过街通道浅埋暗挖施工技术

　　摘要：采用浅埋暗挖法中全断面开浅埋暗挖法是一种在离地表很近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的方法。在明挖法、盾构法不适应的条件下，浅埋暗挖法显示了巨大的优越性。通过对烟台一中南校区过街通道工程施工过程进行分析，总结了过街通道浅埋暗挖施工的基本方法，结合工程实际提出过街通道浅埋暗挖施工的技术特点和施工操作要点及其总结，对此类工程施工具有很好的参考价值。

　　关键词：过街通道浅埋暗挖施工,技术特点,施工操作要点,质量控制要求。

　　1.技术特点

　　浅埋暗挖法是以加固和处理软弱地层为前提，采用足够刚度复合衬砌为基本支护结构的一种用于软土地层近地表修建各类地下洞室的暗挖施工方法。强调预支护，及时支护，控制地面沉降，保证施工和地面地下建筑物的安全，十八字方针“管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤量测”是其精髓。浅埋暗挖法机械化程度低，主要依靠人工施工，机动灵活，对工程的适应性强，可做成各种结构型式，在地质情况较差的情况下要采取辅助施工措施。

　　2.施工工艺流程及操作要点

　　2.1施工工艺流程图

　　2.2 操作要点

　　2.2.1 管棚施工

　　管棚长度、直径和数量应满足钻进设备的工作参数和现场施工要求。钻孔时将钻机固定在架子上，为防止钻孔偏斜，开钻前应检查钻机平台的稳定性。每次钻机移位，均用经纬仪、水平仪控制其方向、角度，以保证管棚的施工质量。管棚为无缝钢管制作，两根钢管之间用丝扣连接，在钢管管壁上每隔75mm钻凿直径6mm的花孔， 呈梅花形布置，钢管一端用5mm厚钢板封堵，每一个钻孔成孔、起钻且钻机移位后，将制作好的钢管送入孔内，以免下一个孔施钻时将上一个孔破坏。为了提高管棚的强度，增加其抗弯性能，在管子内下入加工好的钢筋笼，钢筋笼用3根直径22mm螺纹钢制作，钢筋采用双面焊接的搭接方式。中间每隔2m焊制一个对中支架，使钢筋能处于管子中心位置，将注浆管穿入对中支架内，与钢筋笼一起送入钢管内。管棚安装到位后，钻机在下一孔位施钻的同时用灰浆泵给上一根管内注入M30水泥浆，使用42.5水泥，水灰比0.5，注浆压力不低于0.25MPa。使水泥浆通过花孔渗出以填充管子与孔壁之间的空隙。

　　2.2.2 超前小导管施工

　　超前小导管采用直径42mm无缝钢管，壁厚4mm，长度2.5m，布置于通道顶部及边墙范围内，小导管间距为27cm，管身按梅花形布设注浆孔，孔径6mm。小导管端部加工成尖头，钻孔或直接插打。小导管从格栅钢架的腹部穿过，外插角为10—15度，尾部留20cm的长度，与拱架焊接连成整体。

　　小导管注浆水泥采用普硅42.5水泥，水灰比1：1，水泥浆与水玻璃体积比为1：1—1：0.8，凝胶时间30秒至3分钟，根据初步选定的配合比，测定凝胶时间，直到满足凝胶时间要求，确定施工配合比。注浆压力0.5—1.0MPa;浆液扩散半径0.3-0.5m;由两侧孔至中间孔间隔交错压注，孔口压力控制在1Mpa以内。施工中采用注浆压力和最终注浆量双重标准控制。

　　2.2.3 土方开挖及支护施工

　　采用人工开挖，由于本通道截面比较小，故采用全断面开挖以加快施工进程，一次掘进。洞内弃土采用人工手推车运至出入口，再用装载机装土，自卸汽车运至场外。土方开挖后初喷混凝土，设工字钢支撑形成封闭环面，挂钢筋网复喷混凝土。

