路，同泰路交通繁忙，不允許路面出現較大變形，更不允許交通中斷，對暗挖施工要求非常嚴格。為此，公司成立了科技攻關小組，對施工現場遇到的暗挖通道埋藏淺、地下水豐富、全斷面砂層、流水流砂、沖積一洪積粉細砂層遇水軟化等難題開展研究，取得了成功。
１＿２結構概況
積粘性土層、坡積土層、殘積土層，以帶有一點粘性的粉細砂層和中粗砂層為主。
地下水較為豐富。地下水位在地面以下１ｍ。砂層透水性好。暗挖隧道西面靠近廣從斷裂帶，東面靠近白雲山基岩裂隙水，北面靠近河涌。１．４地質條件施工評價
本專案暗挖隧道地質條件複雜，地下水豐富，施工難度較大，主要表現在以下方面：
１號出入口暗挖隧道全長１２５ ｍ，最大寬度７．８ ｍ，最大高度６．６ｍ，拱頂最大埋深約５ｍ。暗挖隧道原方案開挖採用中隔壁法，將暗挖斷面分成４個小斷面。預加固技術原設計採用長管棚、超前小導管和掌子面小導管注漿工藝。
①廣從斷裂帶岩層擠壓、斷裂、破碎，岩面高低起伏，溶洞、溶蝕裂隙發育，地下承壓水湧水量大。白雲山地下承壓水豐富，通過強風化岩石裂隙湧上來，暗挖隧道開挖後，湧水量會進一步加大。河涌徑流量大，水源補及充足。
長管棚採用１０８ ｍｍ、壁厚６ ｍｍ鋼管，位於拱部１５０。範圍布置，長度１２５ ｍ，環向間距ｏ．３５ｍ。
②中粗砂層中夾有一層沖積一洪積粉細砂層，以石英質粉細砂為主，粘粒含量高，在流水很小條件下能夠自穩，但在動水條件下崩解、軟化。又因為粉細砂顆粒細小，顆粒之間
超前小導管採用４２ ｍｍ、壁厚４ ｍｍ鋼管，位於拱部和拱牆範圍布置，長度３．５ｍ，環向間距０．３５ ｍ，縱向搭接長度１ｍ，外插１０ｏ左右。超前小導管注漿採用水泥加水玻璃雙液漿。
空隙更小，顆粒之間填充粘粒，一般靜壓注漿方法難以注入粉細砂之間空隙、難以有效固結粉細砂層。
２施工技術難題
１號出入口過街暗挖隧道全長１２５ ｍ，最大寬度７．８ ｍ，最大高度６．６ｍ，拱頂最大埋深約５ｍ，屬於淺埋暗挖法。原設計暗挖方案為：
掌子面小導管採用 ４２ｍｍ、壁厚４ ｍｍ鋼管，全斷面
範圍布置，長度３．５ｍ，排距０．８ ｍ、間距０－８ ｍ，縱向搭接長度１ｍ。掌子面小導管注漿採用水泥加水玻璃雙液漿。
初支噴射３５０ ｍｍ厚ｃ２５早強混凝土。二襯採用５００ｍｍ厚ｃ３０ｐ８鋼筋混凝土結構。１．３工程地質及水文情況
【作者簡介】洪三金（１９７１一），男，本科，高階工程師；通訊位址為：廣州市天河路９９號１９－２０樓廣東省基礎工程公司（５１０６２０）。
①暗挖隧道開挖採用中隔壁法，將暗挖斷面分成４個
／ｌ、斷面：
②預加固技術採用長管棚、超前小導管和掌子面小導管注漿工藝。
暗挖隧道右上導洞試驗段注漿、開挖進去５ｍ以後，遇到
【收稿日期
１０／２ｏ１０洪三金、蔣學文、鄔疆：全斷面富水砂層淺埋暗挖隧道施工技術第１ｏ期
以下難題：
①地下水豐富，土質以砂層為主；
②超前小導管和全斷面小導管注漿，在富水砂層地質條件下注漿效果不理想，不能有效固結砂層；
③拱腳部位流水、流砂比較嚴重，甚至塌方；
④中粗砂層中夾有一層沖積一洪積粉細砂層，以石英
質粉細砂為主，粘粒含量高，在流水很小條件下能夠自穩，但
在動水條件下崩解、軟化。
３技術優化方案
３．１超前分段後退式雙液注漿技術
３．１．１設計思路
超前分段後退式雙液注漿技術屬於靜壓注漿，主要靠漿液的滲透、壓密和劈裂填充土體的空隙。注漿鑽機有迴轉器，
