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某淺埋暗挖地鐵隧道突泥處理及效果分析

文檔作者：余群舟1，姚軍2，林濤2，王斌2 文檔來源： 1．華中科技大學(xué)工程管理研究所 2．武漢地鐵集團(tuán)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月08日
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上一篇：南京地鐵過江隧道中間風(fēng)井施工監(jiān)測分析

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2012年4月上
第41卷第362期
施__[技術(shù)
CONSTRUCTION TECHNOLOGY 85
某淺埋暗挖地鐵隧道突泥處理及效果分析
余群舟1，姚軍2，林濤2，王斌2
(1．華中科技大學(xué)工程管理研究所，湖北武漢430074
2．武漢地鐵集團(tuán)有限公司，湖北武漢430030)
[摘要]某淺埋暗挖隧道沿線工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件復(fù)雜，施工中發(fā)生突泥事故。分析了突泥產(chǎn)生的原因，針對
突泥問題，基于淤泥范圍和周邊環(huán)境情況提出處理方案，并針對處理方案實施中出現(xiàn)地表隆起過大問題，進(jìn)行地面
注漿和洞內(nèi)加強相結(jié)合處理方案的優(yōu)化。施工中有效控制了地表隆沉，保護(hù)了地下管線和周邊建筑物，取得良好
的效果。
[關(guān)鍵詞]隧道工程；地鐵；淺埋暗挖；突泥；地表隆沉；高壓旋噴樁
[中圖分類號]U455 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1002—8498(2012)07-0085—03
Treatment with Shallow Buried Tunnel Soil．break Accident
and Its Effect Analysis
Yu Qunzhoul，Yao Jun2，Lin Ta02，Wang Bin2
(1．Institute of Construction Management，Huazhong University of Science＆Technology，Wuhan，Hu'bei 430074，China；
2．Wuhan Metro Group Co．，Ltd．，Wuhan，Hubei 430030，China)
Abstract：The condition of construction geology and hydrogeology for a shallow buried tunnel is very
complicated，then there is a soil·break accident．Authors analyze the reasons of accident，and introduce
the optimizing process and construction method in solving plan of combining casing into earth with
reinforeement in cave together．In construction，this method has prevented settlement and surface
upheaval effective，and protected underground pipeline and around building，thus good effect is gained．
Key words：tunnels；metro；shallow buried tunnel；soil—break；surface upheaval；high—pressure rotary jet
grouting pile
1 工程概況
武漢地鐵2號線虎泉站至名都站區(qū)問隧道工程
是左右線雙洞隧道，右線全長1 257．301m，左線全長
