陳 炯，陳春華，項(xiàng)志梅

CHEN Jiong，CHEN Chunhua，XIANG Zhimei

(騰達(dá)建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，浙江 杭州310009)

城市地下人行過(guò)街通道施工方法大多采用明挖法，然而在既有道路改造中，采用明挖法施工占地多、交通干擾大、地下管線拆遷量大、容易造成環(huán)境污染。而采用淺埋暗挖法可以克服上述缺點(diǎn)，減少對(duì)環(huán)境的影響，能有效控制地面沉降，保證交通暢通和地下管線的正常使用，且淺埋暗挖法施工成本較明挖法和盾構(gòu)法低。

1 工程概況

杭州市延安路整治工程解放路地下人行過(guò)街通道工程橫穿延安路和解放路交叉口，其主通道成“口”字型布置，4 個(gè)主通道全部采用暗挖法施工，4個(gè)豎井及出入口采用明挖法施工。暗挖主通道拱頂覆土厚度4.9 m，開(kāi)挖斷面寬7.2 m，高5.8 m，東通道長(zhǎng)32. 7 m，西通道長(zhǎng)33. 6 m，南北通道長(zhǎng)均為23.5 m，暗挖通道總長(zhǎng)113.3 m。

暗挖主通道采用復(fù)合式襯砌，CRD 工法6 部開(kāi)挖法施工，超前預(yù)支護(hù)采用φ108 ×6 mm 大管棚@300 mm(L=20 m、15 m)+φ42 ×4 mm 超前注漿小導(dǎo)管@300 mm(環(huán))×1000 mm(縱)(L =3 m)，初期支護(hù)采用噴C25 混凝土300 mm+格柵鋼架@500 mm+φ42 ×4 mm 徑向小導(dǎo)管@600 mm(環(huán))×500 mm(縱)(L=2.5 m，邊墻及拱底)，二次襯砌采用500 mm厚、抗?jié)B等級(jí)為P8 的C35 防水鋼筋混凝土，其暗挖斷面圖見(jiàn)圖1。

2 周邊環(huán)境、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)

2.1 周邊環(huán)境及地下管線情況

通道處于延安路和解放路交叉口，是杭城最為繁華的商業(yè)街口之一，其延安路和解放路均為城市主干道，人流量和車流量較大，其東北臨在建杭州湖濱區(qū)塊25#地塊，東南臨解百商城，西南臨解百元華購(gòu)物中心，西北臨廣宇元華商場(chǎng)。其中杭州解百商城為3 層混凝土框架結(jié)構(gòu)，淺基礎(chǔ);廣宇元華商場(chǎng)為2～3 層磚砌結(jié)構(gòu)，淺基礎(chǔ);通道底下有地鐵1#線湖濱站—龍翔橋站區(qū)間隧道，且區(qū)間隧道已貫通，北通道、南通道坑底距離地鐵隧道頂分別約為9. 30、10.60 m。

圖1 通道暗挖斷面圖

在通道的施工范圍內(nèi)地下管線縱橫交錯(cuò)，種類繁多，部分管線施工年代相對(duì)較久遠(yuǎn)，材質(zhì)比較落后:其中沿延安路方向有2 條DN300 mm 燃?xì)夤艿?埋深1.5 m)，1 條DN300 mm 自來(lái)水管道(埋深1.2 m)，1 條DN300 mm 雨水管道(埋深2. 0 m)，1 條10 kV 電力管道(埋深0.45 m)和4 條電信管道(埋深0. 1～1. 3 m);沿解放路方向有1 條DN1000 mm雨水管道(埋深2.5 m)，1 條DN400 mm污水管道(埋深3.0 m)、1 條10 kV 電力管道(埋深0.45 m)和3 條電信管道(埋深0.1～1.3 m)。

2.2 工程地質(zhì)

暗挖通道通過(guò)的圍巖土層包括②3砂質(zhì)粉土、③3淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾粉土，其部分物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1，通道主要位于砂質(zhì)粉土土層，其含水量高、強(qiáng)度低、韌性低、震動(dòng)易液化，具有流砂、管涌特征，且?jiàn)A雜粉質(zhì)黏土，滲透系數(shù)大，透水性強(qiáng)，開(kāi)挖后自穩(wěn)能力較差，易坍塌。

2.3 水文地質(zhì)

