1 工程概况
武汉地铁4号线二期汉阳火车站站—钟家村站区间隧道长度为1374.5 m，左右线隧道平均间距为12 m。该区间隧道有2条联络通道和2个泵站，其中一条联络通道与泵站合建，另一条联络通道与泵站为单独设置，具体位置见图1。
图1 联络通道及泵站位置图
本区间联络通道采用矿山法施工，工序为：取掉管片-施工超前小导管-开挖施工-防水层施工-二衬结构施工，其中开挖施工是危险最大一道工序，且在实际施工中遇到较大涌水，故采用超前小导管注双液浆方式来进行止水。通道的断面形状见图2，拱顶以150°进行布孔，开挖断面宽4 m，底板至拱顶最高处高4.2 m，顶部圆拱半径1.9 m。
图2
2 工程地质及水文条件
1）根据详勘地质报告，本区间左线隧道主要穿越地层为（3-1）层粉质黏土、（10-1）层粉质黏土、（10-1a）层粉质黏土（10-2）层粉质黏土混碎石，右线隧道地基主要为（10-1）层粉质黏土、（10-2）层粉质黏土混碎石、（13-2）层含碎石红黏土、（14a）层灰岩碎块混红黏土、（17b-2）层中风化泥质灰岩、（17d-1）层强风化粉砂质泥岩、（17e-2）层中风化灰岩及（0）溶洞充填物。联络通道工程处于富水粉质黏土地层。
2）在勘探深度范围内，拟建场地地下水有上层滞水和岩溶裂隙水2种类型。上层滞水主要赋存于（1）层人工填土层中，水量有限且不稳定；岩溶裂隙水主要赋存于二叠系灰岩中，局部地段有较大水量。联络通道及泵站地处（17b-2）中风化泥质灰岩层中，其钻孔涌水量在每立方米23.99～139.15吨。
3 1号联络通道兼泵站施工
3.1 开挖施工遇到的问题
由于联络通道兼泵站位于公园人工湖侧旁，地下水位错综复杂。当正式取掉管片进行联络通道开挖施工后，掌子面大量涌水，涌水流均为清水不含泥沙（含水沙层流淌会造成严重后果，甚至可能淹没整条隧道），但若不能及时有效止水，仍可能造成大量塌方以及地面沉降。开挖过程中水量较大，掌子面不稳定，无法继续施工。
3.2 原因分析及设计参数调整
1）因为地层含水层位于0.5～1.5 m之间，承压水头呈9.5～23.5 m不等，且联络通道处于粉质粘土层中，故分析为粉质黏土中空洞内积存水，且在下雨时出水量会变大，天晴时出水量变小，通过调查了解，基本验证了这一观点。
2）在分析涌水原因后，采取小导管间距加密（调整为15 cm）及选取注入双液浆（水泥—水玻璃双液快凝注浆）的处理措施，并调整搭接长度，待注浆压力达到设计压力时停止注浆，等待浆液凝固后再继续进行开挖施工。
3.3 小导管的作用及结构
1）根据实际地质情况，本着经济合理的原则，在拱顶150°范围内，按每1.5 m进尺打设1排小导管（见图2）。小导管主要起止水留浆作用，其浆液在导管周围及导管内部固结后，使开挖轮廓以上的围岩形成整体承载拱，在拱顶处提供支持力，有效防止塌方，保证了联络通道的施工安全。
2）小导管采用f42 mm的无缝钢管，钢管长3500mm，搭接1500mm（见图3），环向间距300mm，沿开挖轮廓以15°～30°的外插角打入。小导管头部加工成封闭尖锥形，以便插入并防止浆液从头部溢出。小导管中部2900 mm范围（见图4）钻f6～f12 mm溢浆孔，使得浆液可以通过溢浆孔进入围岩中，溢浆孔呈梅花形布置，相邻孔间距200mm（防止注浆出现死角）；小导管后部（见图4）留出500mm，以便接注浆管用，
图3 小导管搭接示意图(mm) 图4 小导管结构示意图(mm)
3.4 小导管施工
1）施工时先放好小导管孔位，将小导管对准孔位以15°～30°的外插角放好，再用风镐顶导管后部将小导管顶入小导管孔中，外插角控制在15°为宜；
2）尾部置于格栅钢架外部，必要时将其焊接在格栅导管连接处的主筋上，以增强共同支护能力。
3）打孔过程中，应尽量避免对原状土层的扰动。
3.5 小导管注浆
1）注浆前先对格栅做初喷Ｃ20混凝土加固，厚度小于20 mm，注浆材料根据土层情况决定,通常采用水泥浆即可，本工程出水量较大需要快速进行堵水故采用水泥-水玻璃双液浆。
2）注浆步骤：注浆材料吊运到位→灌浆设备检查→灌浆管路检查→拌制浆液→启动设备→注双液浆→注浆压力达到设计压力范围→停机→关闭注浆头阀门→拆头换孔。
3）注意事项如下：
⑴ 注浆压力不宜过大，应保持在0.3～0.5 MPa为宜；单孔注入量100～120 L，每孔加固半径为30～35 cm，可以保证各孔之间固结成整体。
⑵ 压注浆时，必须密切注意压力表，发现压力过高，需立即停注，疏通注浆管；如发生浆液从其他管流出的现象，则应在串浆管口处用木楔堵塞管口，待该管注浆时再拔下木楔，并以高压风和高压水清洗管内杂物，然后再注浆，直至当批次小导管注浆结束。
⑶ 由于注浆压力过大，注浆管不准对人放置，防止突然启动设备时造成伤害，注浆管在未打开风阀前，不准搬动，关闭密封盖，以防高压喷出物射击伤人。
3.6 小导管注浆效果
实践证明，采取加密小导管注浆施工后，形成管棚帷幕，提供支撑力有效防止塌方[1]，且出水量也得到了有效控制，取得了良好的效果[2]。在实际开挖过程中，小导管加固止水效果良好。
4 结语
1）在富水粉质黏土地层中运用矿山法施工与普通地层不同[3]，流水能使自稳能力较好的黏土地层泥化软化；
2）地层水含量会对掌子面的稳定造成显著影响，在施工前期应切实掌握地层情况；
3）参建各方人员均应重视施工过程中出现的特殊情况，如与设计不符，应及时进行方案调整，确保施工安全；
4）工程应用小导管超前方法切实解决了施工中存在的风险[4]，顺利完成了施工任务；
5）在富水地层中进行联络通道施工，采用冻结法施工则会相对安全[5]，但成本相对矿山法较高。所以在施工方案选择、预算、工期控制、安全风险控制时，应考虑各方因素，以实现施工方案最优化。
摘自《上海隧道》