淺談垃圾回填復(fù)雜地層礦山法施工工藝的應(yīng)用

（北京京投交通發(fā)展有限公司，北京 102600）

1 工程概況

北京地鐵16號(hào)線榆樹莊站位于看丹路、規(guī)劃榆樹莊一號(hào)路與規(guī)劃榆樹莊東路相交路口南側(cè)，康辛路與榆樹莊東路相交路口北側(cè)。車站范圍內(nèi)初勘資料顯示均為建筑雜填土回填，回填最深處約24 m，回填時(shí)間較短，填充材料多以磚瓦塊、混凝土塊等建筑垃圾為主，局部混雜生活垃圾?，F(xiàn)況潛水水位低于結(jié)構(gòu)底板，施工期間無須采取降水措施。

本段區(qū)間里程右線K21+660.000～右線K21+749.745（左線里程K21+668.253～左線K21+761.041），位于康辛路，且基底位于建筑垃圾填土內(nèi)，結(jié)構(gòu)基底設(shè)置承載樁，采用礦山法施工。

左線區(qū)間二襯結(jié)構(gòu)凈寬度5.2 m，凈高5.7 m，右線區(qū)間二襯結(jié)構(gòu)凈寬度5.4 m，凈高5.8 m，二襯結(jié)構(gòu)厚度0.5 m，初支結(jié)構(gòu)厚度為0.35 m，設(shè)置一道臨時(shí)仰拱，臨時(shí)仰拱厚度為0.3 m，區(qū)間浮土厚度為7.2～7.7 m。

2 工程特點(diǎn)分析

通過對(duì)地質(zhì)情況的初勘揭露，區(qū)間結(jié)構(gòu)整體位于雜填土①層，在該地層中針對(duì)有害氣體、塌方進(jìn)行控制，有效地層加固等，是確保礦山法施工安全的關(guān)鍵。

3 施工方法及流程

施工方法為礦山法施工，含臨時(shí)仰拱，分上、下兩個(gè)導(dǎo)洞挖土、格柵架立、網(wǎng)噴成環(huán)。

施工順序：超前深孔注漿→上導(dǎo)洞施工→徑向加固注漿、循環(huán)注漿、開挖施工→堵頭墻施工→下導(dǎo)洞施工→徑向加固注漿、循環(huán)注漿、開挖施工→堵頭墻施工→承載樁施工。

先進(jìn)行左右線馬頭門注漿加固，注漿加固完成后進(jìn)行左線馬頭門破除，馬頭門處進(jìn)行三榀鋼格柵連立施工，鋼格柵架立完成后進(jìn)行網(wǎng)噴，先施工上導(dǎo)洞，上導(dǎo)洞導(dǎo)通后，再進(jìn)行下導(dǎo)洞土方開挖。左線開挖網(wǎng)噴成環(huán)長度大于25 m后，可進(jìn)行右線開挖施工。

4 主要施工方案

4.1 馬頭門施工

4.1.1 馬頭門開挖

馬頭門破除前應(yīng)進(jìn)行超前深孔注漿，加固聯(lián)絡(luò)通道馬頭門處上方土體。

明挖結(jié)構(gòu)施工完成后，分段鑿除暗挖段一側(cè)圍護(hù)樁。開洞后，圍護(hù)樁鋼筋進(jìn)行預(yù)留，預(yù)留鋼筋與隧道正線格柵鋼架焊接。洞門圍護(hù)樁破除完成后，先不進(jìn)行前三榀格柵連立架設(shè)，繼續(xù)向前開挖單榀架設(shè)三榀格柵，網(wǎng)噴成環(huán)并封閉掌子面，再進(jìn)行圍護(hù)樁反向破除，架設(shè)三榀連立格柵。

正線土方開挖采用礦山法施工。

4.1.2 馬頭門破除

（1）施工流程。

超前深孔注漿→人工分部分根破除隔離樁→開挖并架設(shè)第四～第七榀格柵網(wǎng)噴成環(huán)（每次架設(shè)一榀）→進(jìn)行圍護(hù)樁反向破除→清理殘?jiān)R頭門處架立三榀連立格柵，及時(shí)噴混。

