淺埋暗挖地下通道施工質量控制要點.doc

淺埋暗挖地下通道施工質量控制要點王洪濤【摘要】在中心城區(qū)采用明挖法修建地下通道，占地多、交通干擾大、地下管線拆遷量大，容易造成環(huán)境污染。但是用淺埋暗挖施工可以避免這些弊端，最大限度地減少對周邊單位、居民日常生活和出行的影響。淺埋暗挖地下通道施工中，如何控制工程質量，確保周圍環(huán)境的安全，目前存在一定的難度。本文從工程監(jiān)理的角度，并結合監(jiān)理部對在建的地下通道施工的質量控制實踐，闡述了淺埋暗挖法施工的質量控制要點。【關鍵詞】地下通道，淺埋暗挖，質量控制一、工程概述武漢地鐵二號線洪山廣場東區(qū)地下通道包括4條人行地下通道、2條汽車坡道、2條地下通廊。通道橫穿廣場環(huán)路，分布于主體結構基坑四周，為地下通道群。結構均為矩形框架結構，暗挖段最長達到64m，覆土厚度最小達到1.3m，最大為8m。擺在面前的困難有四點：一是地質條件復雜。通道暗挖部分處于（1）層雜填土及（2）層粉質粘土中，穩(wěn)定性差，稍有不慎就會引起塌方。二是工期緊張。由于管線拆遷原因，施工場地不能一次全部移交，需要根據拆遷進展分期移交，根據洪山廣場東區(qū)地下空間綜合配套工程總體工期要求，工期壓力非常大。三是施工難度大。地下通道單體多，暗挖段平頂直墻結構與直墻拱結構交錯結合，且拱形截面尺寸變化多。四是施工場地狹小，環(huán)境復雜。周邊為省政府辦公場所，沿線房屋密集，鋼筋模板加工場、砂石材料堆場現(xiàn)場布設非常困難。沿線有給水、排水、電力、通訊、天燃氣等十余條管線，需要在施工中加強保護，使得施工的難度增加。因此，通道的防坍塌控制沉降及其上方現(xiàn)有管線的安全防護是本工程的重點。二、主要施工技術措施 通道結構形式：支護采用復合式襯砌，由鋼格柵加噴射混凝土初期支護和二次模筑混凝土襯砌組成。首先對周圍土體進行加固處理，采用雙排小導管注漿加固技術、大管棚加固和大管棚交叉小導管加固，組成超前預支護體系。初期支護與二次襯砌間設防水層。初期支護厚350mm，由鋼格柵拱架、鋼拉桿、鋼筋網和C25噴射砼聯(lián)合組成。前后榀鋼架間設22縱向聯(lián)結鋼拉桿，環(huán)向間距0.5m。通道淺埋暗挖法施工過程中嚴格控制開挖循環(huán)進尺，遵循“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤測量”十八字方針。暗挖部分的土體開挖采用CRD工法+正臺階開挖結合的開挖方式進行掘進。為保證通道臨時中隔墻的穩(wěn)定及安全，在中隔墻墻腳處打設雙根鎖腳錨管。開挖斷面達到要求尺寸時初噴砼，然后出碴、打設錨管、安裝格柵拱架并掛設鋼筋網，按照設計要求分層噴設砼直到設計厚度，并完成拱頂初支回填注漿。二次襯砌為C35防水鋼筋混凝土，防水等級為P8。二次襯砌分底板砼和側墻及拱頂砼兩部分組織施工。全通道采用混凝土自防水+防水卷材輔助防水的措施。底板砼采用定型鋼模板全幅灌注，二襯的施工根據通道的實際長度由洞內向外或由洞中間分段間隔向兩邊組織施工。防水層在初支和二襯之間，設計為柔性防水層。（一）豎井開挖洞口施工往往受到施工場地的限制，而且地下管線密集，施工機械難以發(fā)揮作用。因此采用豎井開挖洞口。豎井主要由豎井圈梁、注漿錨桿、格柵鋼架、噴射混凝土等組成支護體系，采用倒掛井壁的支護形式，開挖一段就支護一段。豎井基坑人工分層開挖，每開挖到一榀深度，立即進行錨桿、格柵鋼架和噴射混凝土的施工。豎井施工工藝流程：測量放線及場地平整鎖口圈梁施工豎井提升設備安裝豎井土方開挖格柵鋼架、鋼筋網、錨管及鋼支撐施工噴射混凝土封底（二）超前預支護在淺埋軟巖地段、自穩(wěn)性差的軟弱破碎圍巖、斷層破碎帶、砂土層等不良地質條件下，常會發(fā)生開挖面圍巖失穩(wěn)，或由于初期支護強度不能滿足圍巖穩(wěn)定的要求，造成支護和開挖面前方塌方，應采用各種輔助技術如：小導管注漿加固地層、管棚、插板等超前支護技術使開挖施工作業(yè)面圍巖保持穩(wěn)定。