浅埋暗挖法施工工艺技术应用与研究

郭春英

(兖矿东华建设有限公司建安分公司, 山东 邹城 273500)

1 项目背景

我单位承接的储煤系统工程，其中有大约200米的皮带走廊部分经过一段公路和场地，为了不影响公路和场地的正常使用，经设计单位通过地质勘查报告研究，采用浅埋暗挖工法施工。暗挖部分长约为190米。

2 研究内容

2.1 小导管超前注浆作业工艺研究；

2.2 暗挖工艺研究；

2.3 支护工艺技术研究；

2.4 监测控制技术研究。

3 实施方案

3.1 工艺流程

（1）主要工艺流程：打入超前注浆导管→压注改性水玻璃浆液→开挖上拱部土方→安装钢榀架、挂网片、焊连接筋→喷射上拱混凝土→挖侧墙部土方→安装侧墙榀架、挂网片、焊接连接筋及预埋螺栓→喷射侧墙混凝土→挖核心土

（2）在施工过程中应用监控量测、信息反馈和优化设计，实现不坍方、少沉降、安全施工。施工中应坚持十八字方针：管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测。

3.2 超前小导管预注浆支护工艺

根据工程图纸说明以及工程土质特点，且穿越道路场地，稳固土体是开挖暗道的先决条件，所以采用超前小导管预注浆支护进行加固地层。本工程对侧墙和拱部进行了超前注浆加固处理，保证了暗道周边土体的稳定。

(1)钻孔：超前小导管孔采用SF电钻和YT-28风钻钻孔。

(2)布管

(a)超前小导管选用 Φ32-40mm的钢管加工而成，顶部切削成尖靴，尾部焊接垫圈，其长度一般为3.0-3.5m；

(b)超前小导管仅在起拱线以上沿拱边轮廓线设置，环向间距40-50cm不等，外插角一般为30° ；

(c)超前小导管从网构钢架腹部空间穿过，插入已钻好的孔中，尾端与钢架焊接，连为一体。注浆管纵向搭接长度水平投影不小于1m。利用风镐的锤击功能将钢管击入土层，用压缩空气将管内积物吹净，孔口采取暂时封堵措施。

(3)封面

注浆前，喷射5-10cm厚混凝土封闭工作面，防漏浆。i(4)注浆

根据土质的情况采用改性水玻璃浆液进行注浆加固。

3.3 土方暗挖工艺

暗道土方施工在注浆结束后进行。采用正台阶法施工，台阶宽度控制在1.0倍洞径，台阶上方留置核心土，以便于及时施做初期支护。下台阶适当留设坡度，防止土方滑落，开挖顺序严格遵循施工组织设计要求。

先开挖上拱土方，喷射混凝土封闭后，再开挖边墙，核心土及底板土方。开挖时遵循“注浆一段，开挖一段”的施工原则，开挖及格栅间距为500mm，拱部开挖后尽早封闭，尽量减少顶部土方悬空时间，最前一步未封闭的上拱格栅与最前一步已封闭的拱腿的间距控制在2～2.5m之间，核心土保持1：3～1：5的坡度，防止土方坍塌。

皮带走廊暗道开挖顺序图

3.4 支护工艺研究

（1）钢拱架和钢筋网联合支护

开挖至中线、高程及轮廓线符合设计要求时，进行拱网联合支护。钢格栅垂直于地面安装，土体开挖面形成后及时架设钢拱架。安装前清除底脚下的虚碴及其它杂物，超挖部分用喷射混凝土填充。

网构钢格栅的结构：有三根主筋和处于他们形成的三角形范围内的加强筋焊接而成，主筋采用直径18mm的螺纹钢，加强筋为直径10mm的圆钢，根据暗道断面的大小，网构钢架可分为4块，每块接头分别焊接厚10mm的链接钢板，用M18mm的螺栓将各块链接成整体。

网构格栅纵向间距1.0-1.2米，纵向联接筋为Φ20的钢拉杆，钢拉杆间距1.5-2.0m，内外双层交错布置；格栅内外满铺钢筋网片（ф6@100×100）亦为双层布置，施工中与格栅和纵向连接筋用扎丝或焊接牢固。施工中严格控制格栅间距、纵向连接筋、网片之间（搭接不小于一个网格）的搭接长度。

（2）喷射混凝土支护

为降低粉尘，采用湿喷工艺，喷射混凝土工艺流程见下图。

（1）原材料的控制：

喷射混凝土的原材料进场均进行质量检验，进行速凝效果的试验，确定速凝剂的品种和最佳掺量，要求初凝不超过5min，终凝不超过10min，进行配合比选择试验，确定水泥用量和水灰比。喷射混凝土选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

2）喷射作业

喷射顺序由下而上；喷射混凝土时，喷头与受喷面应保持垂直，喷头距受喷面距离0.8～1m；均匀地按螺旋轨迹移动，不准长时间对准一点一次喷够厚度。喷射压力控制在0.12～0.15MPa，一次喷射厚度，侧壁约60～100mm，拱顶部分约50～60mm，当分层喷射时，在前一层喷射混凝土终凝后进行，若在终凝1小时后再进行喷射时，喷层表面用水清洗。

3.5 施工监测控制

本工程中主要监测项目为：地质与支护状况观察、受施工影响范围内地表沉降量测、重要管线变形量测、初期支护拱顶沉降与周边收敛位移量测。所有监测数据、记录、图表均存入计算机监测管理系统，统一管理。

根据设计的有关要求，本标段管道暗挖必须监测的项目如下表：

量测频率 允许值1～15天16～30天31～90天地质及支护观察测量项目测量方法测点布置观察、记录 每一开挖环 每次开挖后洞周收敛 收敛仪 洞门附近、暗道中心位置 2次/天1次/2天2次/周25mm顶板下沉水准仪、钢尺洞门附近、暗道中心位置 25mm

4.经济及社会效益

4.1 避免了对公路路面的破坏及地下各种管线、地面通讯电缆、灯杆和民房的拆迁，其中拆迁费节省10万元。

4.2 浅埋暗挖法施工不干扰市民的正常生活，避免了因明挖施工而产生的噪音、尘土、振动等公害，保证了道路的畅通，深受各级领导的赞扬和当地市民的欢迎。

4.3 浅埋暗挖法施工技术为建设现代化城市交通开创了一条崭新的道路，为实现现代城市的远景规划提供了技术保证。

[1]张国亮 韩占波 双层小导管在浅埋暗挖隧道施工中的应用[J].铁道科学与工程学报,2006(02).

[2]王梦恕.隧道建设.2006(5).

[3]王建平,张富强.小导管注浆预支护技术在城市浅埋暗挖隧道的应用[J]. 河北建筑工程学院学报,2003(01).