南水北調(diào)配套工程田莊暗渠段淺挖暗埋施工技術(shù)

□劉慶利

南水北調(diào)配套工程田莊暗渠段淺挖暗埋施工技術(shù)

□劉慶利

淺挖暗埋是在距離地表較近的地下進行地下洞室開挖施工的一種方法,具有拆遷少、不擾民、不破壞環(huán)境的優(yōu)勢。結(jié)合工程客觀特點及水文地質(zhì)系統(tǒng)，創(chuàng)造了小導管超前支護技術(shù)，鋼拱架制安技術(shù)，臺階法環(huán)形開挖留核心土施工技術(shù)。

淺挖暗埋；臺階法；小導管支護；鋼拱架制安

田莊暗渠段工程是南水北調(diào)配套工程石津干渠工程的渠首工程，它將南水北調(diào)中線總干渠與現(xiàn)有的石津干渠相連，是下游所有供水目標實現(xiàn)的關(guān)鍵通道。工程位于石家莊市古城西路南側(cè)，工程起點自南水北調(diào)田莊分水口至趙陵鋪進水閘下游與石津干渠相接。根據(jù)現(xiàn)場客觀條件，決定對該段部分箱涵采用淺挖暗埋方案施工。

1.淺挖暗埋方案設(shè)計

淺挖暗埋管節(jié)位于地面以下約5. 5m位置，主體結(jié)構(gòu)采用二孔一聯(lián)鋼筋混凝土箱涵，結(jié)構(gòu)尺寸為4.0×4.2m(寬×高)。每10m設(shè)沉降縫一道，通過計算，該段淺挖暗埋采用拱形初支形式，鋼架技術(shù)參數(shù)為：拱頂抬高0.9m，底部為降低0.3m的仰拱；鋼架主筋采用4肢Φ25鋼筋；永久初期支護噴射C25混凝土,厚度采用300mm,中部臨時初期支護厚度采用200mm，混凝土保護層厚度3cm， 格柵間距為0.5m。初支斷面見圖示。

拱形支護斷面圖

2.施工工藝

淺挖暗埋施工工序主要為：一襯施工（洞室開挖、小導管注漿、鋼拱架制安、噴射混凝土支護及施工監(jiān)測）；二襯箱涵施工（箱涵底部填充混凝土、底板鋼筋制安及混凝土澆筑、墻身及頂板鋼筋制安及混凝土澆筑、箱涵管節(jié)伸縮縫施工）兩項。

2.1 一襯施工按照噴射混凝土+鋼架格柵+鋼筋網(wǎng)的總體方案實施，嚴格按照“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤監(jiān)測”的原則進行施工

洞室開挖。洞室開挖采用臺階法施工分為上下臺階，由人工和機械相結(jié)合的方式配合施工，上臺階采用人工，環(huán)向開挖上部土體，中部預留核心土；下臺階與上臺階錯開5m，且采用10cm厚噴射混凝土封閉上臺階掌子面后進行開挖，開挖采用小型挖機配合人工的方式進行。開挖過程中每成型50cm立即安設(shè)鋼拱架并噴射速凝混凝土，循環(huán)施工。

小導管注漿。小導管注漿施工包括封閉工作面、鉆孔、安設(shè)小導管、注漿、效果檢驗。小導管采用外徑Φ42無縫鋼管，長3.5m，壁厚2.5mm，在開挖拱部范圍內(nèi)梅花形布設(shè)。漿液采用水泥漿+水玻璃雙液漿，通過閘閥使水泥漿與水玻璃漿在注漿管內(nèi)混合，再通過小導管壓入土體。

鋼拱架制安。鋼拱架定點制作，每榀拱架分三段按照設(shè)計尺寸于模具上加工，每段拱架兩端焊接有螺栓孔的角鋼，運輸至洞內(nèi)螺栓連接拼裝成型。每榀拱架之間用縱向連接筋相連成整體。格柵架立中心和垂直度由測量控制,洞內(nèi)安裝的激光導向儀控制中線。

