南方沿海填海区暗挖法隧道施工问题探讨Word

1、摘要：以深圳地铁二期 18 标工程为例，分析了南方沿海填海区复杂地质条件下隧道工程可能遇到的难题，有针对性地进行了优化设计，分析了在施工中发生的主要工程问题及原因，给出了应对对策，提出了切合该种施工环境施工的合理化建议。关键词：南方沿海；填海区；隧道；施工问题 随着城市轨道交通建设的蓬勃发展，广东等南方沿海城市地铁施工受到社会的广泛关注，尤其是填海区隧道开挖面临的技术问题，包括施工方法和设计方案的选择、工程施工给周边环境带来的安全及社会综合问题等，已成为工程建设的焦点之一。 笔者通过深圳某地铁工程实例，进行分析探讨，供同行参考。1工程概况 深圳地铁罗宝线二期土建18 标（即西乡站固戍站区间土建

2、工程）位于深圳市宝安区西乡大道与建发采石场之间，隧道长度为 2 070.55 m（双线）。1. 1工程地质情况 该标段所处地层属沿海填海地层，通过沿隧道两侧纵向间隔5075 m 设置地质钻孔勘探发现，场地内分布大量不良地质土，主要有地表杂填碎石、块石层、软土层、饱和富水砂层、残积层及全风化层。1. 2水文地质情况 标段内地面以下0.56 m 回填层透水性强，渗透系数为60.0200 m/d，具有强或中等透水性。 地下水丰富，主要靠大气降水及透水层（砂层及块石层）与海水的连通补给。1. 3周边环境 标段区间两侧房屋密布，基础形式多为沉管灌注桩，距隧道开挖边线为9.8523 m，并且房屋大多修建于

3、2000 年前，属于住宅楼和福利房，入住率高。2隧道施工方法的确定 目前地下隧道修建方法主要有明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法等。 以上各种施工方法适用的大致条件见表1。 根据该标段地质状况确定：隧道穿越地层均质性较差的区段（如新湖路段）采用浅埋暗挖法施工（以下简称“暗挖法”），均质性较好的区段采用盾构法施工，具体分布如图1 所示。3隧道施工易发生问题分析 在地层均质性较好区段，采用盾构法施工已比较成熟，因此下面仅对因地层均质性较差而采用暗挖法施工的区段施工容易发生的问题进行分析。 1）隧道上方土质为修建新湖路的碎石 、块石等 ，属较不稳定土体，在隧道开挖过程中易造成局部坍塌，若采用注浆法对地基

4、土进行加固，水泥浆可能顺着碎石中的空隙流失，或造成地面隆起，对环境和工程施工都有一定影响。 2）隧道部分地段分布有海沉积及海冲积的软土，其具有孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低等特点，具有触变性、流变性和不均匀性，属不稳定土体，施工中易产生侧向滑动和地面沉降，导致隧道侧壁的变形和失稳。 3）隧道所处区段地下水丰富 、补给充分 ，且含水层是砂层、残积层及基岩，砂层结构松散 ，自稳性差 ，围岩分级为级，施工中易发生坍塌、涌水、涌砂等现象。 在施工过程中，随着地下水向洞身的涌入，砂土中细颗粒也随水流失，造成砂层结构更加松散，渗透性加强，地下水和细颗粒土流失加剧 ，花岗岩残积土和全风化花岗岩的透水性也相应

5、加强。 随着地下水的流失，土体失水固结，可能引起地面沉降，危及路面、既有建筑物和管线的安全。 4）隧道所处区段两侧房屋密布，属于住宅楼和福利房，入住率高，隧道开挖边线距离道路两侧房屋水平距离仅为9.8523 m，若发生隧道坍塌，不仅影响隧道及施工人员安全，还可能危及周边建筑物或居民的安全。 4新湖路段浅埋暗挖法隧道开挖设计简介 针对新湖路段隧道所处地层特点和易发生工程问题，在设计阶段进行了多次设计优化，最终隧道开挖断面支护形式确定为3 种，分别为：A-1 型断面、A-2型断面和A-3 型断面。 3 种断面几何尺寸相同，如图 2所示。 新湖路段暗挖法隧道开挖主要支护参数见表 2。5施工过程中出现