通道地下水主要為松散孔隙型潛水，主要賦存于砂質(zhì)粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾粉土等土層中，場(chǎng)地潛水穩(wěn)定水位為1.40～2.00 m，受西湖水位影響，地下水位維持高水位。

3 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

3.1 工程環(huán)境復(fù)雜導(dǎo)致施工風(fēng)險(xiǎn)高

本工程在城市主干道延安路和解放路下暗挖施工，其地下市政管線密集，周邊商用建筑物較多，個(gè)別屬于年代相對(duì)較早的建筑，且在通道底下有2 條地鐵區(qū)間在運(yùn)行，在開(kāi)挖范圍內(nèi)地質(zhì)基本上都是飽和的砂質(zhì)粉土和淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾粉土，地下通道開(kāi)挖過(guò)程中在水土壓力和施工擾動(dòng)的情況下，容易產(chǎn)生流變和管涌現(xiàn)象，從而導(dǎo)致暗挖通道圍巖變形和掌子面失穩(wěn)局部塌方等不利現(xiàn)象，并引起周邊建筑物和地鐵區(qū)間的不均勻沉降破壞。因此，確保暗挖通道穩(wěn)定、控制地表沉降和管線變形，保證周邊地面及地鐵隧道安全是本工程成敗的關(guān)鍵，是本工程施工控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

3.2 工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜

淺埋暗挖法地下通道施工成功與否的關(guān)鍵在于地下水的處理，本工程暗挖通道距離西湖不到200 m，地下水位比較高。影響暗挖施工的地下水主要是潛水，埋深在地表下1.4～2.0 m，受西湖水位影響，地下水位維持高水位，且場(chǎng)地所在地雨季較長(zhǎng)，主要集中在6月和7月梅雨季節(jié)以及8月和9月臺(tái)風(fēng)季節(jié)，正好處在本工程暗挖施工的關(guān)鍵時(shí)刻，地下水對(duì)暗挖工程影響極大。根據(jù)地質(zhì)資料顯示，本暗挖通道圍巖土層主要是砂質(zhì)粉土，土層含水量較高，滲透系數(shù)較大，因此暗挖通道的注漿質(zhì)量和止水效果如何是暗挖通道開(kāi)挖是否順利的關(guān)鍵。

3.3 沉降控制要求嚴(yán)

該暗挖拱頂埋深僅有4.9 m，整個(gè)施工過(guò)程道路地表沉降、地下管線沉降和拱頂沉降均不得超過(guò)30 mm，且施工地段位于解放路和延安路的交叉口，交通流量非常大，因此地面的交通荷載較大，且施工時(shí)不得中斷交通，開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn)較大。一旦沉降過(guò)大，易出現(xiàn)管線破壞、地面沉陷等危害，社會(huì)影響極大。因此必須嚴(yán)格按照CRD6 部工法開(kāi)挖，同時(shí)必須加強(qiáng)拱頂和地表路面的沉降監(jiān)測(cè)，及時(shí)為開(kāi)挖掘進(jìn)提供數(shù)據(jù)分析，確保沉降控制在允許范圍之內(nèi)。

3.4 施工組織難度大

延安路解放路口是杭城最繁華的商業(yè)街口之一，人流量密集，四周都是商場(chǎng)及在建的商業(yè)建筑，施工場(chǎng)地狹小，需要合理布置場(chǎng)地，同時(shí)分階段施工，需要合理安排施工計(jì)劃。且繁華市中心土方外運(yùn)、商品混凝土運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題，給施工帶來(lái)極大的不便。

4 施工方案

淺埋暗挖地下通道施工遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”的施工原則。先施工管棚注漿，使拱頂預(yù)先形成加固的保護(hù)環(huán)，二重管無(wú)收縮漿液注漿加固改良掌子面土體，再破除洞門(mén)，施做超前小導(dǎo)管，然后開(kāi)挖。先進(jìn)行上臺(tái)階中導(dǎo)洞開(kāi)挖，再進(jìn)行上臺(tái)階兩個(gè)邊洞開(kāi)挖，每個(gè)洞身開(kāi)挖均落后上一步導(dǎo)洞進(jìn)尺3～5 m。待上臺(tái)階貫通后，再開(kāi)始開(kāi)挖下臺(tái)階，順序與上臺(tái)階一樣，先中導(dǎo)洞，后兩邊導(dǎo)洞。每個(gè)導(dǎo)洞循環(huán)進(jìn)尺0.5 m，及時(shí)初支封閉成環(huán)，采用格柵鋼架+網(wǎng)噴混凝土+鎖腰鎖腳錨管聯(lián)合支護(hù)形式，先仰拱后邊墻最后拱頂?shù)捻樞蜻M(jìn)行二襯施工。

