张少夏

上海申通地铁集团有限公司 上海 200070

上海属淤泥质软土地区，土体具有孔隙比大、压缩性高、含水量高、灵敏度高、抗剪强度低、重新固结变形量大等特点。埋设于饱和含水软弱土和饱和含砂土中的运营地铁隧道易受到安保区内施工活动的影响，从而产生诸如渗漏水、结构破损、结构变形过大等病害。目前，对于单种形式的病害大多有了研究，但针对各种类型病害的治理方法和应急措施的系统研究不多[1-5]。本文对各种病害的分类进行了系统分析，并给出了针对性的应急措施。

1 保护区施工引起的隧道病害

由于保护区内项目施工导致的隧道病害主要可分为渗漏（渗漏水、漏泥漏砂）、结构破损（外力破坏、掉块、裂缝）和结构变形过大（沉降变形、收敛变形）三大类。

2 针对不同病害采取的应急措施

2.1 渗漏病害

渗漏病害主要体现为渗漏水和漏泥、漏砂等形式。渗漏水可分为局部渗漏水和大面积连续渗漏水，其中，大面积的连续渗漏水和漏泥、漏砂会引起隧道结构变形的增加，若隧道位于砂性土层中，持续的渗漏病害会导致灾难性的后果。因此，出现上述病害后，需立即启动堵漏措施。

对于大面积渗漏水和线流病害，一般先做好引流措施，然后进行壁后注浆（脂溶性聚氨酯）；对于漏泥、漏砂病害，首先应清除泥砂，然后进行壁后注浆或骑缝注浆（脂溶性聚氨酯）。壁后注浆施工的关键技术要点包括开孔深度、注浆次数、注浆压力、注浆量等。施工过程中需注意安装球阀，不得侵入地铁运行限界，注浆过程中需避免聚氨酯浆液发泡外溢，一旦外溢需及时清理（图1）。

图1 壁后注浆示意

2.2 结构破损病害

隧道结构破损病害主要是隧道结构被外力破坏，比如被桩基打穿引起的结构大块掉落或破损等。对于此类病害，应按如下顺序操作：将外部桩基等切除→采用临时钢板进行封堵→外部注浆、拆除临时钢板→对受损部位进行环氧砂浆修补→安装钢环（图2）。

图2 钢环加固

结构破损病害也包括局部掉块和较大裂缝。针对此类病害，一般采取堆胶的工艺进行修复，若面积太大，则需采取加钢环的工艺。但钢环工艺由于施工时间长和价格昂贵等原因，一般只有在破坏特别严重时采取。堆胶是采取特殊树脂材料，利用人工支模，10 min后即可凝固，施工时间短且结构强度高，适合在地铁隧道内施工时间紧张的情况下应用（图3）。

图3 堆胶施工

2.3 结构变形过大病害

隧道结构变形过大病害主要表现为沉降变形过大和收敛变形过大。沉降变形过大会导致隧道差异沉降，影响车辆行驶平顺度和安全性，同时导致的管片间错台会引起隧道内漏水、漏泥。收敛变形过大会导致内部隧道管片之间挤压破坏以及外部接缝张开过大，使止水条失效，继而在隧道内发生大面积渗漏水。

发生沉降变形过大后，需对隧道内轨道平顺度及差异沉降进行测量。若不满足行车要求，需立即调整轨道高度，并同时进行隧道内微扰动注浆和堵漏施工。

微扰动注浆工法主要利用水泥浆与水玻璃混合后，能够快速凝固的特性，通过对隧道下方土体注浆形成脉状注浆体，从而对隧道下方土体起到填充、压密和加固的作用，能提高土层的强度和变形模量，有效控制软土隧道的沉降问题。该工艺施工时间长，且只有在地铁停运之后才可施工，施工过程中风险高，需要打穿隧道道床，存在施工过程中及施工完成后冒浆的风险，施工前需做好各种应急准备工作，做好工程交底，需在施工前完善应急预案和备齐应急物资。

发生收敛变形过大的情况后，一般也会引起隧道内腰部漏水，需先进行壁后注浆堵漏施工，然后进行隧道外微扰动注浆，即通过从地面引孔，对隧道两侧土体采用双液注浆方法进行填充加固，从而减小隧道横向收敛变形问题。在变形特别大时，例如软土地区通缝拼装的隧道收敛变形超过10 cm时，还需采取钢环加固等措施。