6、主要问题的分析及对策1-25. 1明挖渡线段与西乡站相接多处隧道的施工5. 1. 1施工中出现的主要问题 1）涌水较大，侧墙部位经常出现涌砂突泥； 2）初支完成约 10 d 后均出现整体沉降情况，最大30 cm； 3）初支完成后引发侧墙向隧道内收敛 、开裂 ，最大20 cm。5. 1. 2原因分析 1）侧墙以下地质条件差 ，无注浆加固 、内支撑等辅助措施； 2）虽然初支已封闭成环 ，但拱部承载过大 ，初支格栅强度、刚度不足。5. 1. 3应对对策 1）鉴于拱部水头较高 ，承压较大 ，所以对地下水采用了堵排结合方式处理。 2）对于初支变形过大情况 ，采用了初支内撑+二衬及时跟进方式处理。5. 2

7、 1号竖井与明挖渡线段右线隧道施工5. 2. 1施工中出现的主要问题 隧道在施工中，先后出现过 3 次较大涌砂突泥，最大1 次近 2 000 m3，直接贯通地面，并在地面形成 512 m深坑，其中 1 次位于盐田路新湖路路口，影响地面交通1 d。 后期处理了 1 个月。 经现场勘查，涌砂突泥从上台阶前方位置突破，对已经开挖及初支结构未构成较大影响。5. 2. 2原因分析 1）主要是前期填海筑路采用抛石挤淤，孔隙较大，海水补给充分； 隧道顶部 5 m 以上多赋存淤泥质土、其性质为填充透镜体（水囊状）；地面下最深达 9 m 处为直径2060 cm 不等块石。 隧道顶以上 25 m 为花岗岩全风化岩

8、，已残积成土状，上台阶多为花岗岩和少量全、强中风化岩；下台阶多为中、微风化岩。 雨污水管线因年久失修及填海原因，渗漏水较严重。 2）隧道内上台阶局部采用爆破法施工 ，是造成土体垮坍的原因之一。5. 2. 3应对对策 1）针对特殊沿海地层，应加强超前地质预报工作；后期每循环均在隧道上、下台阶打设6 m 长探孔，并预埋注浆管，一是作为前方不良地质的检查口，二是在遇到不良地层时作为回填加固注浆孔。 2）对于在打设到透镜体 （隧道内呈现泥浆状 ）泥浆涌入隧道时，一是确保人员、设备安全，立即启动应急抢险措施；二是加强排水、排淤工作，及时清理涌入隧道内泥浆，保证工作面道路畅通，为下一步工作面施工创造条件。

9、 3）洞内外采用不同措施。 洞内等泥浆停止流动后，将掌子面封闭，主要是用型钢钢架+连接钢筋+网喷C20 早强混凝土。 封闭体与原初支应连接牢固。 然后对工作面后方10 m 隧道周边用双液浆加固以及工作面前上方加固、回填。洞外请管线管理单位拆迁管线后再进行下一步回填施工。 回填采用石粉碴+水泥，主要是保证能对坍跨松散体进行注浆加固处理，回填至地面后采用地表压力注浆方式加固松散体，以确保再次开挖时上部地层的稳定。 6结语与建议 针对该标段浅埋暗挖法隧道所处地层的特点，进行了针对性设计，并就施工中出现的问题采取了切实有效的措施，保证了施工的顺利进行，并一次性通过竣工验收。实践证明，该标段浅埋暗挖法隧道的设计和施工较为成功，对以后类似工程具有一定的参考和借鉴意义。 针对该种环境下施工出现的主要问题，笔者提出以下建议： 1） 对于沿海地层隧道采用浅埋暗挖法施工时 ，宜加密地质钻孔勘查孔距，以 20 m 左右为宜，以便提前查出填海层透镜体准确位置，并采取处理措施，防止对隧道开挖造成较大影响，进而引发较大安全事故。 2）在条件成熟的情况下 ，填海地层 、周边环境较为复杂情况下的隧道施工推荐盾构法为好。 3）在填海地层采用爆破施工时应谨慎 ，因易引发安全事故，故应加强应急抢险准