4.1 管棚施工

導(dǎo)向套護(hù)拱與豎井邊墻一起施工，護(hù)拱內(nèi)設(shè)兩榀I20a 工字鋼，布設(shè)φ152 孔口管，孔口管與工字鋼焊接，采用C35P8 鋼筋混凝土，形成環(huán)形鋼筋混凝土梁作為護(hù)拱。鉆機(jī)平臺(tái)用鋼管腳手架搭設(shè)，鉆孔由鉆機(jī)從高孔位向低孔位進(jìn)行。

管棚注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿，水泥漿：水玻璃液體積比為1：1，水灰比1：1，水玻璃濃度35 波美度，注漿壓力0.5～1.0 MPa，終壓1.0 MPa。

4.2 二重管無(wú)收縮漿液注漿加固改良掌子面土體

二重管無(wú)收縮漿液對(duì)暗挖通道外擴(kuò)2 m 范圍內(nèi)進(jìn)行輻射注漿加固，加固范圍見(jiàn)圖2。因地下過(guò)街通道長(zhǎng)度相對(duì)較短，從兩端一次性注漿加固。長(zhǎng)度較長(zhǎng)的，以15～20 m 為一循環(huán)段注漿，下一段注漿時(shí)掌子面采用鋼筋網(wǎng)噴射混凝土封住，再鉆孔注漿，漿液采用AB、AC 液，注漿結(jié)束后方可進(jìn)行開(kāi)挖。注漿壓力0.5～1.0 MPa;漿液擴(kuò)散半徑500 mm;漿液初凝時(shí)間1～2 min;外插角10°～15°。

圖2 二重管無(wú)收縮漿液注漿加固范圍示意圖

4.3 超前小導(dǎo)管施工

(1)在開(kāi)挖前，布設(shè)φ42 鋼花管作注漿管，長(zhǎng)為3 m，壁厚4 mm 的熱軋無(wú)縫鋼管，鋼管前段呈尖錐狀，尾部焊接Φ6 加強(qiáng)箍，管壁四周鉆直徑6 mm 的溢漿孔，環(huán)向?yàn)?.3 m，縱向間距1.0 m。

(2)按孔位布置用風(fēng)鎬將TSS 管頂入，頂入長(zhǎng)度不得小于鋼管長(zhǎng)的90%，頂完后用雙液漿膠泥將孔口及周圍裂隙封牢，并用棉紗封住管口，管尾端外露長(zhǎng)度為100～150 mm。

(3)注漿施工工藝采取后退式分段注漿，第一段注漿完成后，放松止?jié){塞，將芯管后退0.33 m，進(jìn)行第二段注漿，如此下去，直到將整個(gè)注漿孔完成，然后再跳孔注漿。如此下去完成該段注漿。注漿采用水泥-水玻璃雙液漿。

4.4 洞身開(kāi)挖與支護(hù)

(1)洞身開(kāi)挖采用“CRD”法施工，為了確保開(kāi)挖安全，通道分上下兩臺(tái)階6 個(gè)導(dǎo)洞施工，先施工上臺(tái)階3 個(gè)導(dǎo)洞，待上臺(tái)階貫通形成穩(wěn)定支護(hù)體系后，再施工下臺(tái)階3 個(gè)導(dǎo)洞。前導(dǎo)洞超后導(dǎo)洞3～5 m。每循環(huán)進(jìn)尺為0.5 m，開(kāi)挖完成后及時(shí)支護(hù)并設(shè)置臨時(shí)鋼架支撐，確保安全。洞身開(kāi)挖施工示意圖見(jiàn)圖3。

圖3 洞身開(kāi)挖施工示意圖

(2)開(kāi)挖順序:先行開(kāi)挖Ⅰ部土體，隨后依次開(kāi)挖Ⅱ部→Ⅲ部→Ⅳ部→Ⅴ部→Ⅵ部。開(kāi)挖采用人工手持風(fēng)鎬和鏟土機(jī)具開(kāi)挖，單導(dǎo)坑沿周邊開(kāi)挖出環(huán)狀空間，以便于安設(shè)鋼拱架，中間預(yù)留核心土，核心土與掌子面平行推進(jìn)，核心土退后該導(dǎo)坑立拱處1.0 m 左右。開(kāi)挖后進(jìn)行混凝土初噴和架設(shè)鋼格柵，立即施作超前小導(dǎo)管，復(fù)噴混凝土。

