1、浅析砂土地层暗挖施工安全技术摘要：砂土层为机械分散地层，其土壤颗粒间缺乏胶结，渗透系数较大，地下暗挖施工中容易出现槽壁坍塌现象，不仅影响施工质量，甚至还会导致不可预想的安全事故。本文就砂土地层暗挖施工技术中存在的问题进行分析，探讨其施工安全注意要点。 关键词：砂土地层；暗挖施工技术；安全要点 中图分类号： TU74 文献标识码： A 1、砂土地层对地下暗挖施工的影响 砂土地层有颗粒间缺乏胶结，渗透性较大等特点。在地下水位高、水量丰富、砂层厚度大的场地，地下暗挖施工会遇到以下困难：地下水侵入到槽内，改变泥浆和混凝土性能，对槽壁稳定和墙身质量产生不好的影响；地层胶结少，一旦裸露，失去原有平衡，产生
2、槽壁坍塌；成槽设备上下升降时会产生压力激动，导致槽壁坍塌；槽壁坍塌导致的设备被埋、钢筋网片难以放入、混凝土超灌、墙身不平整等问题。 2、针对暗挖隧道施工出现问题采取的措施 2.1、围岩突变地段隧顶坍塌处理 隧道在级围岩地层中采取全断面爆破开挖施工，单次进尺 2. 53. 0m，隧道拱部出现强风化岩层，分布范围约 35 宽(拱顶破碎的强风化岩体有掉块现场，渗漏水较大)，较原设计所依据的地质情况变差，因承包商准备不足，未立即采取有效的支护措施，破坏了岩体自身的稳定状态，最终导致该处隧道拱顶发生坍塌。待坍塌稳定后，各方到现场查看并确定隧道塌方处加固方案如下：(1)掌子面坍塌土体先用厚为 1.0m 网
3、喷混凝土封闭，然后对掌子面背后的松散体(由塌方体及回填石渣组成)进行全断面注浆固结，采取 42mm 3. 5 钢花管(间距1. 2m 1. 2 m，呈梅花型布置，长为 6m)全断面布置，水灰比 1:1 纯水泥浆液，注浆压力为 0. 51.0MPa，终孔直径为 1.5m，要求注浆达到终压后持续注浆 l0min以上方可结束(初拟注浆参数可根据现场注浆试验结果进行适当调整)。(2)拱部 150范围 108mm 8 大管棚，环向间距为 300mm，长为24m(长度可根据现场实际地层情况进行适当调整)，管棚打设角度尽量控制在 35范围内(不包括线路纵坡)；为控制管棚打设角度，在该里程位置后退 68m 的
4、拱部及边墙掏槽(高 5075cm)施作管棚工作室;超前小导管按 V 级断面支护参数执行，针对塌方地段拱部 150范围增设径向锚管42mm X 3. 5，间距为 1. 0m 1. 0m，长为 5m。注浆加固拱顶松散塌方体；大管棚、超前小导管、径向锚管注浆材料均选用水泥水玻璃双液浆(水泥、水玻璃体积比：1：0. 5，水泥浆水灰比：1：1；水玻璃浓度：30 35Be；水玻璃模数：2. 4 。(3)超前管棚打设完毕后，从地面钻孔至隧道掌子面拱部塌方处进行回灌 M10 水泥砂浆，要求将塌方空洞填充密实为止，回灌水泥砂浆量以现场实际用量为准，同时需经现场监理上程师确认。(4)段隧道初支及二衬根据现场塌方情
5、况进行加强，初支厚300mm，钢架采用工 22b 型钢加工制作，间距为 0. 5m，对应每棍设临时仰供及临时工 25a 型钢立柱，钢架内外侧设双层 25mm0. 5m 纵向联系筋，内外层错开布置：二衬采用 V 级断面(厚 400mm)，该范围内的二衬配筋是否加强根据后期量测结果确定。 3.2、涌水及次高压燃气管保护 地质钻探时，钻孔内突发涌水，同时伴随地面日沉降量约 8mm 掌子面正上方有一斜跨隧道的次高压燃气管，因埋深达 4m，不便埋设监测点，此时应停止洞内所有施工作业，将监测频率提高至 2 次/d。经过补充勘察，发现隧道掌子面前方分布一条断层构造带，形成一条深层的构造富水带。该隧道穿越地段
6、地表浅层为人工填石及砾砂层(地下水补给来源充分)，且形成了长期持续的动水压力及动态补给。断层破碎带及浅层人工填石及砾砂层存在水力联系，导致洞内涌水。设计在详细研究补充地质报告，了解区域工程地质及水文地质情况后，提出地面旋喷桩分仓止水帷幕方案即地面施作高压旋喷桩分仓止水帷幕，帷幕墙由 3 排 500mm 高压旋喷桩组成(单排桩间距为 0. 35m，排距为 0. 375m)，通过止水帷幕墙有效切断地下动态水进入隧道洞身范围。 2.3、过桥桩加固措施 现场施工阶段，因局部桩基类型(嵌岩桩或摩擦桩)与施工图设计阶段有所变化，根据专家意见和现有的补充钻孔资料和桩基竣工资料，对离地铁隧道较近的摩擦桩采取地
