暗挖法在深圳地铁工程中的应用实例

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1、暗挖法在深圳地铁工程中的应用实例赵建夏郑惠平〔摘要〕本文介绍了暗挖法在深圳地铁工程中的应用实例，对在含水地层中采用水平旋喷搅拌桩与小导管注浆共同作用形成超前支护的施工工艺和技术难点进行了探讨，说明这种新型的超前支护形式在特定条件下的应用价值。〔关键词〕地铁工程暗挖法水平旋喷搅拌桩注浆超前支护1工程概况深圳地铁一期工程全长19.468km(双正线)，是深圳市政府进一步完善城市基础设施建设的重大举措。在工程地质及水文地质条件、环境条件比较复杂的深圳地区修建地铁，如何较好地解决地下工程的设计与施工问题，是地铁建设者必须面对的技术难题。建设者们在保证技术可靠的同时，

2、对一些新的工法大胆地尝试，包括采用水平旋喷桩与小导管注浆共同作用形成超前支护。地铁金田-益田区间是深圳地铁一期工程首批开工的项目之一，该区间连接地铁金田和益田站，全长455.192m（其中有30m位于深圳市福田中心区益田路下），原拟全部采用钻孔咬合桩围护结构支护的明挖法施工，后因益田路交通繁忙和地下管线、管道需要支托以及工期紧迫等原因将过益田路段80m长的区间改为暗挖法施工，暗挖区间采用马蹄形断面，最大宽度6.7m、高6.9m。施工平面示意图见图1，纵剖面示意图见图2。2益田路段工程地质本区段范围内上覆第四系全新统人工堆积层、全新统冲积层及第四系更新统残积层，下伏

3、燕山期花岗岩。地层从上至下依次分布情况及其岩性特征如下：①素填土：坚硬～硬塑，夹有砂砾、碎石、块石，厚5．7～7．7m，属中等压缩性土。分布于地面至＋0．3～-1．7m标高范围（隧道以上）。②淤泥质粘性土（冲积层）：流塑，厚0．5～2．3m（隧道部分拱部穿越）。③粉质粘土（残积层）：坚硬～流塑，厚1．6m～0．3m，隧道部分拱部穿越此层。④砾砂（残积层）：稍密～中密、饱和状态，厚1．6～3．2m，隧道部分拱部穿越此层。⑤砾质粘性土：坚硬～流塑，遇水、扰动可液化，厚3．9m～5．1m，分布于隧道拱部以下，为隧道主要穿越地层。⑥全风化花岗岩：岩芯呈土状及土夹砂砾状，厚

4、2．0～3．8m，分布于隧道结构以下；其下层为强风化花岗岩、岩芯呈砂砾、碎块状，详见图3。本区段地下水埋深3．0～5．5m，水位变幅0．5～2．0m。地下水按贮存介质可分为孔隙潜水和基岩裂隙水，孔隙潜水主要贮存干粘性土层和砾砂层中，主要补给来源为太气降水。基岩裂隙水主要贮存于强风化花岗岩中。3暗挖法超前支护方案选择及支护参数3.1方案选择根据该段地质情况，隧道开挖下断面主要穿越土层为砾质粘性土，属不透水层、含水量小；拱部穿越土层为淤泥质粘土、粉质粘土、砾砂层，呈流塑性、可液化、富存孔隙水；开挖拱顶中线同时穿越上述三种上层，开挖中极易坍塌和产生流泥、流砂。隧道开挖能

5、否安全、顺利进行，关键在于超前支护的承载能力和止水效果。如单纯采取大（小）管棚注浆，由于砾砂层与粘土层渗透能力相差甚远，浆液全部注入砾砂层，在上层界面形成明显层理结构，而砾砂层注入浆液后强度相对较高，开挖时极易沿层理界面掉落坍塌，失去了超前支护的作用。因此本隧道采取如下方案：拱部采用水平旋喷搅拌桩与小管棚注浆共同作用形成超前支护，其主要目的是加固围岩，提高软弱围岩的自稳能力达到支护和止水效果，见图4。图2暗挖区间纵剖面图图3益田路暗挖断面地质纵剖面图图4暗挖示意图3.2支护参数3.2.1超前支护参数1）顶部、边墙（上半环）设ф500水平旋喷搅拌桩超前支护，桩水平长

6、8m，环向间距35cm，外插角6°，重叠2m，相互咬合。2）在水平旋喷搅拌桩相割处内侧以及下半环设ф42超前小导管，注水泥水玻璃双浆液，环向间距30cm，外插角5°，长3.5m，搭接1m。掌子面设ф42超前小导管，注改良性水玻璃浆液封堵施作1m厚挡土隔渗墙，梅花形布置，间距0.6m。3.2.2初期支护参数区间洞室开挖采用上、下台阶法施工。初期支护采用200mm×200mm、ф6.5钢筋网、喷射C20早强砼，在洞室上半断面底部按间距50cm水平架设I16型工字钢临时支撑。3.3隧道洞门端头处理为确保施工安全，在隧道进出口里程横断面设钻孔咬合桩，分别与区间前期南北侧钻

7、孔咬合桩和益田站南北侧挖孔咬合桩形成整体围护结构，然后施作该处明挖段，随挖随支撑，确保洞门土体稳定。待洞门施工场地具备，进行端头洞门开挖范围的桩体破除、进入暗洞施工（见图2）。4施工技术及工艺要点4.1超前支护技术要点（1）水平旋喷搅拌桩的作用主要是使不同岩性的土层与水泥浆均匀混合（搅拌）和通过水泥浆高压切割、穿透土体形成固结体，达到加固围岩、支挡外围土体和止水。其关键在于定位方向准确，使每个桩体互相咬合成整体结构。为保证与下一环桩体搭接段间隙能够顺利施作小导管注浆止水、并保证下一环旋喷搅拌桩施工必需的工作室空间，应根据必需的工作室空间和第一、二轮桩体搭接区域止水

8、注浆扩散半