关于某环城路地下过街通道工程施工分析

　　摘要：文章结合环城东路横河地下过街通道工程为例，就该工程中的施工技术及工艺相关问题进行阐述;

　　关键词：地下通道,注浆,暗挖,施工,工艺

　　1.工程概况

　　某环城路地下过街通道呈“工”字型，总长161.808米，设有四个出入口，东西侧各布置两个，地道兼备行人、自行车推行和残疾人过街功能，出入口位于原有人行道外侧;地道边墙利用咬合桩作为复合墙结构，通道横断面采用直墙有仰拱的马蹄形内轮廓形式。洞门采用端墙式钢筋混凝土结构，厚15cm，并在四周设置不锈钢与夹胶钢化玻璃的组合栏杆，确保行人安全。

　　2.工程场地的自然条件

　　2. 1地形地貌

　　本工程场地平坦开阔,地道出入口均位于人行道边,地道东侧紧邻贴沙河,西侧位于横河公园内。

　　2. 2工程地质、水文地质

　　根据勘探深度范围内地基土的沉积年代、成因类型和强度特征，共分为4个工程地质层，9个亚层。

　　该工程范围内的地下水位埋深在1.0～1.6m,为第四系孔隙潜水,主要受大气降水补给,贴沙河及区域性侧向径流补给，并随季节变化，年变化幅度约为1.0m，根据施工期间实测结果，贴沙河水面绝对标高为5.39m，河道石坎顶面标高为6.0m，根据贴沙河水文资料，河底标高约为2.5m。

　　3.工程施工方法和施工工艺

　　3.1 TSS注浆

　　土体加固结束后，井身开挖时在周边进行TSS小导管注浆，以起到对WSS加固的补充。孔钻好后安放TSS注浆管，TSS注浆管采用直径32mm、壁厚3.25mm焊接钢管加工，长度1.5m;加工时先用气割机将一端管口10㎝长用氧焊割成四瓣花叶状，并用铁锤将四瓣花叶状钢片向钢管轴心方向敲拢成为25～30°的锥体，用电焊焊接锥尖部位，使其密封性良好，在注浆管末端加焊φ6～8mm钢筋制成管箍。在注浆管周体垂直间隔一定的尺寸，利用台钻钻设φ6mm的溢浆孔，间距15厘米成梅花型布置，配置止浆塞，尺寸为外径32mm，内径16mm，长度8cm;止浆塞抗拉强度大于20MPa。配套有芯管、顶管、顶杆配料计量工具必须经过检验合格，按照设计配方配料;浆液采用水泥—水玻璃双液浆。

　　3.1.1马门头加固处理

　　放坡开挖至正洞拱顶开挖轮廓线以下1.2米除停止向下开挖,进行马头门加固处理。工字钢闭合,只是喷混凝土厚度可以适当减少,之后按设计施工正洞,开挖深度浅，并加工洞口几榀环框梁，I20工字钢加工，用氧气乙炔割除洞口范围内竖井的支护，安装环框梁，沿环框梁搭设洞内超前自进式锚杆，将锚杆尾部与环框梁焊接后整体喷射砼，使马门头形成整体受力结构体系，平衡来自各个方向的土压力。下部施工结合CRD分二部进行，也必须使环框梁与竖井及洞内支护形成整体。

　　3.1.2通道上半部的施工

　　放坡开挖施工至横通道拱顶时，在拱顶以上先施作300×300mm拱型加强梁，随着竖井开挖，及时施作边墙，使洞口支护封闭成环。竖井开洞进入施工通道处密排两榀钢筋加强，并按0.5米/榀向施工通道排列3米长，挂φ6.5@200×200钢筋网及喷射C20砼。拱顶施工一环直径32毫米间距300毫米的自进式锚杆超前锚杆，进行预加固，并注浆封实。

　　基坑开挖过程中应做好水沟和积水坑，及时抽取积水坑内积水，保持基底面干燥。基坑上方搭设防雨棚布同时作好基坑四周地面排水系统，防止地面水侵入基坑内。

　　3.1.3基坑的监控量测及控制基坑位移变形的方法

　　3.2浅埋暗挖施工

　　3.2.1通道注浆施工

　　通道断面主体采用WSS工法预注浆加固施工，通道主体结构注浆加固范围2米，孔间距600mm，孔深度15米，止浆墙3m。注入半径350mm梅花型布孔。采用通道外斜孔2米范围内进行加固。对市政管线部位根据现场实际情况采用动态跟踪注浆。注浆结束后方可进行开挖，开挖不得超过12米，预留3米止浆墙。

