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对大断面软土层浅埋隧道施工技术研究

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高裴裴

摘要：随着国民经济的快速发展，在软土和浅埋条件下进行隧道施工需解决的难题较多，目前国内的公路隧道施工当中，对大断面软土层浅埋隧道施工技术进行系统的研究具有重要的工程意义和经济价值，可为以后类似隧道施工提供有益借鉴。

关键词：城市隧道；软土层；浅埋；施工

由于城市轨道交通具有埋深较浅，地表围岩风化和受人为因素影响较大，同时沿线的建筑物较多，会在修建过程中受到许多因素的困扰，就会导致大断面软土浅埋隧道开挖时地表以及路面沉降、路面开裂等问题。因此，城市复杂环境条件下对大断面软土浅埋隧道施工技术需要进行择优比选。

一浅埋暗挖软土隧道施工原则

工程实施过程中，应根据地质条件、断面大小、所处环境条件等因素，综合考虑平衡后慎重选择。一般情况下，当隧洞开挖宽度大于10m以上时，应优先采用CRD工法或CD工法，特殊条件下，可采用眼镜工法；当开挖宽度小于10m时，应优先考虑正台阶法。许多工程实践证明，在无水地层条件下，开挖断面跨度达12m时，采用正台阶法施工也是可行的。采用锚喷初期支护，充分利用围岩的自承能力，以保证隧道的施工安全。浅埋暗挖软土隧道施工遵循“管超前、嚴注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则。

二、大断面软土层浅埋隧道开挖技术研究

中导洞和两侧导洞三洞并进开挖其关键技术是采用中柱+台阶+CRD工法进行施工。未开挖的土体（内侧导洞）经加固后形成两个中柱，到了后期又形成钢筋砼中柱支撑顶拱，在临时支护期间又采用十字钢支撑，相当于钢支柱；每个导洞分上、下两部分开挖，上、下两部分按台阶法开挖；外侧导洞上部看作C，外侧导洞上、下组成D，外侧导洞上、下及内侧导洞上组成R，故称CRD。

对于软土层中每个导洞分为上、下两个断面开挖，每个断面又分上、下台阶开挖支护。为了使两个土体中柱安全受力，从中导洞及两侧导洞往土体中柱打入带花孔的锚管，注浆加固土体中柱。每循环的开挖进尺根据设计要求或围岩的实际情况，控制在1.0m之内，做到开挖和支护时间尽可能短。

平行开挖初支中导洞及左右外侧导洞的上断面及下断面→施作位于中导洞隧道轴线的底、顶纵梁、中柱及外侧导洞二衬→待中纵梁及柱达到设计强度后并对外侧导洞二衬进行换撑后开挖初支左右内侧导洞（即两个土体中柱）→二衬内侧导洞顶拱、底拱→施工站台内部结构。

三、临时大管棚支护技术研究

临时支护是为了解决隧洞内施工人员及设备有安全，交通车辆及行人的安全，防止因地表沉降太大，破坏路面，影响交通，防止隧洞因变形过大，而造成结构性破坏。为此，我们需要根据工程施工的情况布置观测断面，在隧洞进行收敛及变形观测。通过量测的数据及时反馈指导设计和施工，一旦发现某部位沉降或变形偏大、速率加快，立即停止掘进，土体加注浆锚管，提高该处土体的刚度，或土体加临时钢支撑，制止继续沉降或变形，取得了良好的效果。

根据长管棚孔位中心处在位置，调整机座铺垫物至立轴中心位置与钻孔中心基本处于同一水平高度，同时调整立轴的轴向使之与设计的钻孔轴向相同（为克服重力影响，可使立轴的轴向略为向上1度左右）钻机安装所在部位周围一米范围内地面硬实、基本平整、无积水浸泡，将钻机固定好。

①成孔工艺钻孔过程必须保持泥浆循环钻进成孔，特别关注循环液粘稠度、含砂量、浆液损失的变化情况，如遇含砂量明显增大、浆液明显被稀释或明显流失，须立即停止钻进，采取处理措施。

施工过程除灌水泥浆前稀释循环液进行洗孔外，其余须保持较粘稠浆液循环，有遇设备等原因须暂时停止钻孔，须将孔口堵塞后向孔内注满循环液。施工过程中有以下几个问题引起了重视：

1.保持钻机平稳，安装牢固；

2.保持钻进方向（立轴轴向）与长管棚的设计方向的一致性；

3.不许长久冲洗孔或大量向孔内注水，保障钻穿部位的地层稳定。

②安装钢管：取出后即向孔内安装钢管。钢管为108mm花管，3m长一段，各节段采用丝扣连接，连接牢固后逐节推入孔内至设计长度止。如遇不能按长度安装入孔，可先采用冲孔循环后再继续安装，如仍不能顺利安装，则须将装入孔内的钢管拔除后，用原孔径钻具扫孔处理，之后再进行安装。

③注浆：钢管安装完成后即进入灌浆工序，灌浆前再次进行清洗孔，之后向孔内灌入水泥浆。灌浆灌至水泥浆流出孔口后即将孔口填堵，于钻孔上部留出一小口，待灌至水泥浆流出时即可停止注浆，并将出水（气）口填堵。水泥浆液随用随配，搅拌均匀，水灰比约0.5。注浆压力为0.5-1.0MPa，

四、开挖过程中控制沉降措施技术研究

在开挖及初支过程中，由于三洞平行作业引起了一系列监测数据的发散，其中地面沉降最大速率达到了2.0mm/d。地面沉降速率大于顶拱沉降速率，两者的变形不同步，是因为隧洞顶至地表的软弱土层不密实，压缩量过大而引起。为此，对隧道周边打设小32mm，长2.5m，壁厚3.5m