（2）施工方法。

按要求沿拱頂環(huán)向雙排布孔注漿管，注漿管長度及角度為3.5 m/42°、5.5 m/27°、7 m/12°、10 m/10°、10 m/5°。漿液采用水泥+水玻璃雙液漿，本區(qū)間段地質(zhì)為雜填土，固注漿參數(shù)、注漿量依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整角度、方向，改良及加固土體，加固后的土體達(dá)到良好的均勻性和自立性。

注漿完畢待土體達(dá)到穩(wěn)固后，隨即破除馬頭門處的隔離樁。采取風(fēng)鎬破除上臺(tái)階隔離樁并清理，開挖架立第四～第七榀格柵（單榀架立網(wǎng)噴）網(wǎng)噴完成并封閉掌子面，反向破除剩余圍護(hù)樁，再進(jìn)行上臺(tái)階三榀格柵架立，與樁體預(yù)留鋼筋焊接并及時(shí)噴混封閉。待上臺(tái)階開挖大于6 m后，再進(jìn)行下臺(tái)階隔離樁破除。

4.2 超前深孔注漿加固

深孔注漿漿液采用水泥-水玻璃雙液漿，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地層條件添加調(diào)節(jié)漿液凝結(jié)時(shí)間和可注性的外加劑，深孔止水注漿后的土體應(yīng)具有良好的均勻性、自立性，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于0.8 MPa。深孔注漿壓力控制在0.8～1.0 MPa，大范圍深孔注漿前，應(yīng)提前進(jìn)行注漿試驗(yàn)，確定合理的漿液配比、注漿壓力等指標(biāo)。必要時(shí)可適當(dāng)調(diào)整注漿孔的間距、注漿壓力等相關(guān)參數(shù)，確保有效擴(kuò)散半徑大于0.5 m，并滿足注漿加固的相關(guān)要求。單循環(huán)深孔注漿長度可取10 m，搭接2 m，洞內(nèi)超前深孔注漿前應(yīng)封閉掌子面并設(shè)置300 mm厚止?jié){墻，止?jié){墻雙層布置Ф6@150×150鋼筋網(wǎng)片，垂直于止?jié){墻應(yīng)梅花形布設(shè)L=2 m的Ф22@500×500加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋應(yīng)與鋼筋網(wǎng)片點(diǎn)焊。

上、下導(dǎo)洞注漿加固布孔如圖1所示，初支結(jié)構(gòu)深孔注漿斷面如圖2所示。

圖1 上、下導(dǎo)洞注漿加固布孔（單位：mm）

圖2 初支結(jié)構(gòu)深孔注漿斷面（單位：mm）

4.3 徑向注漿

徑向注漿漿液采用水泥-水玻璃雙液漿，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)注漿效果適當(dāng)調(diào)整，擴(kuò)散半徑大于0.5 m。對(duì)區(qū)間拱部180°范圍進(jìn)行徑向補(bǔ)償注漿，加固范圍為目前既有的超前注漿范圍外擴(kuò)3 m。

4.4 超前小導(dǎo)管注漿

本區(qū)間段超前小導(dǎo)管注漿，只針對(duì)土方開挖過程中超前深孔注漿效果較差的地方，作為補(bǔ)充注漿。超前小導(dǎo)管采用Ф25×2.75 mm焊接鋼管，搭設(shè)角度控制在10°～15°以內(nèi)。

4.5 隧道土方開挖

區(qū)間段隧道土方開挖方法為礦山法施工，正線先開挖上導(dǎo)洞，待上導(dǎo)洞導(dǎo)通后，再開挖下導(dǎo)洞，按設(shè)計(jì)要求預(yù)留核心土，并留設(shè)減壓槽，左右線導(dǎo)洞相互錯(cuò)開25 m以上施工。

隧道開挖前制定防坍塌方案，備好搶險(xiǎn)物資，在現(xiàn)場(chǎng)堆放碼齊。隧道開挖嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求控制開挖斷面，拱部采用人工弧形開挖，留核心土，控制每循環(huán)開挖進(jìn)尺，開挖后及時(shí)封閉臨時(shí)仰拱。隧道掘進(jìn)時(shí)，應(yīng)設(shè)專人監(jiān)視圍巖穩(wěn)定情況，發(fā)現(xiàn)局部坍塌，應(yīng)及時(shí)采取支護(hù)措施。嚴(yán)重塌方時(shí)，須立即停止作業(yè)，人員和機(jī)具必須撤離安全地段，待塌方處理完畢，經(jīng)檢查確認(rèn)安全后，方可恢復(fù)施工。