3 案例分析

某项目地铁侧地下2层结构外边线与地铁区间隧道结构外边线最小净距10.0 m。基坑边线平行地铁延长距离约123 m。项目基坑开挖面积约20 133 m2，开挖深度分别约13.9、19.2、21.4 m。区间隧道顶覆土厚度18.54～ 21.42 m。

项目在施工过程中，尤其是在开挖过程中，隧道收敛变形急剧增加，上行线S110—S140环相对于标准圆最大收敛变形达到80.6 mm，故决定对其采取隧道外微扰动注浆进行修复。

3.1 注浆范围

对隧道底标高以上5.2 m范围内进行注浆，隧道覆土深度由测量单位进行测量以保证每个孔注浆深度的精确性。本工程暂定注浆范围为上行线S105—S145环，并考虑浆液扩散，各外扩三环，即S102—S148环。

3.2 注浆孔布置

考虑到注浆施工对隧道结构变形的有效性和安全性，决定在上行线隧道两侧距离隧道边线3.0、3.6 m各设置2排注浆孔，如上下行隧道间距小于7.2 m，则两线隧道中间仅进行单排注浆，注浆时根据监测数据调整实际注浆孔位。

3.3 单次注浆终止条件

1）注浆量达到每次注浆的要求。

2）单次注浆管片变形接近或达到允许值：变形预警值为≥3 mm，变形达到5 mm则停止注浆。

3.4 注浆监测

注浆前需由测量单位对隧道覆土深度进行测量以保证每个孔注浆深度的精确性；增加自动化监测设备，确保注浆时能做到及时有效地读取监测数据，做到信息化施工。同时注浆过程中，指定专职人员，检查隧道表观，以防止意外发生；注浆过程中，需及时对隧道螺栓进行复紧，防止变形回弹。

3.5 注意事项

1）在“注得进”（不堵管）的前提下，浆液中水泥应尽量多，水玻璃应少，以达到扰动少和“注得好”的 效果。

2）严格按照要求进行注浆施工，包括孔位放样定位、注浆管打设深度、注浆参数控制等。

3）在注浆施工的同时，由监测单位对隧道的轴线、管片的变形进行严密监测，一旦发现位移或变形接近或达到允许值时，应立即停止注浆，以防止注浆对隧道产生不利影响。

4）注浆施工受隧道变形的限制，注浆位置、注浆单节高度、注浆量等参数需根据隧道变形情况随时调整。

5）施工时，与监测单位及时紧密联系，如有突发事件，及时通知。

6）施工中若发现隧道内渗漏，应采取紧急措施：立即停止地面注浆，现场施工人员进入隧道内进行渗漏治理。渗漏治理所需的设备与材料应在地面注浆正式施工前准备完毕。

3.6 注浆效果

微扰动注浆自2019年5月17日开始，于2019年5月29日结束，收敛变形最大环变形回缩18.5 mm，相对于标准圆最大收敛变形达到62.1 mm，自5月29日施工结束至6月8日期间，S110—S140环最大回弹数值为5.4 mm（S118环），平均回弹量为3.4 mm，注浆达到了预期效果。

4 结语

地铁工程结构安全是百年大计。施工过程不可避免地会对地铁结构产生影响，但为尽可能减少施工影响，应该在施工前进行技术分析并采取相关的技术措施和管理措施。尤其是对重大工程，紧邻地铁结构的项目，需在施工前进行模拟计算并对应急管理措施进行梳理，做好相关准备工作，必要时先在隧道内打孔注浆。

一旦工程施工影响隧道结构，导致隧道结构出现病害，必须立即启动相应措施，以确保地铁结构安全为第一要务。目前，对应各种结构病害均有针对性措施，但治理隧道沉降的隧道内微扰动注浆工艺比较复杂，治理时间长，施工风险高，需高度重视。

目前的应急措施受到施工条件和工艺的限制，还有较大的发展空间，地铁公司需投入更多的研究，研发新材料、新工艺、新方法，为地铁结构安全保驾护航。

[1] 叶耀东,朱合华,王如路.软土地铁运营隧道病害现状及成因分析 [J].地下空间与工程学报,2007,3(1):157-160.

[2] 吴江滨, 张顶立,王梦恕.铁路运营隧道病害现状及检测评估[J].中 国安全科学学报,2003,13(1):49-52.

[3] 方正泽.地铁隧道断面病害检测系统研究[J].计算机产品与流通, 2020(5):277-278.

[4] 刘杰.地铁隧道结构病害原因分析及对策探究[J].工程技术研究, 2020,5(1):79-80.

[5] 刘庭金,林少群.盾构隧道病害分析及上方架空轻质回填研究[J].铁 道工程学报,2019,36(7):64-69.