可３６０ｏ任意旋轉，滿足任意角度注漿要求。鑽機注水鑽孔至預定深度後從中空的鑽桿內進行後退式注漿，注漿材料採用水泥一水玻璃雙液漿。鑽桿就是注漿管，其為復合管，內管注水泥漿，外管注水玻璃，兩種漿液最終在鑽頭部位匯合噴射出去。
３．１．２工藝流程
雙液注漿施工工藝流程見圖１。
圖１超前分段後退式雙液注漿工藝流程
超前分段後退式雙液注漿系統圖見圖２。
圖２超前分段後退式雙液注漿系統
３．１．３主要技術特徵
①確保暗挖隧道注漿質量的前提條件，必須在封閉體
內注漿，因此，掌子面要封閉形成止漿牆。止漿牆厚度至少２００ｍｍ，採用素噴ｃ２０混凝土，必要時可以掛鋼筋網。
②鑽桿就是注漿管，先注水鑽孔，鑽桿鑽到規定孔深後開始注漿。鑽桿是分節絲扣連線，每節鑽桿２ｍ，便於在狹窄空間拼接和拆分。鑽桿總長度可達１５０ ｒ１］，可以對１５０ ｒｌｌ範圍內的暗挖隧道注漿。
為針對不同地質條件採取更為靈活、
更有針對性注漿，可以採用分段注漿，分段鑽孔長度（注漿長度）宜為６ ｍ～１２ｍ，大於普通３．５ ｍ注漿長度，有利於提高注漿工效。
③鑽頭就是噴漿頭，注漿漿液在噴漿頭集中向前噴射，漿液填充土層、砂層的裂隙和孔洞，土層中**薄弱。漿液就流向**，注漿達到規定壓力或規定數量後，穩壓１０ ｒａｉｎ，注漿壓力下降不超過１０％，表明封閉體內注漿飽和。注漿管向後退ｏ．４ ｍ，洗管後為下一次注漿作準備，防止漿液在注
漿管接頭位置滲流而堵管。
④洗注漿管後再進行注漿，再後退０．４ ｍ，如此迴圈，直到鑽桿（注漿管）後退至完全退出鑽孔。後段的注漿能填充前段注漿的薄弱環節，因此每一段注漿漿液擴散是均勻的、密實的。開挖後，注漿漿脈明顯，砂層能有效固結，確保開挖安
全。因此，超前分段後退式雙液注漿效率比小導管高。３．２圍壁注漿和擴散注漿技術
３．２．１設計思路
初支外圍採用圍壁注漿，使初支外圍形成漿脈（固結體），在開挖過程中護壁，使之不發生流砂和塌方。
掌子面採用擴散注漿，使掌子面中粗砂層固結，但又不會形成堅硬的固結體，便於掌子面開挖，加快施工進度，而開挖過程中成塊的固結體不會突然崩塌傷人。３．２．２實施程式
．實施程式詳見圖１超前分段後退式雙液注漿施工工藝流程和圖２超前分段後退式雙液注漿系統。
３．２．３主要技術特徵
（１）圍壁注漿技術引數如下：
雙液漿配比（體積比）＝水泥漿：水玻璃溶液＝１：１水泥漿配比（重量比）一水：水泥水：７００ｋｇ水泥
水玻璃溶液配比（體積比）一水：水玻璃＝２：ｌ
注漿壓力按控制，當注漿壓力達超過０．５ ｍｐａ以後，穩壓１０ ｒａｉｎ，注漿壓力下降不超過１０％，表明封閉體內注漿飽和，注漿管後退０．４ ｍ，洗管後再進行注漿。
注漿孔沿著初支外圍護壁弧形布置，孔位間距ｏ．８ ｍ。
由於鑽機是放在暗挖隧道內，因此，鑽孔時要有一定外插角度，目的是將初支外圍砂層固結形成護壁。外插角度還與每
次注漿長度有關，為適應地質變化而採取有針對性注漿，一般注漿管長度適宜６ ｍ～ｌ０ ｍ，因此注漿管外插角度適宜
５０～１００。
１ｏ６１
第１ｏ期洪三金、蔣學文、鄔疆：全斷面富水砂層淺埋暗挖隧道施工技術１０／２０１０
針對上導洞拱腳部位和下導洞拱牆部位流水流砂現象嚴重，採取重點注漿措施，注漿孔孔位加密。
**先開挖，水就從**先流進來，而暗挖隧道橫斷面另一側就很少水。對砂層、特別是沖積一洪積粉細砂層（帶有一定粘性的粉細砂）而言，在流水很小條件下能夠自穩，因此，排（２）擴散注漿技術引數如下：
雙液漿配比（體積比）＝水泥漿：水玻璃溶液＝１：１水泥漿配比（重量比）＝水：水泥水：５００ｋｇ水泥