　　3.2. 2施工工艺

　　⑴施工步骤

　　预注浆固结通道土体地层，主要目的是使通道主体达到一定厚度土层固结，对通道开挖部分采取填充为主;以及市政改移管线回填注浆加固。

　　a、预注浆孔位布置(见下页)

　　b、钻孔及压浆

　　用油压XTU-75A型钻机钻至设计标高，钻头达到设计深度后，即可开始压浆。

　　注浆压力控制在0.3~0.7Mpa，钻杆每次拔起高度为15cm。

　　⑵工艺要求

　　定孔位：根据设计要求，对准孔位，根据不同入射角度钻进, 要求孔位偏差不大于2cm，入射角度偏差不大于1°。

　　钻机就位：钻机按指定位置就位，并在技术人员指导下，调整钻杆的垂直度;对准孔位后，钻机不得移位，也不得随意起降。

　　钻进成孔：第一个施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。密切观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后再进行施工。

　　提升钻杆：严格控制提升幅度，每步不大于20cm，匀速上升，注意注浆参数变化。

　　浆液配比：采用经计量准确的计量工具，按照设计配方配料。

　　技术负责人

　　项目副经理

　　计量管理

　　生产

　　管理

　　经营管理

　　质

　　量管理

　　测量管理

　　水电管理

　　项目经理

　　试验管理

　　定位观测3人

　　拔管洗管5人

　　注浆5人

　　钻孔3人

　　配浆3人

　　钻机就位5人

　　布孔3人

　　移至新孔位

　　注浆结束

　　提升一节

　　注浆

　　配浆

　　钻 孔

　　定孔位

　　管线探测

　　注浆：严格控制注浆压力，同时密切关注灌注量，当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆时，应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆参数或移位等措施重新注浆。

　　4)注浆参数

　　A、注浆材料

　　①、其特性对地下水而言，不易溶解;

　　②、对不同地层，凝结时间可调节;

　　③、高强度、止水;

　　④、注浆材料配比：

　　注浆时，将根据现场实际情况适当加入特种材料以增加可灌性和早期强度。

　　B、注浆参数

　　注浆压力：预注浆加固地层P=0.3~0.7Mpa

　　扩散半径：水平孔R=350mm，斜孔R=500mm

　　土体平均注入率：40～45 %(每立方米为单位计算)

　　凝结时间：30s～60s(根据地质条件可做适当调整)

　　土层水泥含量：15～18%

　　土层含水率：16～18%

　　土层单轴抗压强度0.4～0.7Mpa

　　C、注浆孔的布置

　　根据通道主体结构及地质状况和管线布置、埋深，主要为水平和斜孔注浆布孔，根据现场情况可以调整布孔位置，通道内采用水平布孔，孔间距0.6米，孔深15米，根据现场实际条件调整布孔方式及各种角度。并对新建管线注浆保护，采取先直孔形成止浆墙，然后斜孔对管线底部进行填充加固。

　　D、浆液配制

　　本工程所采用外加剂主要是调节浆液的可灌性和混合液的凝结时间，凝结时间由注浆时的压力和设计要求的扩散范围共同决定，因此在注浆过程中，外加剂用量可根据现场实际情况进行适当的调整。液中各成分放入搅拌机的顺序为：水、外加剂、水泥。两种浆液在注入前必须拌合均匀，并经常检查两种浆液混合后的凝结时间是否符合设计要求。

　　本过街通道采用RN32自进式注浆锚杆超前预注浆支护辅助施工措施，锚杆长度4m，在顶板及侧墙拱部(拱部周边)范围内布设，自进式注浆锚杆间距200～600mm，锚杆外插角10°～15°，孔深4m，纵向间距3m。自进式注浆锚杆直接用风钻打入。

　　3.2.3浅埋暗挖法开挖施工技术措施

　　主通道和副通道暗挖部分埋深较浅,地面至拱顶距离小于4M，施工中采取超前小导管注浆和全断面注浆加固地层支护。

　　暗挖通道开挖采用CRD工法或CD工法施工，开挖前采用RN32自进式注浆锚杆预注浆及地质情况必要时全断面喷混凝土加固地层辅助性施工措施，施工前做好超前地质预报、探测工作和管线保护工作。

　　3.2.3.1施工顺序及步骤

　　暗挖通道益乐路采用CRD工法施工，紫金港采用CD工法施工，左右侧导坑按上下台阶进行施工。采用人工配合小型机具开挖，每循环进尺为0.5m，其施工顺序及步骤如下：先在地道两端采用明挖法施做工作竖井，然后在工作井内进行地下过街通道的施工。

