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内容摘要：城市浅埋海底隧道接线变电所工程发生通天塌方，原有地下管线横穿暴漏，污水管线漏水冲刷砂层严重。经原因分析，制定详细的通天塌方“满填充”处理技术方案，主要是通过掌子面刷坡、喷射砼，搭设管棚、小导管平台，管线加固、引流，锯末“满填充”，注浆加固，防水板、二衬施工等有效处理，使得损失降至最低。未来城市轨道交通、隧道的施工提供成功的借鉴意义。
关 键 词：隧道；通天塌方；满填充；处理技术；混凝土
Abstract: city Shallow Cross Harbour Tunnel terminal substation project of Babel collapse, the original underground pipeline crossing the storm drain and sewage pipes leaking serious erosion sand. Babel collapse analysis of the reasons to develop a detailed "full fill" to deal with the technical solutions, mainly through the tunnel face brush slope, sprayed concrete, erection of the pipe roof, small catheters platform, pipeline reinforcement, drainage, sawdust "full fill, grouting reinforced, waterproof board, two lining construction effective treatment, to minimize the damage. The construction of urban rail transit tunnels future reference.Keywords: tunnel; Babel collapse; full fill; processing technology; concrete
中图分类号：U45 文献标识码：A文章编号：
1、工程概况：
某城市浅埋海底隧道接线变电所工程，设计长度为16.0m，宽度9.3m，设计起点里程为AK0+518，设计高度7.769m（含结构），地处沿海老城区18层高层居民楼旁停车场内（距海岸400M左右），由于百姓阻扰，征地拆迁问题始终未能解决，勘测工作及超前地质预报工作无法进行，遂设计明挖改为暗挖，变更后，隧道平均埋深3.5m，设计采用上下台阶法进行施工，初期支护为拱部10m长Φ108超前大管棚，环向间距40cm，拱部为3m长超前小导管，环向间距40cm，边墙Φ25中空锚杆长3.5m，间距1m*1m，Φ8钢筋网片，网片钢筋间距200mm*200mm，30cm厚C25、S6喷射砼，Φ22格栅钢架间距50cm，二衬设计为50cm 厚C35钢筋砼，隧道暗挖施工至AK0+530时，发生通天塌方，塌方处埋深约4m，塌方面积约42㎡。
2、塌方原因分析
a、隧道处于海边砂层区域，污水管线老化且漏水严重，造成周边土体冲刷，导致塌方。
b、隧道拱顶上方高压自来水管线沟槽回填全部采用建筑垃圾，无自稳能力，导致塌方。
c、浅埋隧道拱顶右侧距离18层高层楼基础仅有4.7m，且拱顶覆盖层多为杂填土和楼房回填建筑垃圾，无自稳能力，导致塌方。
3、针对塌方采取的技术措施：（通天塌方处理技术方案）
针对本隧道处于城市老城区且邻近大海、埋深较浅、地质情况复杂、安全隐患多等种种不利因素，我方果断采取积极应对措施，制定详细的隧道通天塌方处理方案，具体技术工艺流程如下：
污水引流
掌子面刷坡、喷射砼搭设管棚、小导管平台木模板铺设安装锯末垫层码实浇筑砼
压力管线加固
