劉暢 LIU Chang

（中交基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)集團(tuán)有限公司，北京 100011）

1 工程概況

南門站～北門站區(qū)間主要位于解放北路下方，區(qū)間隧道設(shè)計(jì)的起始和結(jié)束里程分別為：ZDK4+180.456 至ZDK4+965.200、YDK4+180.456～YDK4+965.201，全長約785m，隧道頂覆土層厚15.4 至19.5m。區(qū)間為單洞單線結(jié)構(gòu)，采用礦山法施工。

區(qū)間主要風(fēng)險(xiǎn)如下：①區(qū)間下穿辰野地下商場里程為ZDK4+271.16 至ZDK4+596.16、YDK4+271.16 至YDK4+596.16，為一級環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)工程。辰野地下商城為箱體結(jié)構(gòu)，尺寸長325m，寬為25m，為平戰(zhàn)結(jié)合人防工程，分為42m、54m、108m、120m 四個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)防護(hù)單元，相鄰防護(hù)單元之間留有變形縫（如圖1）。②地質(zhì)探勘資料顯示，YDK4+180.456 至YDK4+455.885 段有連續(xù)角礫，開挖掌子面容易發(fā)生拱頂大面積塌陷，影響隧道上方及周邊建筑的結(jié)構(gòu)安全。

圖1 辰野地下商場位置剖面圖

2 風(fēng)險(xiǎn)事件

3月24 日17 時(shí)，解放北路發(fā)生地面塌陷，形成直徑約50 公分的孔洞，檢測發(fā)現(xiàn)洞內(nèi)縱深約7 至8m，橫向約5 至6m。3月26 日，對塌陷路面區(qū)域進(jìn)行了回填，估算共384 立方米左右。4月9 日15 時(shí)再次出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象，此次塌陷位置在前次塌陷路面的南側(cè)，距離在6 至7m，空洞內(nèi)部橫向在3 至4m，縱長4 至5m，深約10 至11m，4月10日完成路面回填。4月14 日13 時(shí)，雨水沖刷引起第一次塌陷位置處出現(xiàn)局部凹陷，深度達(dá)1m。4月15 日，開展凹陷區(qū)回填工作。

3 風(fēng)險(xiǎn)控制措施

路面塌陷事故發(fā)生時(shí)，區(qū)間隧道正施工至辰野地下商場下方的角礫段，施工單位立即停止施工，對掌子面前方角礫段進(jìn)行探查，采取上半斷面深孔超前注漿、在辰野地下商場下方隧道拱頂處初支后徑向注漿、在塌陷區(qū)地面鉆孔注漿等措施。

3.1 上半斷面深孔超前注漿

使用Φ42 超前小導(dǎo)管進(jìn)行注漿，并做好止?jié){處理。注漿加固體要求具有不小于0.8MPa 的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。注漿壓力值（終壓）通常可取2 至3 倍的靜水壓力值，施工時(shí)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。使用單液漿，材料為425 普通硅酸鹽水泥，水泥和水玻璃雙液漿可在地下水發(fā)育時(shí)使用。水灰比一般為1∶0.75 至1∶1，水玻璃用量一般為水泥重量的1/4～1/3，需根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定具體注漿參數(shù)。各深孔注漿段縱長8m，如需連續(xù)注漿多段，開挖6m，相鄰段間搭接2m，每一注漿段的首次注漿都需要設(shè)止?jié){墻，注漿段和相應(yīng)參數(shù)的調(diào)整，可以綜合考慮地層情況和實(shí)驗(yàn)證據(jù)進(jìn)行。超前深孔注漿將根據(jù)設(shè)計(jì)資料及現(xiàn)場勘查所得資料進(jìn)行，范圍覆蓋辰野地下商場下方及區(qū)間隧道上方的角礫地層。注漿孔排布及注漿段長度依據(jù)地層情況而定，每個(gè)注漿孔的漿液擴(kuò)散半徑為0.5m。

3.2 洞內(nèi)徑向注漿措施

對辰野地下商場下方已施工的隧道拱頂初支后進(jìn)行徑向注漿（見圖2），對施工產(chǎn)生擾動的地層進(jìn)行填充加固。使用1∶1 水泥漿液，注漿壓力控制在0.5 至1 兆帕之間。對辰野地下商場注漿過程中的變形情況應(yīng)加強(qiáng)管控，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)對注漿壓力進(jìn)行調(diào)整。

圖2 注漿孔布置圖

3.3 地表注漿加固措施

對周邊路面進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)檢測，如發(fā)現(xiàn)疑似疏松區(qū)或空洞，可通過鉆孔取芯確認(rèn)，并根據(jù)檢測結(jié)果采取加固措施。地面深孔注漿可用于地質(zhì)疏松區(qū)及空洞區(qū)的加固處理。①花管間距1m，梅花形布置，注漿加固深度進(jìn)入疏松范圍以下1m；②漿液采用水泥漿加粉煤灰（8%），壓力控制在0.8 兆帕；③第一次注漿后4 小時(shí)內(nèi)，根據(jù)漿液初凝情況，可進(jìn)行補(bǔ)漿；④注漿過程中，參數(shù)應(yīng)根據(jù)周邊建筑結(jié)構(gòu)、管線、隧道的監(jiān)測及巡查情況及時(shí)調(diào)整。