1 246．053m。區(qū)間采用礦山法施工，隧道覆蓋土厚
度6．5～11．5m。隧道區(qū)間所處地區(qū)位于剝蝕堆積
壟崗(相當(dāng)于長江三級階地)地貌單元區(qū)上。根據(jù)
區(qū)間隧道的埋深和圍巖地質(zhì)特性，隧道拱頂全部位
于黏土或強風(fēng)化泥巖中，屬V級圍巖。區(qū)間施工
時，初期支護(hù)采用環(huán)向間距300mm、縱向間距
1．5m，長3m的西42超前小導(dǎo)管，環(huán)縱間距1m x
0．75m，長3m的西22水泥藥卷錨桿。間距0．75m
格柵鋼架，掛擊8@150 X 150雙層鋼筋網(wǎng)，初噴
[收稿13期]201l-06—16
[作者簡介]余群舟，華中科技大學(xué)工程管理研究所講師，湖北省武
漢市華中科技大學(xué)430074，電話：18971430650，E—mail：yuqunzhou@
sina corn
300ram厚C25混凝土。
在施工過程中左線DK25+879處開挖掌子面
拱部出現(xiàn)軟流塑地層，流動性比較大，開挖過程中
出現(xiàn)突泥現(xiàn)象，突泥量約2m’。突泥事故發(fā)生后立
即對突泥處強打3根小導(dǎo)管封堵孔，封閉掌子面停
止開挖，在掌子面對應(yīng)地表處及時進(jìn)行地面向下注
漿加固。隨后對掌子面前方lOOm范圍內(nèi)進(jìn)行地質(zhì)
勘探，查明了淤泥分布范圍，為左DK25+879．14一
左DK25+910，右DK25+871．263一右DK25+
902．123里程段，如圖1所示。圖中“魚形”為淤泥
范圍，淤泥質(zhì)土體底面與隧道拱頂距離一般為2m
左右，局部甚至<2m。淤泥段早期是水塘，后來修
路回填未完全清淤造成的。
2加固處理方案及優(yōu)化
2．1 加固處理方案及實施情況
針對隧道前方淤泥范圍和周邊環(huán)境情況，提出
萬方數(shù)據(jù)
86 施工技術(shù)第4l卷
圖1隧道前方淤泥范圍
Fig．1 Silt range in the front of tunnel
加固措施應(yīng)立足于地面旋噴加固，對因管線影響無
法垂直旋噴加固處，可采用深層袖閥管斜向注漿加
固，并在洞內(nèi)采取加強支護(hù)的處理方案。
2．1．1洞內(nèi)處理措施
將格柵鋼架間距由原來的0．75m調(diào)整為
0．5m，超前小導(dǎo)管調(diào)整為雙層；在掌子面布置注漿
孑L進(jìn)行封閉注漿，封閉注漿參數(shù)：小導(dǎo)管長度為4m，
環(huán)向間距為30cm，每環(huán)25根，施工過程中，開挖支
護(hù)3m，掌子面封閉注漿1次(封閉注漿搭接長度為
3m)，注漿材料為雙液(水泥-水玻璃漿液)，注漿壓
力為0．4～0．5MPa。
2．1．2地表采用高壓旋噴處理淤泥地層
1)注漿范圍為左右隧道輪廓線兩側(cè)3m，拱
頂以上2～5m。
2)噴漿使用二重管，雙管壓力為20—30MPa，
噴漿提管速度≤10cm／min，旋轉(zhuǎn)速度≥10r／min，采
用32．5級普通水泥，水灰比≤0．7。
3)旋噴樁樁徑為0．8m，孔距為0．65m，梅花形
布置。
按照上述方案在2009年2月1日到7日7d內(nèi)
完成98根高壓旋噴樁，施工旋噴樁位如圖2所示。
高壓旋噴樁施工過程中相繼產(chǎn)生地表隆起問題，雖
然施工中調(diào)整了空氣壓力、水泥漿壓力、噴管提升
速度等參數(shù)，但還是發(fā)生地面隆起過大，隨后停止
了高壓旋噴樁施工。實際測量發(fā)現(xiàn)，地表隆起最大
值的DK25+885斷面達(dá)到63．52mm。
2．2調(diào)整優(yōu)化加固處理方案
為了避免地表隆起對附近的雨水管線、電信管
線、自來水管線等路邊管線產(chǎn)生危害，立即停止了
旋噴作業(yè)，對影響嚴(yán)重的管線進(jìn)行改遷、加固等相
關(guān)補救措施，同時對方案進(jìn)行調(diào)整如下。
1)減小旋噴樁孔距和注漿壓力，旋噴樁避開地
下管線密集區(qū)淤泥質(zhì)土層底面距離隧道頂部開
挖面<2m，旋噴樁間距為0．8m；淤泥質(zhì)土層底面距