　　钢架采用工字钢制作，钢架在洞外按设计尺寸加工成型，洞内安装在初喷混凝土和挂网之后进行，用管棚与超前小导管固定，两侧用超前小导管固定，钢架间设纵向连接筋。喷混凝土包裹。钢筋放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割、刨边的加工余量，将钢筋冷弯成形。钢架放在牢固的基础上，架立时垂直通道中线，当钢架和围岩之间间隙过大时设置垫块，用喷混凝土喷填。钢架架立后尽快喷混凝土作业，并将钢架全部覆盖，使钢架与喷混凝土共同受力，喷射混凝土分层进行，每层厚度5—6cm左右，先从墙脚处向上喷射防止上部喷射料虚掩墙脚不密实，造成强度不够，墙脚失稳。

　　钢筋网事先加工制作成方片。施工时运至工作面进行焊接安装。

　　喷混凝土采用湿喷工艺，以减少回弹及粉尘，创造良好通道作业环境。喷射混凝土作业前，清洗受喷面并检查断面尺寸，保证尺寸符合设计要求。喷射混凝土作业区有足够的照明，作业人员佩带好作业防护用具，确保工作质量及安全。喷射混凝土终凝2h后开始洒水养护，洒水次数应以能保证混凝土具有足够的湿润状态为度;养护时间不得少于14d。

　　2.2.4 防水施工

　　防水板铺设和锚固：将事先裁剪加工好的无纺布铺设于待施工部位，并采用固定垫圈配合水泥钉将无纺布固定牢固。固定无纺布的钉孔纵向间距为0.5—0.8m，环向间距为边墙处0.5—0.8m，顶部0.5m，底板部1.0—1.5m，并按梅花形布置。完成无纺布缓冲层的铺设固定工作后，将防水板采用简易台车吊装在待铺设部位，由顶部向两侧采用电热焊粘结的办法与固定垫圈连接紧密。施工中应注意控制焊接温度，防止烧穿防水板或破坏固定垫圈。

　　焊接防水板搭接接缝：上下循环两幅大幅面的防水板接头处留10cm搭接幅面，用热焊机将搭接缝焊好，焊缝宽度不小于2cm。采用专用压焊器时，注意控制焊接温度，防止烧穿烧焦防水板或破坏固定垫圈。

　　通道环向沉降缝往往是结构防水的薄弱环节，施工时，在沉降缝处加设钢板止水带及遇水膨胀胶条，以增强其防水能力。混凝土浇筑时要注意对接缝处的捣固，使之密实，并不得破坏止水带、止水胶条或使其错位。

　　2.2.5 二次衬砌施工

　　为确保衬砌质量，提高施工进度，二次衬砌采用定型钢模板，槽钢加固。钢筋在洞外加工、弯制，洞内焊接绑扎，混凝土在洞外集中拌和。衬砌混凝土为防水混凝上，抗渗等级为S8，在拌和时加入防水剂。混凝土采用商品(预拌)混凝土，由搅拌运输车运输，拖式泵泵送入模，插入式振捣棒和附着式振捣器振捣密实。

　　衬砌钢筋在洞外现场加工，衬砌钢筋绑扎在防水板敷设完毕后进行。衬砌工作面设简易绑扎台架，衬砌钢筋的绑扎、焊接在简易台架上进行。

　　混凝土施工过程中要进行粗、细骨料含水率、混凝土塌落度等项目的测定，根据实测结果，对混凝土施工配合比进行适当调整。

　　通道衬砌施工前必须复核通道断面尺寸，保证衬砌厚度。同时检验防水板敷设是否符合要求，有无破损。衬砌钢筋保护层厚度能否满足要求。如有上述任何一项问题，必须经处理满足规范要求后方可进行施工。

　　混凝土采用输送泵泵送入模，两侧对称浇注，防止偏压造成台车倾斜变形。混凝土浇注要连续进行，不得出现水平和倾斜接缝，如混凝土浇注因故中断，则在继续浇注施工前，必须凿除已硬化的表面松软层及水泥砂浆薄膜，并将表面凿毛，高压水冲洗干净。新浇筑混凝土时，先前浇筑的混凝土的强度不低于1.2Mpa。