1、大管棚施工工藝本工程大管棚采用非開挖水平導向跟管鉆進方法施工。采用108鋼管，壁厚6mm。鋼管采用分段安裝，兩段之間用焊接，每段長4m6m，環(huán)向間距0.3m。鋼管上設注漿孔，孔徑16mm，孔間距按20cm，呈梅花形布置，鋼管尾部2m不鉆花孔，作為止?jié){段。通過灌注水泥漿加固軟弱地層。2、超前小導管注漿施工工藝小導管注漿是噴錨暗挖隧道超前支護的一種措施。采用這種措施的地層，一般都很軟弱或松散，如不采取措施，開挖時工作面極易坍塌。本工程為減小通道開挖引起的水土流失，控制地面沉降，采用超前小導管注漿配合管棚一同使用。超前小導管采用42mm無縫鋼管制作，長度為2.5（下排）-4m(上排),壁厚3.25mm。小導管端頭為 2530的錐體，鉆有 8mm孔眼?？组g距按20cm,呈梅花形布置，鋼管尾部40cm不鉆花孔，端部套絲扣，作為止?jié){段。超前小導管下排一榀一環(huán)， 上排四榀一環(huán)，環(huán)向間距0.3m，注漿材料為水泥-水玻璃漿液，加固直徑0.5m。3、“CRD”工法暗挖施工地下通道暗挖段采用CRD工法(交叉中隔壁法)+正臺階留核心土的復合開挖方式施工；土方開挖采用風鎬松動、人工開挖的方式，推車裝渣運輸至洞口，然后由豎井電動葫蘆運出豎井傾倒在臨時渣土堆放場。CRD工法+正臺階留核心土的復合開挖工法是在CD工法的基礎上將左右洞室的開挖又采用正臺階留核心土的方法開挖上下導洞，并在上下洞室中間架設臨時仰拱。洞身土方開挖進尺控制在0.5m，各洞室的縱向開挖步距控制為6m。開挖過程中通道的表面平整的允許最大超挖量為150mm，允許平均超挖量：拱部、墻及底板100mm，不允許欠挖。掌子面開挖后及時架設初支格柵鋼架，掛網噴射C25混凝土（P6防水早強混凝土），噴射混凝土摻速凝劑，盡早封閉成環(huán)。4、二次襯砌為保證襯砌施工質量與安全，在整個人行地道開挖掘進貫通之后采用模筑混凝土施作二次襯砌。二次襯砌采用仰拱超前拱墻的方式進行，采用鋼筋骨架（現(xiàn)場綁扎）+組合鋼模板+滿堂腳手架支撐體系。在拱頂進行回填注漿、拆除中隔墻及臨時支護后施作防水層、架立模板并施作二次襯砌，在施工縫處安設遇水膨脹止水條?；炷翝仓r，遵循“仰拱超前，墻拱整體砌筑”原則。三、 淺埋暗挖法施工中工程質量控制要點（一）通道開挖及初期支護1、在開挖施工時，不得超循環(huán)進尺開挖，以保證施工安全。施工過程中加強施工監(jiān)測管理，并根據檢測反饋結果調整循環(huán)進尺和臺階步距。對于拱頂處于軟弱地層的地段，管棚、小導管注漿等超前支護措施能有效地避免初期支護完成前的圍巖塌方，必須嚴格控制管棚、小導管的角度、間距和注漿參數，確保其施工質量；開挖施工時，避免超、欠挖，控制開挖輪廓線的尺寸、中線、高程和內凈空。2、格柵鋼架的安裝質量決定了初期支護的受力條件及形位尺寸，需要逐榀控制其節(jié)點的焊接質量。焊縫須飽滿，不得點焊。3、加強噴射混凝土的質量控制，嚴格控制噴射混凝土的配合比及厚度；噴射混凝土按照先仰拱再拱墻，先底部再上部的原則進行。開挖完成后及時初噴封閉，對超挖部分在拱架上增設鋼筋網片，噴射混凝土回填，嚴禁回填砂袋。格柵鋼架間的混凝土噴射作業(yè)中要特別掌握好噴射方向和噴射點對準鋼筋的空間，盡量減少因受鋼筋阻擋而形成的空洞，增強初期支護噴射混凝土層的密實度，提高其防水性能。4、仰拱部位容易積水、造泥，噴射混凝土前必須清除松渣、泥漿，疏干積水，自下而上施噴，嚴禁帶水噴射。5、初期支護出現(xiàn)滲、漏的部位，采取初期支護背后回填注漿進行處理，注漿壓力控制在0.5MPa；必須采取一切措施，使初期支護表面無明顯滴水或流水，避免在防水板背后形成水囊，影響二次襯砌的防水效果和受力狀態(tài)。