南水北调配套工程田庄暗渠段浅挖暗埋施工技术

□刘庆利

南水北调配套工程田庄暗渠段浅挖暗埋施工技术

□刘庆利

浅挖暗埋是在距离地表较近的地下进行地下洞室开挖施工的一种方法,具有拆迁少、不扰民、不破坏环境的优势。结合工程客观特点及水文地质系统，创造了小导管超前支护技术，钢拱架制安技术，台阶法环形开挖留核心土施工技术。

浅挖暗埋；台阶法；小导管支护；钢拱架制安

田庄暗渠段工程是南水北调配套工程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的石津干渠相连，是下游所有供水目标实现的关键通道。工程位于石家庄市古城西路南侧，工程起点自南水北调田庄分水口至赵陵铺进水闸下游与石津干渠相接。根据现场客观条件，决定对该段部分箱涵采用浅挖暗埋方案施工。

1.浅挖暗埋方案设计

浅挖暗埋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，通过计算，该段浅挖暗埋采用拱形初支形式，钢架技术参数为：拱顶抬高0.9m，底部为降低0.3m的仰拱；钢架主筋采用4肢Φ25钢筋；永久初期支护喷射C25混凝土,厚度采用300mm,中部临时初期支护厚度采用200mm，混凝土保护层厚度3cm， 格栅间距为0.5m。初支断面见图示。

拱形支护断面图

2.施工工艺

浅挖暗埋施工工序主要为：一衬施工（洞室开挖、小导管注浆、钢拱架制安、喷射混凝土支护及施工监测）；二衬箱涵施工（箱涵底部填充混凝土、底板钢筋制安及混凝土浇筑、墙身及顶板钢筋制安及混凝土浇筑、箱涵管节伸缩缝施工）两项。

2.1 一衬施工按照喷射混凝土+钢架格栅+钢筋网的总体方案实施，严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤监测”的原则进行施工

洞室开挖。洞室开挖采用台阶法施工分为上下台阶，由人工和机械相结合的方式配合施工，上台阶采用人工，环向开挖上部土体，中部预留核心土；下台阶与上台阶错开5m，且采用10cm厚喷射混凝土封闭上台阶掌子面后进行开挖，开挖采用小型挖机配合人工的方式进行。开挖过程中每成型50cm立即安设钢拱架并喷射速凝混凝土，循环施工。

小导管注浆。小导管注浆施工包括封闭工作面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检验。小导管采用外径Φ42无缝钢管，长3.5m，壁厚2.5mm，在开挖拱部范围内梅花形布设。浆液采用水泥浆+水玻璃双液浆，通过闸阀使水泥浆与水玻璃浆在注浆管内混合，再通过小导管压入土体。

钢拱架制安。钢拱架定点制作，每榀拱架分三段按照设计尺寸于模具上加工，每段拱架两端焊接有螺栓孔的角钢，运输至洞内螺栓连接拼装成型。每榀拱架之间用纵向连接筋相连成整体。格栅架立中心和垂直度由测量控制,洞内安装的激光导向仪控制中线。

喷射混凝土支护。采用早强型C25喷射砼，由下向上分段、分片、分层螺旋式喷射；先喷格栅钢架与顶壁间隙部分，后喷两钢架之间部分；每段长度按循环进尺，使其达到表面平整、圆顺、无干斑或流淌滑坠现象。一衬混凝土喷射结束后对喷射混凝土与土体间进行灌浆回填，目的是减少地层和地表沉降，控制初期支护的变形。

施工监测。主要是通过仪器监测来掌握暗挖施工过程中所穿越地面及地面建筑物等的下沉及变形情况，围岩与结构的受力变形情况，以确定其稳定性。监测主要对地表沉降、拱顶沉降及水平收敛等监测数据进行处理和分析，及时反馈信息，以调整支护参数。施工中洞内按照每5m一个断面布设沉降观测点、收敛观测点,沉降及收敛按照洞内2次/天的频率测设，控制标准按照地表沉降不大于30mm，建筑物倾斜不大于3‰，收敛不大于20mm控制。

2.2 二衬箱涵施工

箱涵底部填充混凝土。箱涵底板施工前需要对一衬圆弧部位采用同等级混凝土进行填充找平。浇筑前铺设混凝土输送管道至浇筑位置，外部采用混凝土泵车将混凝土泵入洞内。浇筑时于一衬墙体设置填充标高控制线，人工粗平，电动抹盘一次收面，人工再次抹面压光，强度满足要求后方可进行下步钢筋安装作业。

箱涵底板、墙身、顶板钢筋制安及混凝土浇筑。主体钢筋采用绑扎搭接及双面搭焊接的形式连接，钢筋安装按照先底板，后墙身及顶板的顺序作业，底板钢筋安装时预留墙体主筋，并采用钢筋梳子控制墙体钢筋主筋间距，确保底板浇筑过程中间距不发生变化。

箱涵混凝土分两次进行浇筑，第一次浇筑到底板八字以上20cm，第二次浇筑箱涵墙体和顶板。底板浇筑时严格控制铺料厚度并及时振捣。顶板浇筑采用与底板相同的布料方式，混凝土利用台车侧模及顶模的预留浇筑窗口入模。每次浇筑时人员由浇筑窗口进入模板内部振捣，人员无法振捣的部位开启模板外侧的高频振捣器进行振捣。对顶板混凝土的浇筑采用加强封堵板泵送挤压灌注混凝土，每完成一节箱涵满足强度要求后随即进行拱顶回填灌浆。

箱涵管节伸缩缝施工。箱涵管节伸缩缝采用止水带、闭孔泡沫板、密封胶材料施工。二衬止水带生产时按照箱涵结构已加工成整体，现场无需拼接作业。闭孔泡沫塑料板的安装事先按设计断面形式制作成小块，采用后贴法安装。密封胶填充步骤：拆除闭孔泡沫板预留条、打磨清理密封胶沟槽、拌制胶体、装枪、刷涂界面剂、注胶。

3.工程效果

工程完工后浅挖暗埋区域及周围土体稳定，临近建筑物及道路的地基没有因为浅挖暗埋施工而受影响，确保了施工安全，达到了工程预期。

该方案适合城区内，因客观条件无法拆迁的建筑物或城市主干路，工期紧且不宜明挖，需要实施暗挖作业的穿越工程，具有较好的时间经济效益。□

2016-10-08

刘庆利，男，汉族，河北省石津灌区管理局，工程师。