離隧道頂部開挖面>2m且<3．5m的，旋噴樁間距
為1．2m；淤泥質(zhì)土層底面距離隧道頂部開挖面>
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圖2旋噴樁布置示意
Fig．2 Layout of rotary jet grouting piles
893
3．5m，地表不進(jìn)行高壓旋噴樁施工。調(diào)整后的旋噴
樁平面布置如圖3所示。
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a半曲
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b處理方式I C處理方式II
圖3調(diào)整后高壓旋噴樁平面布置
Fig．3 Layout plan of high-pressure rotary jet
grouting piles after adjustment
2)控制注漿參數(shù)高壓噴漿壓力調(diào)低為10～
15MPa，噴漿時提管速度≤10cm／min，旋轉(zhuǎn)速度≥
lOr／min。高壓噴漿摻人適量的外加劑，以提高早期
強度。高壓旋噴施工過程中，密切檢測地面沉降與
隆起，及時調(diào)整注漿壓力與提管速度，發(fā)現(xiàn)地面變
形異常立刻停止施工。
3)地下管線密集區(qū)處理由于地下管線密集
且地面存在吊車梁等構(gòu)筑物，左DK25+879．14一左
DK25+883里程之間地表難以實施旋噴加固施工，
需采用花管注漿的方式從洞內(nèi)加固掌子面前方土
體。花管注漿鉆孔直徑為42mm，長6m；漿液水灰
比采用0．5，注漿壓力≥O．5MPa。
4)輔助措施將淤泥層發(fā)育洞段左DK25+
879．14一左DK25+910與右DK25+871．26一右
DK25+903圍巖級別由原設(shè)計方案中的V級調(diào)整
萬方數(shù)據(jù)
2012 No．362 余群舟等：某淺埋暗挖地鐵隧道突泥處理及效果分析
為Ⅵ級，格柵間距由0．75m調(diào)整為0．5m；同時在施
工期間增加如下輔助措施：①增設(shè)臨時仰拱仰拱
采用120a，間距500ram．滿鋪‘b8@150 x 150雙層鋼
筋網(wǎng)．噴200ram厚的C25噴射混凝土；②縮短施工
進(jìn)尺施工進(jìn)尺由0．75m改為0．5m；③淤泥質(zhì)土
層發(fā)育段左右線隧道頂拱120。范圍內(nèi)初襯背后注
漿改為預(yù)埋3m長小導(dǎo)管注漿，間距為1m×lm，以
加固洞壁土體，減小地面沉降；④施工期問掌子面
前方及兩側(cè)各5m范圍內(nèi)增設(shè)地面臨時圍擋措施，
限制車輛通行；⑤堅持監(jiān)控量測，加強信息化施工，
及時反饋施工信息。
按照優(yōu)化調(diào)整后的處理方案進(jìn)行地表高噴處
理，右線于2009年2月28日復(fù)工．左線于2009年3
月12日復(fù)工，隨著左右線施工進(jìn)行，同時對洞內(nèi)進(jìn)
行加固處理，左右線都順利通過了突泥段．地表變
形得到有效控制。
3地表隆沉及分析
在進(jìn)行高壓旋噴和隧道開挖過程中對以具有
代表性DK25+885斷面的地表沉降監(jiān)測分析發(fā)現(xiàn)，
地表在高噴后急劇隆起，最大隆起值達(dá)到
63．52ram。隧道開挖復(fù)工后地表發(fā)生沉降，并出現(xiàn)
沉降超限．如DK25+885-4點(為DK25+885斷面
的第4個測點，位于右線隧道拱頂)在2009年4月
9 13沉降達(dá)到78．75mm。DK25+885斷面地表沉降
的時序曲線如圖4所示，從圖4可以看出，DK25+
885斷面沉降在2009年3月25日后開始趨于穩(wěn)定。
50
l 2：
鐾氆
警，5：
0l {1 02．Io 02-20 03-02 03一12 03．22
監(jiān)測日期眥月一日)
·DK25州185-l*DK25+885-3·DK．25+885-5
·DK25+885_2·DK．25+S&amp;amp;．‘-4
圈4 DK25+885斷面地寰沉降時序曲線