水玻璃溶液配比（體積比）＝水：水玻璃＝３：１
對比圍壁注漿引數可以發現，擴散注漿水泥用量和水玻璃用量有所減少，使得砂層固結但又不會形成堅硬的固結體。
注漿壓力按控制，當注漿壓力達超過０．５ｍｐａ以後，穩壓１０ ｍｉｎ，注漿壓力下降不超過１０％，表明
封閉體內注漿飽和，注漿管後退ｏ．４ ｍ，洗管後再進行注漿。
注漿孔沿著掌子面梅花形布置，排距０．８ ｉｌｌ，每排孑ｌ位間距ｏ．８ ｍ。鑽子ｌ不需考慮外插角度。每次注漿長度與圍壁注漿一樣。
（３）注漿順序：先圍壁注漿，後擴散注漿。掌子面擴散注漿順序，採取「從上到下、跳一排孔、隔乙個孔」方法，完成奇數系列孔位後，偶數系列孔位既是注漿孔也是檢查孔。
當注漿壓力超過ｏ．５ ｍｐａ時，穩壓１０ ｍｉｎ，注漿壓力下降不超過
１０％，表明封閉體內注漿飽和，偶數系列孔位可以省略（圖
３）。－一…一…一………～…～一
ｉ圖３優化後的注漿孔位布置斷面
（４）分段注漿、開挖後，針對不同地質條件採取有針對性注漿，對流水流砂較為嚴重部位重點注漿，流水較少、不流
水部位省略注漿，有利於提高注漿工效。最終重點注漿孔位布置詳見圖４。
重點圖４重點注漿孔住布置斷面
３．３下導洞引水控水技術
３．３．１設計思路
通過暗挖施工實踐，我們發現流水規律，水往低處流，
水和引水為暗挖施工創造了有利條件。
暗挖隧道的流水規律，前提條件是有長管棚，長管棚好比一把傘，地下水順著長管棚的拱向下流。
在隧道內，利用流水規律進行弓ｉ水。按照中隔壁法施工，先開挖右上導洞，水從右側拱腳部位先流進來，左上導洞跟進開挖時，左側拱腳部位就很少水，確保了左上導洞開挖順利進行。
在下導洞破洞門之前，**水集中在右下導洞。通過風鑽對左下洞門和右下洞門打探水孔，右下洞門探水孔出水量較大且一直在流，左下洞門探水孔水流了一段時間就不流了，驗證了**。
３．３．２實施程式
暗挖隧道開挖依據中隔壁法（分成４個導洞開挖）和流水規律，四個導洞開挖先後順序：右上一左上一左下一右下。３．３．３主要技術特徵
通過調整下導洞進洞順序來引水，不按常規「右上導洞先進、相應右下導洞也先進」思路，而是「左下導洞先進」，這
樣，原來集中在右上導洞的水源，就會向下繞流到暗挖隧道下導洞中間，左下導洞向前開挖水源也會跟著向前移動，右下導洞與左下導洞保持５ｍ跟進開挖，右下導洞開挖時水就很少，砂層能夠自穩，確保了右下導洞開挖順利進行。
水源繞流到暗挖隧道下導洞中間，即使下導洞掌子面中間出現流水流砂現象，也不會引起路面的塌方，因為上導洞格柵鋼架和臨時仰拱已經成小環。將水源從暗挖隧道中間
用ｐｖｃ管直接引出來，而不是從拱牆外圍護壁流進來，增加了圍壁穩定性。因此，通過調整下導洞進洞順序來引水，確保了下導洞開挖安全（圖５～圖７）。
圖５上導洞
圖６下導洞進洞計畫順序施工
１０／２０１ｏ洪三金、蔣學文、鄔疆：全斷面富水砂層淺埋暗挖隧道施工技術第１０期
４實施效果
按照本施工技術實施後，根據第三方監測資料表明，同泰路路面下沉不超過１０ ｍｍ，暗挖隧道拱頂下沉不超過１５ ｍｍ，均滿足設計和施工規範要求，確保了同泰路交通正常執行。
下導洞進洞順序施工
現在場情況表明，暗挖隧道初支外圍形成堅硬護壁便於安裝格柵鋼架，掌子面砂層固結但比較好挖，下導洞水被引到隧道中間，下導洞兩側水比較小，未出現較大的流水流砂、塌方現象，解決了暗挖通道埋藏淺、地下水豐富、全斷面砂層、流水流砂、沖積一洪積粉細砂層遇水軟化等難題，確保了暗挖隧道開挖的安全，也加快了暗挖的施工進度，比原計
