重 堂
地 铁 区 问 隧 道 穿 越 无 胶 结 堆 石 料 区 时 的
变 形 破 坏 特 征 及 防 治
张海 波 ’ 张 斌
1．天津市地下铁道集团有限公司 天津 300051；2．新疆北新路桥集团股份有限公司 新疆 乌鲁木齐 830011
摘要：依托乌鲁木齐地铁1号线三一宣区间隧道工程，研究了隧道穿越无胶结堆石料区的变形破坏特征。分析表明，地
层破坏模式为超前掌子面的不良地质体失稳突破后涌入隧道 ，且破坏无缓变过程 ．具有突变性。基于此，提出了隧道
施工穿越无胶结堆石料区时的隧道滑塌防治技术，经实践，取得了理想的效果。
关键词：地铁隧道；无胶结堆石料；变形破坏特征；突变性；防治技术
中图分类号：TU94 3．2 文献标志码：A DOI：10．14144／j．cnki．jzsg 2017．08．054
Deform ation Failure Characteristics and Precautions for Subway Internal Tunnel
Passing Through Non-Cementin g Rockfil1．Area
ZHANG Haibo’ZHANG Bin
1．Tianjin Metro Group Co．，Ltd．，Tianjin 300051 China；
2．Xinjiang Beixin Road＆Bridge Group Co．，Ltd．，Urumqi，Xinjiang 830011，China
Abstract：Based on the Sangong—Xuanrendun interval tunnel project of Urumchi metro line 1．the deformation failure
characteristics of metro tunnel passing through the non——cementing rockfill area have been studied．The analysis
shows that the deformation failure mode is due to swarming into tunnel by instability and breakthrough of unfavorable
geological body of leading tunnel face．Furthermore，such failure is developing in gradual and mutable process．
Based on this，the technology for precaution of tunnel collapse in the area of non-cementing rockfill has been
proposed and the ideal effect has been gained by such practice．
Keywords：subway tunnel；non—cementing rockfill：deformation failure characteristics：mutability；precaution
technology
在城市修建地铁难免要遭遇人工生成 的不 良地质体 ，
无胶结堆石料区即为其中的一种。新疆地 区的无胶结堆石
料地层通常是由戈壁滩泥石料直接回填取土坑造成的，由
于前期管理不规范 ，回填坑的工程资料经常缺失 ，而工程
勘察又不能达到较高的精度，故使得地铁工程穿越时发生
工程事故的风险极高。因此，本文依托乌鲁木齐地铁l号线
三一宣区间隧道工程，研 究隧道穿越无胶结堆石料区变形
破坏特征及防治方法IJ J。
1 隧 道 施 工 围岩 失 稳 现 象
1)2015年4月16日17时45分，三一宣区间左线横通道
导洞上 台阶开挖进尺至28．25 In，准备 安装钢格栅时 ，拱
顶 出现局部滑落 ，滑落料主要为卵石，呈黄色，卵石表面
较为洁净，粒径在50--150 mm之间，级配极为单一，滑落
量为2～3 m ，其滑落位置均处 在拱顶 中心偏右位置 (图
1)。横通道滑落 区顶部地表发生轻微沉降 (图2)，降雨
积水通过地表沉 降观测孔流淌下渗，滑落区顶部周边地表
距沉降区3 m左右地表累计最大沉降值为22 mm，距沉降区
6 m左右地表沉降值未发生显著变化。
图1 隧道拱顶坍塌现场一 图2 隧道拱顶地表沉陷现场一
2)2015年7月2日l1时05分，三一宣区间暗挖隧道左线
大里程进尺9．75 m上台阶喷射混凝土时 ，拱顶上方突然坍
塌 ，坍落料主要为卵石 ，表面洁净，未发现任何胶结体，
卵石粒径50~200 mm，级配单一，坍落卵石堆夹杂砖块、
蛇皮袋等垃圾 ，坍落量约18 m (图3)。坍塌范围沥青路
面出现开裂沉陷，整体呈锅底形，面积约20 m ，最大沉陷
深度达60 cm (图4)。
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———— 一 ： _ 张海波 张 斌： 地铁区间隧道穿越无胶结堆石料区时的变形破坏特征及防治
图3 隧道拱顶坍塌现场二 图4 隧道拱顶地表沉陷现场二
2 滑 塌 发 生 原 因 分 析
隧道拱顶埋深8．84 15．5 m，其中YCK21+660~YCK21+
750段和ZCK21+480~ZCK21+660段存在 厚4．0～16．3 m的
人工杂填土 (图5)，为取 土坑经 回填而成。地勘取土孔
位置埋深12 m，全层约25％的建筑及生活垃圾，且漏浆较
为严重，以卵石为主，浑圆状，颗粒不均，粒径2～20 mm
的约 占l0％，20～60 mm的约 占40％，60～90 mm的约 占
10％，90～ l00 mm的约 占5％，其余为杂砂砾及粉黏粒充
填 ，岩芯呈散状，中密，稍湿。
图5 回填松散堆石料位置纵剖面示意
对坍 塌料 进 行 室 内筛 分实 验 ，结 果发 现粒 径 大于
60 mm的粒料 占26．1％，20~60 mm的粒料 占72．2％，而小
于20 mm的粒料仅 占0．7％，不均匀系数1．9，曲率系数1．2，
砂砾级配不 良好。粒径较为单一，其间没有胶结材料 ，稳
定性极差，坍塌时具有一定的流动性。对地表塌陷处揭露
发现 ，塌陷区土体整体下沉 ，可视地层为垃
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