锯末“满填充”周边注浆加固 开挖、支护 二次衬砌锯末卸载 回填压实、硬化
3.1塌方掌子面刷坡、喷射砼。
根据隧道拱部覆盖层厚度约3.5m，塌方起点距离设计终点还有约5m这一现场实际情况，将掌子面与设计终点采用人工刷坡成约1:0.75~边坡，然后采用200*200钢筋网片进行挂网，且喷射C25、30公分砼，以确保塌方处掌子面稳定。
3.2搭设管棚、小导管平台。
对塌方起点处格栅钢架与支护好的边坡面之间进行长约5米（根据现场可适当调整）、Φ108钢管超前大管棚施工，施工前将Φ108管棚一端削成半尖形（与掌子面人工刷破坡度相吻合），人工以设计纵坡进行纵向摆设，并预留出5~10cm的预留沉降量（弹性变形），圆形一端搭设在塌方起点处格栅钢架上，与格栅钢架紧密焊接，另一端半尖形搭设在喷射好的砼面上，使其紧贴砼面充分受力，环向间距10㎝，按塌方起点设计格栅钢架的圆弧形，布满整个塌方面积，为增强管棚的支撑能力，在已布满的Φ108管棚上方，横向布置Φ42小导管，间距200mm*200mm，管棚和小导管施工要求平整，焊接牢靠，并根据实际情况适当加密，使其形成一个整体的平台，并具有足够的刚性和稳定性。
3.3模板铺设安装及管线加固、引流。
在搭设好的平台上方进行木模板绑扎、水平铺设安装。模板要求安装紧密，为保证砼浇筑无渗漏，特待模板铺设完成后，在其顶部铺设一层厚0.2㎝塑料膜，塑料膜四周卷起，呈包裹状，确保砼浇筑时，砼不产生泄露。模板绑扎期间用Φ42小导管对压力自来水管线进行加固，以平台为支撑点，Φ42小导管焊接成一临时支架，支撑在自来水管线下方，防止因悬空断裂，发生意外。
先采用胶皮管引至周边城市管网，待砼浇筑完成后采用PVC管进行搭接，接入原有管道，以保证其排水顺畅。
3.4锯末码放。
在已铺设完成的塑料膜上回填一層袋装锯木粉末，充分利用其体积大，重量轻、抗缓冲能力强的特点，袋装锯木粉末人工码放整齐、密实，平台中央采用横向逐一摆放，四周要竖向摆放，利用砼浇筑时的流动性产生的挤压作用，保证周边土体不再塌方。待袋装锯木粉末铺设完毕后（68袋），再在其顶部铺设一层厚0.2㎝塑料膜，以免袋装锯木粉末影响砼整体性。
3.5浇筑砼
浇筑砼之前，应充分考虑格栅钢架及大管棚的刚性及稳定性要求，从而计算砼浇筑厚度,（42㎡*0.3m*2350kg=26.6T），本次浇筑砼厚度定为30cm，并分两次采用52m长悬臂砼泵送车进行C15砼浇筑，第一次浇注20㎝，待稳定半小时后，检查砼是否渗漏及拱架荷载承受情况，满足要求后，进行第二次浇注砼约10㎝，浇注过程中应缓慢进行，并根据实际情况对砼的坍落度进行合理调整，一般塌落度控制在20~22左右，充分利用砼的流动性自行流淌密实,切勿振捣。
3.6锯末“满填充”施工。
待砼达到设计强度的70%后，随即进行大面积的袋装锯木粉末填筑，直至填满为止（填充锯末2200袋），一方面减轻格栅钢架的承受力，另一方面防止砼上方周边悬空面再次坍塌，并进行覆盖防雨工作。
3.7周边注浆加固。
对塌方掌子面悬空处进行超前小导管施工，并采用硫酸盐水泥双液浆进行注浆，对其周边土体进行加固，确保周边土体稳定。
①在变电所AK0+529.5处（为保证土体加固效果钢管桩布设延长0.5米）开始沿开挖边线外侧环向增设两排Φ108钢管桩，间距0.5m*0.5m，深度嵌入设计底板1米，梅花形布置,对周边土体和楼房加固。钢管桩呈U型布设，详见下图。
②钢管桩内均采用注水泥-水玻璃双液浆。注浆采用注浆量和注浆压力双控原则进行注浆时间的控制，浆液可用拌和机搅拌，注浆机具采用1臺GZJB双液注浆机，注浆参数如下：
注浆终压：0.5～1.5Mpa；
水泥浆浓度（水灰比）：1.25:1～0.8:1；
水泥浆与水玻璃体积比：1:1～1:0.6；
浆液初凝时间：1～2min；
缓凝剂（Na2HPO4）掺量:水泥重量2%～2.5%；
水玻璃浓度：45Be。
3.10开挖、支护，喷射砼，正常掘进。