5 技術(shù)措施

（1）隧道施工應(yīng)嚴(yán)格按照淺埋暗挖法十八字方針“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”進(jìn)行作業(yè)，做到“地質(zhì)超前探、格柵節(jié)點(diǎn)強(qiáng)連接”等措施。

（2）施工前對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的坐標(biāo)、高程進(jìn)行復(fù)核測(cè)量。

（3）提前做好管線詳查和空洞普查，若有空洞，及時(shí)進(jìn)行填充注漿。暗挖隧道上方存在雨污水管線，因此，施工前采取超前探水措施，如發(fā)現(xiàn)漏水及時(shí)采取補(bǔ)充漿液加固。

（4）格柵鋼架安裝嚴(yán)格按照規(guī)范圖紙進(jìn)行施工，拼裝誤差滿足有關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求。

（5）格柵連接點(diǎn)應(yīng)等強(qiáng)連接，保證螺栓連接質(zhì)量，并保證綁焊鋼筋的焊接質(zhì)量。

（6）嚴(yán)格執(zhí)行初支的施工工藝，初支背后注漿分兩次進(jìn)行：第一次距離開挖面3～5 m，為低壓注漿，注漿壓力以控制漿液從開挖面溢出結(jié)束；第二次距離開挖面8～10 m，為飽壓注漿，注漿壓力0.5 MPa。

（7）垃圾回填地層受力情況比較復(fù)雜，開挖過程中的徐變、受力情況復(fù)雜，須加強(qiáng)洞內(nèi)外、地表及鄰近管線及建（構(gòu)）物的監(jiān)測(cè)工作。

（8）隧道按設(shè)計(jì)尺寸嚴(yán)格控制開挖斷面，嚴(yán)禁超挖、欠挖，允許超挖值100 mm，超挖部分采用C20混凝土回填。

（9）停止開挖時(shí)，掛雙層Φ6鋼筋網(wǎng)噴射100 mm厚C20混凝土，對(duì)掌子面進(jìn)行封閉，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，必要時(shí)設(shè)置型鋼支撐，并對(duì)掌子面進(jìn)行插管注漿。

（10）隧道開挖過程中，拱部或掌子面遇到地層界面殘留水明顯時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)工作，防止掌子面坍塌或發(fā)生較大沉降。

（11）每次拱部超前注漿時(shí)，應(yīng)對(duì)上臺(tái)階核心土以外的掌子面，噴射100 mm厚C20混凝土進(jìn)行封閉。

（12）本區(qū)間段在建筑垃圾填土內(nèi)進(jìn)行暗挖施工，由于該土層土質(zhì)較差，施工前應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行注漿加固，周邊土體加固達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行開挖。開挖期間，嚴(yán)格做好洞內(nèi)的通風(fēng)排氣措施，保證施工期間隧道內(nèi)通風(fēng)順暢，施工期間應(yīng)嚴(yán)格檢測(cè)洞內(nèi)的有害氣體，施工人員在進(jìn)行土方開挖時(shí)須做好防護(hù)，必要時(shí)佩戴防毒面具進(jìn)行施工，保證施工人員的人身安全。

6 結(jié)語

通過對(duì)地鐵16號(hào)線榆樹莊站站前區(qū)間垃圾回填區(qū)域礦山法施工，在技術(shù)方案里考慮了各種風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施，施工過程中合理制定應(yīng)急預(yù)案，嚴(yán)格根據(jù)淺埋暗挖法十八字方針進(jìn)行作業(yè)，按照“地質(zhì)超前探、格柵節(jié)點(diǎn)強(qiáng)連接”等原則，通過對(duì)軟弱圍巖進(jìn)行超前預(yù)支護(hù)、注漿加固和及時(shí)支護(hù)，確保施工安全，解決各項(xiàng)施工難題。在現(xiàn)代化城市的進(jìn)展中，會(huì)遇到各種復(fù)雜的地層情況，可為地質(zhì)情況相近的類似工程提供礦山法施工提供參考依據(jù)。