4 措施落實(shí)情況及效果評價(jià)

4.1 上半斷面深孔超前注漿施工

后續(xù)開挖過程中，區(qū)間隧道下穿角礫地層，掌子面有部分滲水現(xiàn)象，現(xiàn)場采取上半斷面深孔超前注漿，共計(jì)鉆孔87 個(gè)，注漿量約150 立方米，完成注漿后恢復(fù)施工，開挖面注漿效果良好。

4.2 洞內(nèi)徑向注漿施工

采用Φ32.5 注漿管，每根管長2m，環(huán)向間距2m，縱向間距3m，對辰野地下商場下方隧道拱頂初支后進(jìn)行注漿加固。共打設(shè)鉆孔45 個(gè)，累計(jì)注漿180 立方米。

4.3 地表注漿加固施工

經(jīng)過地質(zhì)雷達(dá)檢測，對疑似疏松區(qū)、空洞位置處進(jìn)行鉆孔取芯（如圖3），探孔共計(jì)26 個(gè)，其中異?？?3 個(gè)，異常區(qū)域3 處，根據(jù)檢測結(jié)果采取地表注漿加固，鉆孔共計(jì)223 個(gè)，注漿量約640 立方米。為檢驗(yàn)地面注漿效果，現(xiàn)場采取地面取芯（如圖4），1 號取芯點(diǎn)位于第二次塌陷區(qū)域南側(cè)3m，芯樣長度14m，其中1m 至4m 段為雜填土，5m位置出現(xiàn)水泥塊，6m 至8m 段為角礫，9m 至11m 段為注漿結(jié)塊密實(shí)的角礫，12m 至14m 段為混凝土，過程中未出現(xiàn)掉鉆、跑漿等異常情況。

圖3 鉆孔打設(shè)位置圖

圖4 注漿加固后芯樣

5 監(jiān)測情況

5.1 隧道下穿辰野地下商場

辰野地下商場結(jié)構(gòu)沉降最大累計(jì)值為-12.60mm，結(jié)構(gòu)傾斜控制值為4/1000，監(jiān)測橫、縱向傾斜最大累計(jì)值分別為1.03/1000、1.44/1000，基礎(chǔ)沉降控制值為20mm，監(jiān)測最大累計(jì)值為-12.60mm，相鄰結(jié)構(gòu)端部差異沉降控制值為10mm，監(jiān)測最大累計(jì)值為4.01mm，均未達(dá)到預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，詳見表1。

表1 南北區(qū)間辰野地下商場沉降及差異沉降

5.2 隧道上方地表沉降監(jiān)測

圖5 所示為南北區(qū)間主測斷面DB-67 平面位置，圖6所示為地表最大沉降點(diǎn)（DB-67-05）的歷時(shí)曲線。在隧道開挖到該點(diǎn)影響范圍之前，已產(chǎn)生-0.27mm 沉降。3月24日，隧道開挖至該點(diǎn)附近（距離第一處坍塌空洞西側(cè)3m處）發(fā)生首次塌方。沉降累值達(dá)到-20.66mm，速率為-4.14mm/d，達(dá)到黃色預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)（-2.00mm/d）。4月9 日，該點(diǎn)附近道路第二次坍塌前（距離第二次坍塌空洞西側(cè)3m，北側(cè)10m 處）沉降累值達(dá)到-24.17mm，速率為-4.68mm，達(dá)到雙控橙色監(jiān)測預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)。4月14 日，該道路在第一處坍塌位置出現(xiàn)凹陷，沉降累值達(dá)到-30.02mm，速率為-2.06mm/d。消除施工影響，監(jiān)測數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定后，進(jìn)行階段性消警。

圖5 地表沉降監(jiān)測點(diǎn)位圖

圖6 DB-67-05 歷時(shí)曲線圖

6 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與建議

區(qū)間開挖處于上部角礫、下部巖石的上軟下硬地層，拱頂自穩(wěn)能力較差，開挖時(shí)伴有滲漏水，且周邊環(huán)境復(fù)雜，易引起地層變形過大、地面塌陷等風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生，其主要特征如下。

①帶水管線下方，地質(zhì)條件為砂、卵石等透水層；②施工過程中發(fā)生過滲漏水、拱頂塌落的位置；③初期支護(hù)背后滲漏水，且伴有泥、砂，回填不及時(shí)或效果不佳的地方；④監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)異常。

當(dāng)項(xiàng)目出現(xiàn)上述特征時(shí)，應(yīng)引起高度重視，并建議采取相應(yīng)的處理：①做好超前預(yù)報(bào)，對前方道路和地質(zhì)不良的地方，建議通過鉆探等方式確定地質(zhì)疏松區(qū)、空洞區(qū)，并采取加固措施；②開挖過程中遇到掉塊、滲漏水應(yīng)做好記錄，做好回填加固，并關(guān)注相應(yīng)位置處的監(jiān)測數(shù)據(jù)；③類似上軟下硬地層，可提前采取上半斷面深孔超前注漿、初支后徑向注漿、地面鉆孔注漿回填等風(fēng)險(xiǎn)控制措施。