待砼达到设计强度后进行暗挖施工，充分利用砼盖板支撑系统，做到短进尺，紧支护，按设计要求，每50cm立1榀格栅钢架（22cm），逐步跟进施工，格栅钢架安装应紧密焊接在预先埋设的Φ108管棚平台上，如有不紧密之处，采用Φ25螺纹钢进行焊接，以增强拱顶上方管棚平台的刚性和稳定性，格栅钢架安装完成，随即按设计要求进行砼喷射工作，喷射砼耳边墙由下至上依次进行，拱顶由中间向两边逐步喷射，确保砼喷射密实，严格按隧道短进尺、紧支护进行施工。
3.11防水板、二次衬砌施工。
待暗挖支护完成，经监控量测，围堰充分稳定后，进行EBC防水板施工，待防水板施工完毕后，随即集中人力、物力，进行二次衬砌施工。
3.12卸载锯末，回填硬化处理。
待二次衬砌砼强度满足要求后，卸载洞顶袋装锯木粉末，并随即进行土方填筑施工，采用边卸载边回填的方法，统计卸载锯末数量（2132袋），根据填土深度采用人工分层回填直至原地面，考虑到砼下方的68袋锯末的日久下沉，最后对原地面进行30㎝厚C30砼硬化处理，并预留10㎝下沉降量。
5、借鉴意义
随着我国项目建设周期的逐步加快，各级城市都已陆续步入了城市轨道交通时代，热闹繁华的都市施工、复杂的周边环境要求我们对项目管理要更加的科学化、人性化、专业化。预防隧道塌方事故是安全管理的重要部分。随着影响安全的不可预见因素越来越多，也给我们施工安全管理带来了严峻考验，这就需要我们在制定应急预案规避各种风险的同时，提高解决突发事件的能力。案例引用“城市沿海海底隧道通天处理技术应用”，理论联系实际，特对本工程海底隧道通天塌方处理技术进行总结、研究，希望为我们城市轨道交通、隧道的施工提供成功的借鉴意义。
参考文献
[1] Fluder,A.,Otto,B.Proceedings of the 3rd Internationnal Symposium on Field Measurements in Geomechanics[M].A.A.Balkema,Rotterdam,Neth,1991:9-11,809-819.
[2] 王梦茹等.北京地铁浅埋暗挖法施工[J].铁道工程学报.1988,12(4)
[3] 关宝树.隧道及地下工程专题技术――工法概论[M].成都:西南交通大学出版社,1998
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关 键 词：隧道；通天塌方；满填充；处理技术；混凝土
Abstract: city Shallow Cross Harbour Tunnel terminal substation project of Babel collapse, the original underground pipeline crossing the storm drain and sewage pipes leaking serious erosion sand. Babel collapse analysis of the reasons to develop a detailed "full fill" to deal with the technical solutions, mainly through the tunnel face brush slope, sprayed concrete, erection of the pipe roof, small catheters platform, pipeline reinforcement, drainage, sawdust "full fill, grouting reinforced, waterproof board, two lining construction effective treatment, to minimize the damage. The construction of urban rail transit tunnels future reference.Keywords: tunnel; Babel collapse; full fill; processing technology; concrete