３．４上導洞留核心土技術
３．４．１設計思路
暗挖隧道開挖採用中隔壁法（分成四個導洞開挖），在此基礎上在上導洞留核心土（３ ｍ長、２．５ ｍ寬），小斷面開挖可增加掌子面穩定性，核心土後面的臨時仰拱與掌子面格柵鋼架保持３ ｍ緊跟著成小環，各導洞格柵鋼架、臨時仰拱和立柱保持５ｍ安全距離緊跟著閉合成大環，詳見圖８。
劃提前８天貫通隧道。隧道貫通見圖ｌ１所示。
圖１１隧道貫通實景
５ 結語
３．４．２實施程式
暗挖隧道中隔壁法（留核心土）開挖工藝流程見圖９。
施下準備
本專案暗挖通道，針對富水砂層複雜地質條件，我司勇
於技術創新，取得了以下成果：
（１）富水砂層條件下淺埋暗挖隧道採用超前分段後退
式雙液注漿工藝，注漿效果好。
ｆ２）創新地採用圍壁注漿和擴散注漿技術，使初支外
左下導洞分段後退窪漿與開挖右下導洞分段後退注漿與開挖支護
路面監測
圍形成固結體，在開挖過程中護壁不發生塌方，使掌子面中粗砂層固結，但又不形成堅硬的固結體，便於掌子面開挖，加快施工進度，而且開挖過程中成塊的固結體不會突然崩塌傷
圖９ 中隔壁法（留核心土）開挖工藝流程
人。（３）採用降水和引水等預排水技術，將水引到隧道中
３．４．３主要技術特徵
間，使隧道兩側很少水甚至無水，加強了砂層自身穩定性，特
暗挖隧道格柵鋼架與臨時仰拱、臨時立柱分節節點與隧道斷面尺寸、開挖方法、地質條件密切相關，本專案每一環格柵鋼架共分８段。上導洞留核心土，相應的臨時中立柱也要增加分節，詳見圖１０。
別是中積一洪積粉細砂層（帶有一定粘性的粉細砂）在流水很小條件下能夠自穩，有利於暗挖施工。預排水技術與預注
漿技術結合在一起，相輔相成，取得一定的經濟效益。
（４）在原設計中隔壁法基礎上，於上導洞留核心土，小斷面開挖可增加掌子面穩定性，確保暗挖施工安全。
（５）總結出富水砂層地質條件下淺埋暗挖隧道施工：「預排水、預注漿、小斷面開挖、及早成小環、大環套小環」的指導思路。
本優化技術的研究與成功實施，對於在類似富水砂層
圖１ｏ初支格柵鋼架節點和上導洞留核心土對比
參考文獻（略）期辛。
淺埋暗挖隧道過鐵路及地鐵施工監測方法
摘要 介紹了隧道穿越國鐵和地鐵13號線的施工監測方法,針對隧道結構和地質情況,闡述了洞內和洞外多種監測方法,為今後類似施工監測取得了一些經驗。關鍵詞 淺埋暗挖隧道監測方法沉降 監控量測及資訊反饋技術是現代隧道施工方法的重要組成部分,是監控圍岩與結構穩定性的重要手段。在複雜多變的地層中實施某一工法時,...
淺埋暗挖隧道施工安全質量控制措施
技術研發 劉鑫 中土集團南方建設 廣東珠海 摘 要 淺埋暗挖隧道施工中存在諸多的重點 難點和風險點。文章根據莞惠城際軌道交通專案十三標段 施工豎井為例項，主要論述淺埋暗挖隧道施工安全質量控制措施。關鍵詞 淺埋暗挖 隧道 施工安全 工程概況 淺埋暗挖隧道工程概況 莞惠城際軌道交通專案 一 標段位於廣東...
地鐵隧道淺埋暗挖工程施工中的風險管理
國內地鐵常用的施工方法主要包括明挖法 淺埋暗挖法 盾構法 頂管法和沉埋法。實踐表明，淺埋暗挖法由於避免了明挖法的大量拆遷占地和改建現象，受自然天氣影響小，減少對周圍環境的粉塵汙染和雜訊汙染，以及對城市交通的干擾小，十分適合用於人口及建築物密集的繁華城市內施工。因此，國內正在修建地鐵的城市在市區內大多...