浅埋暗挖在石津干渠工程中的应用

殷立科

摘要：在穿中石化加油站浅埋暗挖段施工中严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的方针，有效控制了地面位移和局部塌方。

关键词：浅埋暗挖 石津干渠 田庄暗渠

1 工程概述

石津干渠作为河北省南水北调配套工程之一，主要供水对象为石家庄市、衡水市、沧州市及周边地区和石津干渠沿线县市。田庄暗渠是石津干渠工程的渠首工程，它将南水北调中线总干渠与现有石津灌渠相连，是下游所有供水目标的关键通道，总长4072.976m，由二孔一联钢筋混凝土无压箱涵构成。

石津干渠浅埋暗挖管节位于地面以下约5.5m位置，主体结构采用二孔一联钢筋混凝土箱涵，结构尺寸为4.0×4.2m（宽×高）。每10m设沉降缝一道，共计10节，长度100m。本次施工为穿越中石化加油站，运用浅埋暗挖的工法，通过工程实践总结了一些控制地面位移和局部塌方的经验。

2 施工中控制措施

2.1 高边坡稳定措施 暗挖段地面高程82～83m，东低西高，建基面高程71.7m，挖深11m左右，属高边坡施工。开挖前，在开挖边线外侧修建截水沟，以防止地表水对边坡的冲刷；边坡防护采用锚杆+网喷混凝土，喷锚混凝土平均厚度10cm。

2.2 建筑物地基固结措施 加油站地基回填材料为松散的建筑垃圾。施工前采用袖阀管注浆工艺对加油站地基进行主动注浆加固，以改善加油站基础地层。

2.2.1 向加油站主管部门获取预控参数 首先保证地下管线安全和正常使用，以管线允许变形指标作为预控参数控制管线变形，暗涵结构穿越管线密集区施工段时，根据超前探测情况，制定管线保护方案，施工期间加强对相关管线的监控量测和信息反馈工作。

2.2.2 注浆施工工艺选择 针对此种地层和有地下管线的情况，采用城市地铁施工的袖阀管注浆施工工艺。

2.2.3 优化注浆加固参数 根据监测情况，及时调整注浆加固参数。注浆范围为暗挖结构边线外扩10m；注浆深度5m；注浆孔径Φ110，孔间距1m，梅花形布设；注浆压力控制在0.3Mpa-0.5Mpa，当压力逐渐升高达到设计注浆压力并持续5min，或注浆量达到设计注浆量时即可结束单孔注浆；浆液材料为42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为1：0.8-1：1，浆液浓度应根据地层情况调整。

2.3 加油站建筑物安全预控措施

2.3.1 及时封闭掌子面 暗挖至加油站，尽快喷射10cm厚的混凝土封闭正前方的掌子面，确保掌子面正面土体稳定性良好。

2.3.2 进行超前探测 及时超前探明结构穿越加油站建筑物区域的地层特质，确认前方地层管线有无渗漏，基于探测获取的信息采取处理措施。

2.3.3 加强初期支护 ①拱顶超前小导管支护。小导管采用外径Φ42无缝钢管，长3.5m，壁厚2.5mm。钢管前端呈尖锥状，尾部焊上钢筋环筋，钢管尾端置于钢格栅腹部，将小导管制成花管，并向地层注浆，在小导管的中间钻梅花形的孔，Φ10mm，孔间距20cm，避免注浆时留有死角，尾部1m内不钻孔以免漏浆。在开挖拱部范围内布设小导管，外插角为7°～10°，管体之间的环向间距和纵向间距分别为0.3m、1.5m，搭接2m。②注浆工艺。配合比与凝胶时间必须严格控制，初选配合比后，用凝胶时间控制调节配合比，并测定注浆结实体的强度，选定最佳配合比；注浆时严格控制注浆压力，注浆终压必须达到设计要求，并稳压一定时间，防止结构变形或串浆。③侧墙超前小导管支护。由于该段分部工程结构底部有约4m的细砂层，施工时一衬侧墙采用侧向超前小导管进行注浆加固，小导管采用Φ42无缝钢管制成花管，长3.0m，壁厚2.5mm，环向间距1.0m，纵向间距2.5m，搭接0.5m。④初期支护施工。本标段浅埋暗挖一衬采用格栅钢架网喷混凝土支护，间距0.5m，进出口加强环钢架密排5m。初期支护在每步开挖后及时进行，主要有安装格栅、挂网、喷射混凝土等工序。⑤初期支护背后回填灌浆。初期支护背后回填灌浆跟随开挖工作面，并距离开挖工作面5m的地方进行；灌浆孔的布置应沿暗涵拱部及边墙呈梅花形布设，环向间距为：每环3根，纵向间距为2.0m；灌浆深度为插入一次支护背后0.5m；灌浆压力0.2～0.3Mpa。在限定的注浆压力下，注浆孔停止吸浆，不间断灌注5min再结束；根据初期支护背后孔隙大小或压水试验情况选择水泥浆。

当结构穿越松散地层时，小导管可适当加密。拱顶棚架体系刚度要加强。另外，为保证注浆质量达到预期要求，地层必须通过改性水玻璃浆液超前注浆加固。注浆加固前先通过试验确定水玻璃浆液配合比。喷射混凝土时增加喷射厚度；通过加油站混凝土立柱正下方等局部部位时，考虑适当密排格栅钢架的措施。

2.3.4 二次衬砌拱背注浆 由于二次衬砌混凝土在暗涵拱部与初期支护之间无法做到严密无缝，因此在二衬混凝土强度达到设计强度的70%后进行一、二衬混凝土结构之间的回填灌浆，及在二衬施工时在暗涵顶部布设环径向间距为3m×3m 梅花型布设Φ25钢管灌浆预留孔，回灌水灰比为1：1水泥浆，设计要求灌浆终压为0.3～0.35Mpa。

3 结语

施工中严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的方针，通过采取各项综合措施，为顺利完工创造了条件，使工程质量得到了保证。

参考文献：

[1]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].2004，12.

[2]SL378-2007.水工建筑物地下开挖工程施工规范[S].

[3]SL_377-2007.水利水电工程锚喷支护技术规范[S].endprint