　　当混凝土达到规范允许的强度后方可拆模。衬砌混凝土拆模后应喷养护液养护。

　　2.2.6 衬砌背后注浆

　　通道衬砌在浇注过程中因混凝土自身或其它因素，常在顶部衬砌背后留下空隙，因此在初砌及整体式模注衬砌后还须压注水泥砂浆，以保证衬砌背后密实，防止地表下沉。

　　衬砌注浆断面距开挖面5m左右。浆液采用超细水泥浆，压力控制在0.1—0.3 MPa，以防路面隆起。顶部混凝土钢筋绑扎时，在顶部沿水平方向布设注浆管，共布设三根，间距1.5m。拆模后进行衬砌背后注浆。并同时预埋排气管。注浆管外露端加工成丝口，以利于和注浆软管连接。

　　注浆孔眼布置和注浆顺序依照设计图有关要求施工。注浆过程中必须注意观测注浆压力及吸浆量的变化情况，出现堵塞及时处理。达到设计压并稳压一段时间后，拆除注浆管，迅速用塞子堵塞注浆管，防止浆液流出。

　　2.3质量控制要求

　　(一)管棚质量控制要求

　　(a)钻孔前掌子面必须按要求先喷一层素混凝土作为止浆墙，以确保掌子面在进行压力注浆时不出现漏浆、坍塌。钻孔时根据地质情况选择加泥浆护壁或可加套筒或将钻头直接焊接在钢管前端钻进，并保证成孔角度;

　　(b)钢管逐节顶入，采用丝扣连接，通道同一断面处的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少应错开1m，并及时将钢管与钻孔壁间缝隙填塞密实。纵向两组管棚间应有不小于3.0m的水平搭接长度。要保证钢管外露端法兰盘、止浆阀的焊接质量;

　　(c)注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象，如发生串浆，应立即停止注浆，并采取措施(如快硬水泥砂浆或锚固剂封堵)或采用间歇式注浆封堵串浆口，直至不再串浆时再继续注浆。注浆过程中压力如突然升高，可能发生堵管，应停机检查。注浆结束前，应采用最大注浆压力闭浆一段时间，一般可取5分钟左右,并及时封堵注浆口;

　　(d)施工中应及时检验注浆效果：对注浆加固区进行钻孔取芯，观察注浆充填情况;另外在进行无孔钢管钻孔时观察孔内涌水颜色及涌水量，水颜色如较澄清或夹带水泥渣块，涌水量较小，则注浆效果较好，如涌水为泥浆颜色或涌水量较大时，应补注或重注。

　　(二)超前小导管注浆质量控制要求

　　(a)纵向两组小导管间应有不小于1.0m的水平搭接长度;

　　(b)浆液可采用纯水泥浆或加入水玻璃，根据地质情况确定浆液配比及注浆压力(参见地表注浆要求);

　　(c)注浆过程中应注意：小导管注浆前，应对开挖面及5m范围内的隧道喷射厚为5~10cm的混凝土封闭;保证注浆压力满足要求，必要时可在孔口设置止浆塞，止浆塞应能承受规定的最大注浆压力;注浆结束标准：注浆压力逐步升高，当达到设计终压并继续注浆10min以上、与设计注入量大致接近;注浆后至开挖前的时间间隔，视浆液种类而定，一般宜为4～8h，开挖时应保留1.5～2.0m的止浆墙，防止下次注浆时孔口跑浆;

　　(d)格栅钢架拱脚处设置锁脚锚杆，防止开挖下台阶时，钢架移动和下沉。

　　3 结语

　　通过对烟台一中南校区过街通道工程施工的参与、学习和总结，经实践证明采用的原材料、施工机械设备和施工技术操作要点是成功的，极大地提高了现场施工的速度和质量，在保证施工进度的同时兼顾了工期和成本控制，本工程取得了良好的经济效益和社会效益。整个施工技术操作要点对类似工程具有很大的参考价值和指导意义。

　　参考文献：

　　「1」《公路隧道施工技术规范》(JTG F60—2009)

　　「2」建筑工程施工手册「M」.第4版，北京：中国建筑工业出版社，2003

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