中图分类号：U45 文献标识码：A文章编号：
1、工程概况：
某城市浅埋海底隧道接线变电所工程，设计长度为16.0m，宽度9.3m，设计起点里程为AK0+518，设计高度7.769m（含结构），地处沿海老城区18层高层居民楼旁停车场内（距海岸400M左右），由于百姓阻扰，征地拆迁问题始终未能解决，勘测工作及超前地质预报工作无法进行，遂设计明挖改为暗挖，变更后，隧道平均埋深3.5m，设计采用上下台阶法进行施工，初期支护为拱部10m长Φ108超前大管棚，环向间距40cm，拱部为3m长超前小导管，环向间距40cm，边墙Φ25中空锚杆长3.5m，间距1m*1m，Φ8钢筋网片，网片钢筋间距200mm*200mm，30cm厚C25、S6喷射砼，Φ22格栅钢架间距50cm，二衬设计为50cm 厚C35钢筋砼，隧道暗挖施工至AK0+530时，发生通天塌方，塌方处埋深约4m，塌方面积约42㎡。
2、塌方原因分析
a、隧道处于海边砂层区域，污水管线老化且漏水严重，造成周边土体冲刷，导致塌方。
b、隧道拱顶上方高压自来水管线沟槽回填全部采用建筑垃圾，无自稳能力，导致塌方。
c、浅埋隧道拱顶右侧距离18层高层楼基础仅有4.7m，且拱顶覆盖层多为杂填土和楼房回填建筑垃圾，无自稳能力，导致塌方。
3、针对塌方采取的技术措施：（通天塌方处理技术方案）
针对本隧道处于城市老城区且邻近大海、埋深较浅、地质情况复杂、安全隐患多等种种不利因素，我方果断采取积极应对措施，制定详细的隧道通天塌方处理方案，具体技术工艺流程如下：
污水引流
掌子面刷坡、喷射砼搭设管棚、小导管平台木模板铺设安装锯末垫层码实浇筑砼
压力管线加固
锯末“满填充”周边注浆加固 开挖、支护 二次衬砌锯末卸载 回填压实、硬化
3.1塌方掌子面刷坡、喷射砼。
根据隧道拱部覆盖层厚度约3.5m，塌方起点距离设计终点还有约5m这一现场实际情况，将掌子面与设计终点采用人工刷坡成约1:0.75~边坡，然后采用200*200钢筋网片进行挂网，且喷射C25、30公分砼，以确保塌方处掌子面稳定。
3.2搭设管棚、小导管平台。
对塌方起点处格栅钢架与支护好的边坡面之间进行长约5米（根据现场可适当调整）、Φ108钢管超前大管棚施工，施工前将Φ108管棚一端削成半尖形（与掌子面人工刷破坡度相吻合），人工以设计纵坡进行纵向摆设，并预留出5~10cm的预留沉降量（弹性变形），圆形一端搭设在塌方起点处格栅钢架上，与格栅钢架紧密焊接，另一端半尖形搭设在喷射好的砼面上，使其紧贴砼面充分受力，环向间距10㎝，按塌方起点设计格栅钢架的圆弧形，布满整个塌方面积，为增强管棚的支撑能力，在已布满的Φ108管棚上方，横向布置Φ42小导管，间距200mm*200mm，管棚和小导管施工要求平整，焊接牢靠，并根据实际情况适当加密，使其形成一个整体的平台，并具有足够的刚性和稳定性。
3.3模板铺设安装及管线加固、引流。
在搭设好的平台上方进行木模板绑扎、水平铺设安装。模板要求安装紧密，为保证砼浇筑无渗漏，特待模板铺设完成后，在其顶部铺设一层厚0.2㎝塑料膜，塑料膜四周卷起，呈包裹状，确保砼浇筑时，砼不产生泄露。模板绑扎期间用Φ42小导管对压力自来水管线进行加固，以平台为支撑点，Φ42小导管焊接成一临时支架，支撑在自来水管线下方，防止因悬空断裂，发生意外。
先采用胶皮管引至周边城市管网，待砼浇筑完成后采用PVC管进行搭接，接入原有管道，以保证其排水顺畅。
3.4锯末码放。
在已铺设完成的塑料膜上回填一層袋装锯木粉末，充分利用其体积大，重量轻、抗缓冲能力强的特点，袋装锯木粉末人工码放整齐、密实，平台中央采用横向逐一摆放，四周要竖向摆放，利用砼浇筑时的流动性产生的挤压作用，保证周边土体不再塌方。待袋装锯木粉末铺设完毕后（68袋），再在其顶部铺设一层厚0.2㎝塑料膜，以免袋装锯木粉末影响砼整体性。
3.5浇筑砼