噴射混凝土支護。采用早強型C25噴射砼，由下向上分段、分片、分層螺旋式噴射；先噴格柵鋼架與頂壁間隙部分，后噴兩鋼架之間部分；每段長度按循環(huán)進尺，使其達到表面平整、圓順、無干斑或流淌滑墜現(xiàn)象。一襯混凝土噴射結(jié)束后對噴射混凝土與土體間進行灌漿回填，目的是減少地層和地表沉降，控制初期支護的變形。

施工監(jiān)測。主要是通過儀器監(jiān)測來掌握暗挖施工過程中所穿越地面及地面建筑物等的下沉及變形情況，圍巖與結(jié)構(gòu)的受力變形情況，以確定其穩(wěn)定性。監(jiān)測主要對地表沉降、拱頂沉降及水平收斂等監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理和分析，及時反饋信息，以調(diào)整支護參數(shù)。施工中洞內(nèi)按照每5m一個斷面布設(shè)沉降觀測點、收斂觀測點,沉降及收斂按照洞內(nèi)2次/天的頻率測設(shè)，控制標準按照地表沉降不大于30mm，建筑物傾斜不大于3‰，收斂不大于20mm控制。

2.2 二襯箱涵施工

箱涵底部填充混凝土。箱涵底板施工前需要對一襯圓弧部位采用同等級混凝土進行填充找平。澆筑前鋪設(shè)混凝土輸送管道至澆筑位置，外部采用混凝土泵車將混凝土泵入洞內(nèi)。澆筑時于一襯墻體設(shè)置填充標高控制線，人工粗平，電動抹盤一次收面，人工再次抹面壓光，強度滿足要求后方可進行下步鋼筋安裝作業(yè)。

箱涵底板、墻身、頂板鋼筋制安及混凝土澆筑。主體鋼筋采用綁扎搭接及雙面搭焊接的形式連接，鋼筋安裝按照先底板，后墻身及頂板的順序作業(yè)，底板鋼筋安裝時預留墻體主筋，并采用鋼筋梳子控制墻體鋼筋主筋間距，確保底板澆筑過程中間距不發(fā)生變化。

箱涵混凝土分兩次進行澆筑，第一次澆筑到底板八字以上20cm，第二次澆筑箱涵墻體和頂板。底板澆筑時嚴格控制鋪料厚度并及時振搗。頂板澆筑采用與底板相同的布料方式，混凝土利用臺車側(cè)模及頂模的預留澆筑窗口入模。每次澆筑時人員由澆筑窗口進入模板內(nèi)部振搗，人員無法振搗的部位開啟模板外側(cè)的高頻振搗器進行振搗。對頂板混凝土的澆筑采用加強封堵板泵送擠壓灌注混凝土，每完成一節(jié)箱涵滿足強度要求后隨即進行拱頂回填灌漿。

箱涵管節(jié)伸縮縫施工。箱涵管節(jié)伸縮縫采用止水帶、閉孔泡沫板、密封膠材料施工。二襯止水帶生產(chǎn)時按照箱涵結(jié)構(gòu)已加工成整體，現(xiàn)場無需拼接作業(yè)。閉孔泡沫塑料板的安裝事先按設(shè)計斷面形式制作成小塊，采用后貼法安裝。密封膠填充步驟：拆除閉孔泡沫板預留條、打磨清理密封膠溝槽、拌制膠體、裝槍、刷涂界面劑、注膠。

3.工程效果

工程完工后淺挖暗埋區(qū)域及周圍土體穩(wěn)定，臨近建筑物及道路的地基沒有因為淺挖暗埋施工而受影響，確保了施工安全，達到了工程預期。

該方案適合城區(qū)內(nèi)，因客觀條件無法拆遷的建筑物或城市主干路，工期緊且不宜明挖，需要實施暗挖作業(yè)的穿越工程，具有較好的時間經(jīng)濟效益?！?/p>

2016-10-08

劉慶利，男，漢族，河北省石津灌區(qū)管理局，工程師。