　　第一步，在开挖断面周围做自进式注浆锚杆超前注浆，对地层进行固结，提高地层的自稳能力;第二步，CRD工法(中隔墙+台阶工法)开挖①;第三步，施作①钢筋格栅喷混凝土初期支护，并尽快使初期支护在①部内形成闭合环;第四步，预留核心土开挖土体②;第五步，施作②部上下钢筋格栅喷混凝土初期支护，与①的初期支护相连初期支护闭合环;第六步，CRD工法(中隔墙+台阶工法)开挖③;第七步，施作③钢筋格栅喷混凝土初期支护，并尽快使初期支护在③部内形成闭合环;第八步，CRD工法开挖④;第九步，施作④部上下钢筋格栅喷混凝土初期支护，与③的初期支护相连初期支护闭合环;

　　暗挖通道的开挖及初期支护，施工达到一个浇筑段二衬长度后，及时施作防水层，浇筑通道二衬混凝土。

　　3.2.3.2喷射混凝土施工

　　喷射砼拟采用湿喷工艺施工，喷射设备使用TPS6型湿式喷射机，人工掌握喷头直接喷射砼。喷射砼作业除满足有关规定外，采取以下技术措施：

　　初喷砼紧跟工作面，复喷前按设计完成钢筋网、格栅拱架的安装工作，施工时根据监控量测的结果进行修正，喷射时先喷拱架与轮廓之间隙，使拱架尽早起到支护作用，再喷拱架周围，后喷拱架之间。

　　当开挖面大面积渗水但水量不大时，在喷射砼前先用高压风吹扫工作面，开始喷射砼时，喷射砼由远而近，并临时加大速凝剂掺量，缩短初、终凝时间，直至逐渐合拢喷射砼，水止住后，按正常配合比喷射砼封闭。若渗水量大，先加速凝剂封闭开挖面注浆止水加固后再进行下道工序。

　　喷射砼中掺DS型液体速凝剂，STC粘稠剂，以减少回弹量和粉尘，控制外加剂掺量，确保喷射砼强度符合设计要求。

　　用徕卡TCR307隧道断面测量仪测绘开挖断面和喷射砼完毕后的断面，两断面相减得喷射砼厚度，不够设计厚度的重新加喷。

　　喷射砼由专人喷水养护。发现裂纹时先用红油漆作上标志，进行观察和监测，确定其是否继续发展，找出原因后进行处理。对可能掉下的喷射砼撬下重喷;已不再发展的裂纹，采取在其附近加设锚杆或加喷一层砼的办法处理。

　　3.2.3.3锚杆施工

　　本通道全部采用RN32自进式注浆锚杆。自进式锚杆施工方法如下：

　　钻进采用手持式凿岩机将安装好钻头的锚杆钻进至设计深度(锚杆如需加长，可用联结套进行联结，然后通过钻机钻进)。

　　卸下钻机，安装止浆塞，将其安装在锚孔内离孔口25cm处。特殊情况也可用锚固剂封孔。

　　通过快速注浆接头将锚杆尾端与注浆泵相连。

　　开动机器注浆，待注浆饱满且压力达到设计值时停机。注浆压力根据设计参数和注浆机性能确定。

　　3.2.3.4拆除临时支撑

　　临时支撑拆除在各断面位移充分稳定后进行，在进行正式拆除支撑之前，先进行两次及以上拆除试验。

　　拆除临时支撑时，先拆除上部立撑，然后再拆除水平支撑及下部支撑。拆除时必须有专人现场指挥，并仔细观察断面情况，有异常现象时必须立即停止拆撑，并及时加固处理，确保施工安全。

　　拆撑的安全基准为：

　　拱顶下沉量值Δ≤2mm/7d(Δ为拱顶下沉增量)

　　净空收敛值δ≤4mm/7d(δ为净空收敛值)

　　当拆撑过程中拱顶下沉大于6mm和拆撑后拱顶下沉大于12mm时应引起重视，必须立即找出原因，研究对策。

　　拆除临时支撑的速率应控制在15m/d之内。

　　3.3模注混凝土施工

　　3.3.1施工方法

　　二次衬砌在开挖完成并在初期支护稳定后紧跟初期支护进行。采用底板先行，侧墙顶板一次灌注的施工顺序。模板采用大块钢模板型钢支架，砼采用商品砼，砼输送车运输，泵送砼入模，插入式捣固棒捣固密实，每次浇注长度控制在5m。