7、面袖阀管注浆止水，2 排 50mm 3. 5，间距为 0. 4m，注浆终孔直径 0. 6m，管底伸入隧道底板以下 3m；同时在靠近隧道一侧设 2 排必 159mm 8 钢管分隔加强，管内注浆填充密实，管底伸人隧道底板以下 5m，间距 0.4m，错开布置。除地面加固外，洞内隧道施工至桩基处时在靠近桥桩一侧打径向锚管(锚管长 4m，间距 1. 0m 1. 0m)压注双液浆加固隧道与桥桩之间的地层，有效控制桥桩变位。3、严格执行施工中的安全保护措施 在进行暗挖施工前应对施工人员进行详细的技术方面和安全方面的交底，根据地质情况和地下水情况，提出可能出现的问题和应急处理措施。要有对突发事件的应急措施和相
8、应的材料、机械。严格按照制定的安全措施进行施工。地面上孔的周围不得摆放铁锤、锄头、石头和铁棒等可坠落伤人的物品，挖出的土石方不得就近堆放。井下人员和地面人员定时联络，定时进行人员交换、信息交换。 对于井下经常发生的塌落或护壁裂纹现象应随时注意观察孔壁变化情况，发现严重问题或有可能发生隐患的问题要及时采取支撑措施；地面人员不得擅自离开井口，应注意孔下发出的联络信号，做到联络及时、反应及时；如有险情，应及时给出联络信号，以便迅速撤离，并尽快采取有效措施排除险情。要经常检查绞车支架、滑轮、绳索挂钩是否牢固，绞车要有紧急制动装置。从井底提上来的土石要倒干净，卸在距离孔口较远处。 施工中抽水、照明、通风
9、等所配电设备应有-机-闸-漏电保护器，井内照明必须采用 36V 低压安全照明，供电线路要架空，不得拖拽在地上，所有机电设备应该有专人操作，并经常检查电线合漏电保护器是否完好。从孔中抽水时排水口应置于距孔口较远处，并保证施工现场排水畅通。当天进行挖孔施工的，尽量当天完成浇注护壁。施工暂停人离开施工现场时，要将孔口盖好，要设有明显警戒标志。 由于土层中可能有腐殖质物或邻域腐殖质物产生的气体逸散到孔中，因此，要预防孔中有害气体的侵害。施工人员和检查人员下孔前应该提前把孔盖打开并观察井下是否有异常情况如有异常气味应及时报告有关部门，排除有害气体后方可作业。每天至少向孔内通风 12 次，孔下作业人员如感
10、到呼吸不畅要及时通风，及时上井休息。 4、施工监控量测 现场监控量测的主要项目：(1)洞内观察，观察开挖掌子面围岩情况和稳定状态，以及已施工地段隧道支护衬砌情况和结构安全性；(2)地表沉降(位移):区间隧道上方布设水准观测点，定期量测施工期间地表变化情况；(3)拱顶位移:隧道拱顶布置；(4)洞内收敛:竖井侧墙及隧道边墙布置；(5)水位观测:在隧道浅埋地段，设监测孔，监测施工对地下水的影响；(6)围岩内部变形、围岩压力、初支与二衬间压力、钢拱架应力等量测项目可根据情况选测；(7)地下重要管线沉降及位移，地面建(构)筑物沉降及位移。确定和修正设计参数对暗挖工程施工设计极其重要，这就要求对暗挖施工现
11、场的地质调查和现场量测的数据实况必须精确，现场监控量测对监视围岩稳定、判断隧道支护衬砌设计是否合理、施工方法是否正确的重要措施，也是保证安全施工、提高经济效益的重要条件，所以，施工监控量测应贯穿施工的全过程。 5、结束语 砂土层暗挖施工技术涉及层面较广，本文就钻孔桩施工技术中的安全问题进行了分析讨论，以望可以为相关专业人士提供借鉴。 参考文献 1刘建伟. 大断面富水地层暗挖隧道的施工技术J. 铁道建筑,2008,06:49-50. 2张自太,钱万周. 富水流砂地层暗挖隧道安全施工技术A. 中国土木工程学会、上海土木工程学会、上海城建隧道股份有限公司.地下交通工程与工程安全第五届中国国际隧道工程研讨会文集C.中国土木工程学会、上海土木工程学会、上海城建隧道股份有限公司:,2011:10. 3尹文平. 深圳富水软弱地层地铁暗挖施工引起的地表沉降及变形控制技术研究D.北京交通大学,2010.