浇筑砼之前，应充分考虑格栅钢架及大管棚的刚性及稳定性要求，从而计算砼浇筑厚度,（42㎡*0.3m*2350kg=26.6T），本次浇筑砼厚度定为30cm，并分两次采用52m长悬臂砼泵送车进行C15砼浇筑，第一次浇注20㎝，待稳定半小时后，检查砼是否渗漏及拱架荷载承受情况，满足要求后，进行第二次浇注砼约10㎝，浇注过程中应缓慢进行，并根据实际情况对砼的坍落度进行合理调整，一般塌落度控制在20~22左右，充分利用砼的流动性自行流淌密实,切勿振捣。
3.6锯末“满填充”施工。
待砼达到设计强度的70%后，随即进行大面积的袋装锯木粉末填筑，直至填满为止（填充锯末2200袋），一方面减轻格栅钢架的承受力，另一方面防止砼上方周边悬空面再次坍塌，并进行覆盖防雨工作。
3.7周边注浆加固。
对塌方掌子面悬空处进行超前小导管施工，并采用硫酸盐水泥双液浆进行注浆，对其周边土体进行加固，确保周边土体稳定。
①在变电所AK0+529.5处（为保证土体加固效果钢管桩布设延长0.5米）开始沿开挖边线外侧环向增设两排Φ108钢管桩，间距0.5m*0.5m，深度嵌入设计底板1米，梅花形布置,对周边土体和楼房加固。钢管桩呈U型布设，详见下图。
②钢管桩内均采用注水泥-水玻璃双液浆。注浆采用注浆量和注浆压力双控原则进行注浆时间的控制，浆液可用拌和机搅拌，注浆机具采用1臺GZJB双液注浆机，注浆参数如下：
注浆终压：0.5～1.5Mpa；
水泥浆浓度（水灰比）：1.25:1～0.8:1；
水泥浆与水玻璃体积比：1:1～1:0.6；
浆液初凝时间：1～2min；
缓凝剂（Na2HPO4）掺量:水泥重量2%～2.5%；
水玻璃浓度：45Be。
3.10开挖、支护，喷射砼，正常掘进。
待砼达到设计强度后进行暗挖施工，充分利用砼盖板支撑系统，做到短进尺，紧支护，按设计要求，每50cm立1榀格栅钢架（22cm），逐步跟进施工，格栅钢架安装应紧密焊接在预先埋设的Φ108管棚平台上，如有不紧密之处，采用Φ25螺纹钢进行焊接，以增强拱顶上方管棚平台的刚性和稳定性，格栅钢架安装完成，随即按设计要求进行砼喷射工作，喷射砼耳边墙由下至上依次进行，拱顶由中间向两边逐步喷射，确保砼喷射密实，严格按隧道短进尺、紧支护进行施工。
3.11防水板、二次衬砌施工。
待暗挖支护完成，经监控量测，围堰充分稳定后，进行EBC防水板施工，待防水板施工完毕后，随即集中人力、物力，进行二次衬砌施工。
3.12卸载锯末，回填硬化处理。
待二次衬砌砼强度满足要求后，卸载洞顶袋装锯木粉末，并随即进行土方填筑施工，采用边卸载边回填的方法，统计卸载锯末数量（2132袋），根据填土深度采用人工分层回填直至原地面，考虑到砼下方的68袋锯末的日久下沉，最后对原地面进行30㎝厚C30砼硬化处理，并预留10㎝下沉降量。
5、借鉴意义
随着我国项目建设周期的逐步加快，各级城市都已陆续步入了城市轨道交通时代，热闹繁华的都市施工、复杂的周边环境要求我们对项目管理要更加的科学化、人性化、专业化。预防隧道塌方事故是安全管理的重要部分。随着影响安全的不可预见因素越来越多，也给我们施工安全管理带来了严峻考验，这就需要我们在制定应急预案规避各种风险的同时，提高解决突发事件的能力。案例引用“城市沿海海底隧道通天处理技术应用”，理论联系实际，特对本工程海底隧道通天塌方处理技术进行总结、研究，希望为我们城市轨道交通、隧道的施工提供成功的借鉴意义。
参考文献
[1] Fluder,A.,Otto,B.Proceedings of the 3rd Internationnal Symposium on Field Measurements in Geomechanics[M].A.A.Balkema,Rotterdam,Neth,1991:9-11,809-819.
[2] 王梦茹等.北京地铁浅埋暗挖法施工[J].铁道工程学报.1988,12(4)
[3] 关宝树.隧道及地下工程专题技术――工法概论[M].成都:西南交通大学出版社,1998
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。