　　3.3.2施工工艺

　　①、钢筋加工绑扎

　　钢筋在南北两区施工围挡内进行加工制作。

　　钢筋是必须有出厂合格证和出厂检验，各项指标必须符合规范要求。

　　严格按设计要求进行下料，钢筋级别、数量、直径等符合设计。

　　钢筋绑扎符合设计和规范要求，位置准确、不漏筋、搭接长度满足设计和规范要求。

　　②、支架施工

　　支架搭设前先进行隧道净空测量，放出中线及控制标高点。支架采用φ48mm钢管，框架式布搭设，支架顶部设置顶纵梁和横梁，其上铺设底板模板。支架搭设后进行预压，消除接头压缩。

　　支架设横撑和斜撑且相互间连接牢固，施工时不能撞击或振动，以防变形

　　③、模板施工

　　模板采用厂制造大块钢模板组拼而成，支架采用型钢，面板采用4毫米厚的钢板，每节长度5米。模板必须支撑牢固、稳定，不得有松动、跑模、超标准的变形下沉现象。较大变断面处的模板支撑刚度经过检算方可投入使用。

　　模板安装前必须经过正确放样，检查无误后再立模。

　　使用尺寸合格的模板，模板表面清理干净，涂刷好脱模剂。模板拼缝应平整严密，不得漏浆。

　　模板安装好后，必须复核中线及标高是否正确，及时报验。

　　④、砼灌注

　　砼采用商品砼。砼运输车在地表通过输料管将砼输送到放在竖井下的砼输送泵内，由砼泵泵送入模。砼分层水平对称灌筑，插入式振捣器振捣，局部辅以附着式振动器振捣。

　　编制砼的浇注方案，制定详细的砼供应方式、现场质量控制措施、砼浇注工艺流程、砼施工路线、砼灌筑及养护、防止砼质量通病的措施等，报监理审批后实施。

　　砼灌筑前应对模板、钢筋、预埋件、预留孔洞、施工缝、变形缝止水带等进行检查，清除模板内杂物，隐蔽验收合格后，方可灌筑砼。

　　先灌筑砂浆或水润滑管路，并检查管路的密封是否良好。

　　在现场管口测试坍落度，严禁在现场随意加水，并按规定制作砼抗压、抗渗试件。

　　砼从低处向高处分层连续灌筑，如必须间歇时，其间歇时间应尽量缩短，并在砼初凝前将上一层砼全部灌筑完。如果间歇时间超过规范要求时，按施工缝处理。

　　砼灌筑过程中，用插入式振捣器振捣，尤其在预埋件处、钢筋密集处及其它特殊部位应事先制定措施，严禁不振、漏振或过振。

　　砼灌筑过程中应随时观察模板、支撑、防水板、钢筋、预埋件、预留孔洞等情况，发现问题及时处理。

　　在顶部离两端头各100cm以及台架中部，制造时预留φ50mm锥形检查孔3个，当砼灌筑时，用锥形铁棒堵塞此孔并在砼初凝前将此棒拔出，以检查砼灌筑是否密实，此孔在二次衬砌背后回填注浆时，可作为注浆孔用。

　　砼脱模时间不少于24h,同时满足砼强度不小于2.5Mpa。砼终凝后及时进行洒水养生，结构砼养生期不少于14d。砼脱模过程加强对砼表面的保护，避免对砼表面造成损伤。脱下的模板轻拿轻放，避免损伤模板。底板砼灌注后8h内，禁止人行走或堆放任何东西。脱模后即对施工缝进行凿毛处理。

　　⑤、二次衬砌工艺技术要求

　　施工前，由测量工程师组织测工精确地测量隧道中线和高程，定出支架的位置，搭设完成后，经监理工程师和本单位总工程师及隧道工程师共同验收合格后，方可开始模筑施工。

　　在砼模板支架安装前,先使用多功能平台进行防水板的挂设。挂设时,为了保证其良好的防水性,防水板使用无钉固定,在各衬砌范围内的防水卷材挂设完成后方可进行模板台架就位。

　　灌筑砼时，两边边墙对称浇注。当砼超过顶板时砼输送泵管应埋在砼面以下，以保证填满整个空间。

　　隧道墙背后的超挖部分回填密实并与衬砌同时进行，边墙基底以上1m范围内，使用与边墙同级圬工一起灌筑，其余部位的超挖回填按要求办理。

　　衬砌灌筑后10～12h开始养护,以保持良好的硬化条件,养护时间14d。

　　衬砌工作缝按照设计要求防水外理。工作缝位置及砼浇筑分块根据每次衬砌长度而定，一次衬砌长度为5m。

《关于某环城路地下过街通道工程施工分析》

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