Fig．4 Ground settlement time-sequence CuFv45
1)注漿造成地表隆起的主要原因
造成DK25+885斷面隧道地表隆起主要是由
于該部位地下土層復(fù)雜，地面以下存在多層混凝土
路面，高壓旋噴樁施工中樁周產(chǎn)生較大擠壓應(yīng)力和
超孔隙水壓力，同時由于施工進(jìn)度較快。相鄰樁之
間應(yīng)力效應(yīng)的疊加，使超孔隙水壓力難以及時消
散，致使對地面產(chǎn)生較大的抬升力，從而造成地面
隆起。
2)隧道復(fù)工開挖造成沉降超限的主要原因
①拱部土體應(yīng)力釋放監(jiān)測數(shù)據(jù)表明自2月
28日起右線地表沉降開始加大．自3月12日起左
線地表沉降開始加大。該段地表沉降與施工進(jìn)度基
本吻合。由于2號豎井自2008年12月9日因突泥
停工，封閉掌子面已近3個月，隧道復(fù)工引起的拱部
土體應(yīng)力釋放是該斷面地表下沉的直接原因。②
拱頂存在淤泥覆蓋層DK25+885斷面所在的2號
豎井大里程方向經(jīng)地質(zhì)補勘探明隧道拱頂存在淤
泥覆蓋層，且淤泥到拱頂?shù)木嚯x<2m，隧道開挖后
圍巖土體自穩(wěn)性及成拱效應(yīng)較差，地面沉降槽系數(shù)
較大，造成地表下沉。③土層滯水流失DK25+
879．14--DK25+916段高壓旋噴后在該地層有局部
滯水，隧道洞內(nèi)施工時雖然一直采取超前小導(dǎo)管注
漿止水，但仍存在一定的滲水現(xiàn)象。滯水流失造成
地表沉降。@地面荷載DK25+885處距離棄碴場
的龍門架外3m正處于機(jī)械碾壓地段。該處受裝載
機(jī)和出土車輛的多次碾壓，導(dǎo)致地表有較大下沉。
4結(jié)語
本突泥事故發(fā)生后，工程參建各方不斷優(yōu)化和
調(diào)整處理方案，順利通過突泥地段。地表變形得到
有效控制，有效保護(hù)地下管線和周邊建筑物，突泥
段隧道凈空收斂、拱頂沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)正常，隧道體
穩(wěn)定。通過此事件的處理，得到以下體會。
1)隧道洞內(nèi)加固和洞外高壓旋噴加固相結(jié)合
的加固方式對隧道突泥具有很好的治理作用。
2)在對軟基進(jìn)行高壓旋噴加固時，應(yīng)根據(jù)不同
的地質(zhì)結(jié)合實際情況，調(diào)節(jié)優(yōu)化高壓旋噴施工參數(shù)。
3)施工安全風(fēng)險受多方面因素影響，應(yīng)從技術(shù)
措施、管理措施等方面進(jìn)行綜合控制來有效降低風(fēng)
險。對隧道淤泥層發(fā)育段施工不僅要嚴(yán)格做到“管
超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強支護(hù)、早封閉、勤量測”，還
應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)情況，采取適當(dāng)?shù)妮o助措施。
4)隧道施工中．必須堅持監(jiān)控量測．加強信息
化施工，及時反饋施工信息。加強監(jiān)測對工程施工
的指導(dǎo)作用，同時利用監(jiān)控量測結(jié)果為設(shè)計提供參
考依據(jù)。
◆考文獻(xiàn)：
[1】王蘿恕。張成平．城市地下工程建設(shè)的事故分析及控制對策
[J】．建筑科學(xué)與工程學(xué)報．2008(6)：I-5
[2】謝銜光，胨廣勛，黃德川化解復(fù)雜巖溶融道突水突泥風(fēng)瞼應(yīng)
用拄術(shù)研究[J】．蚨道工程學(xué)報．2009(9)：73-'／6．
(3]李藉元，同靜雅．孫艷萍．詹杓融遭施工工程事故的原因與對
策[J】．地下空問與工程學(xué)報．2005(12)：968．,971．
[4] 張成平。張廈立．壬夢?。疁\埋暗挖隧道施工引起的地裹塌陷
分析盈其控制【J】．巖石力學(xué)與工程學(xué)報．2007(12)：
360Id∞8

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