（二）二次襯砌防水鋼筋混凝土1、淺埋暗挖法施工的地下通道工程均采用防水混凝土、全封閉防水板、背后注漿等綜合防水措施。在綜合防水措施中，以混凝土自防水為主，要求混凝土的抗?jié)B參數應比設計要求提高0.2MPa，這從材質及混凝土配合比上容易滿足。但在施工工藝上卻存在困難，首先是通道內施工條件惡劣，現(xiàn)澆筑混凝土采用混凝土運輸車運輸，輸送泵輸送，要求混凝土的坍落度高達20cm，使得混凝土容易發(fā)生干縮裂紋；其次是施工縫、變形縫處為二次襯砌的薄弱環(huán)節(jié)，最容易漏水；再次是混凝土震搗困難，難以到達完全密實的條件。2、采用高性能混凝土、摻加高效減水劑、選擇高壓力混凝土輸送泵、最大限度地降低混凝土坍落度至16cm以下，是防止二次襯砌混凝土裂紋的首要技術措施。此外，引用附著式震搗器，也可提高混凝土的密實度，防止混凝土滲水。3、施工縫的處理除鑿毛外，還加設了遇水膨脹止水條。止水條的敷設工藝要求高，粘貼基面必須平整，固定必須牢靠，應有一層砂漿層來封填止水條周圍的凹槽和空隙。實際上這些要求均難以達到，特別是水平施工縫及環(huán)向施工縫在澆筑混凝土前鋪一厚約5cm的砂漿層不易操作，加之砂漿層的收縮較大，致使施工縫處往往成為滲水的主要部位。因此，必須加強對施工縫的處理及止水條的施工質量控制。4、防水板的敷設質量重點在于縱橫交點處、補疤等不能使用熱合機的地方。對此，一方面要求不斷開發(fā)粘結補貼的新材料、新工藝；另一方面還要求加強施工控制和進行逐一檢查，對粘貼不牢靠處必須返工。目前所用防水板強度低、延展性差、易刺破，應積極研究解決。5、由于透水管是軟管，必須按一定的坡度安裝平順，以使其能起到順暢排水的作用。6、二次襯砌背后注漿是防水的最后一道防線，主要注水泥漿或水泥砂漿。注漿孔一般按設計要求預留，也應在集中漏水點、施工縫處加鉆注漿孔，鉆注漿孔時嚴禁穿透防水板。拱頂注漿管需設逆止網，防止?jié){液倒流。注漿壓力控制在0.2MPa，以免壓力過大損壞襯砌混凝土。7、以上綜合防水措施實施后，對于仍然存在的滲、漏水，還必須反復實施補充充填注漿或化學注漿等措施，最終達到設計防水標準后才能驗收移交。（三）監(jiān)測監(jiān)控要求通道埋深淺，施工對周圍擾動大，特別是地表沉降對地表路面行車以及道路兩側管線影響很大。為了減少施工影響，施工中必須進行施工監(jiān)測工作，信息化施工；同時，監(jiān)測信息能及時了解土體穩(wěn)定情況、支護結構變形情況，及時修正施工參數及支護參數，切實保證施工安全。監(jiān)測監(jiān)控應有具體的方案，明確監(jiān)測的指標、頻率和報警值。施工監(jiān)測的主要指標是地表沉降、拱頂下沉、凈空收斂、支護結構變形、支護內力等。監(jiān)測工作應嚴格按照規(guī)范要求布設監(jiān)測斷面，按要求的頻率進行日常監(jiān)測工作，對監(jiān)測信息及時分析整理，指導施工。開始施工前在現(xiàn)場預備至少一臺注漿機和備足相應的注漿材料，以應對突發(fā)的涌水、流砂和坍塌等險情。四、結束語隨著城市交通建設的發(fā)展及景觀規(guī)劃的需求，過街地下通道也逐漸取代了人行天橋。伴隨著過街通道自身的優(yōu)越性，但這種淺埋暗挖通道也存在著諸多安全風險因素及不可預見的因素。施工過程中，我們一定要著重注意以下幾點的控制，以確保地下通道的使用功能和施工質量可靠、安全風險可控：(1)軟弱圍巖地質條件下，暗挖通道施工，要對防水進行認真研究。如何有效的控制地下水，對排水的措施、方式應研究落實。引排水的標準應根據地面周圍環(huán)境、地質水文資料進行考慮。(2)根據超前預報、預支護效果及開挖掌子面情況適度調整開挖進尺，