(3)噴射混凝土采用濕噴工藝，分步開(kāi)挖完后，即進(jìn)行初噴，初噴厚度50 mm;待鋼格柵拱架、縱向連接筋施作完成后進(jìn)行混凝土復(fù)噴。

(4)永久支護(hù)部分采用鋼格柵拱架，臨時(shí)支護(hù)部分采用I18 工字鋼格柵鋼架，拱架間距0.5 m，并用φ22 鋼筋連接，環(huán)間距0.5 m;每榀拱架安裝好后，在其拱腰或拱腳處各設(shè)置兩根鎖腰或鎖腳錨桿，以限制初支下沉和防止初支向通道內(nèi)收斂變形，其錨桿采用Φ42 mm 鋼管，長(zhǎng)L=4 m，其尾部與拱架焊接牢固。

4.5 二次襯砌及注漿施工

(1)洞身二次襯砌開(kāi)挖支護(hù)貫通后，待初期支護(hù)沉降基本穩(wěn)定后進(jìn)行襯砌。襯砌采用分段整體襯砌，每段分通道底板、邊墻和頂板三次澆筑。

(2)人工分段拆除臨時(shí)工字鋼支撐，拆除長(zhǎng)度比每段襯砌長(zhǎng)度長(zhǎng)500 mm。

(3)拱頂模板采用I18 工字鋼作為模板骨架+PM2012 組合鋼模板加工制成，支撐采用滿堂扣件式鋼管支架。在拱部中央位置均勻設(shè)置灌注窗口，間距3 m。

(4)拱頂混凝土采用附著式振動(dòng)器振搗，對(duì)稱分層澆筑，拱部從拱腳處壓注，拱頂處從搭接端向自由端灌注，每層的澆筑順序從混凝土已施工端開(kāi)始。

(5)二次襯砌混凝土施工時(shí)在拱頂、邊墻、底板和施工縫部位預(yù)埋Ф42 小導(dǎo)管作為注漿管，二襯混凝土結(jié)束后，通過(guò)預(yù)埋導(dǎo)管壓注水泥漿充填初期支護(hù)與二次襯砌之間的空隙。注漿采用水灰比為1：1的純水泥漿液。

5 質(zhì)量控制措施

5.1 關(guān)鍵部位質(zhì)量控制

5.1.1 土體超前注漿加固改良土體質(zhì)量控制

(1)嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖布孔并進(jìn)行復(fù)核，鉆機(jī)定位準(zhǔn)確。

(2)注漿按照設(shè)計(jì)的注漿程序施工。進(jìn)漿量必須準(zhǔn)確，嚴(yán)格控制注漿壓力。注漿要由專人操作，當(dāng)壓力突然上升或從孔壁、地面溢漿以及跑漿時(shí)，應(yīng)立即停止注漿，采取措施解決以確保注漿量。

(3)注漿完畢后，采取措施保證不溢漿、不跑漿。

(4)注漿全過(guò)程應(yīng)加強(qiáng)施工檢查和監(jiān)測(cè)，防止地面出水溢漿、隆起和施工段的地面沉降。

5.1.2 洞身開(kāi)挖初支質(zhì)量控制

(1)初噴混凝土施作鋼筋網(wǎng)后，立即安設(shè)格柵鋼拱架。

(2)為保證鋼拱架的穩(wěn)定和整體受力，設(shè)置縱向連接鋼筋，其與鋼拱架的連接點(diǎn)及已施工相鄰拱架連接筋應(yīng)焊接牢固。

(3)在初期支護(hù)形成“閉合”結(jié)構(gòu)前，為減少初期支護(hù)下沉量，每個(gè)臺(tái)階安裝鋼拱架時(shí)，均應(yīng)在其基底設(shè)一塊“托板”，以增大受力面積，減少下沉量。托板采用22 mm ×20 mm ×1.5 mm 鋼板，鋼板與拱架采用焊接頂緊，臨時(shí)工字鋼間采用兩層鋼板通過(guò)4 個(gè)M24 螺栓螺母連接。

(4)格柵鋼架應(yīng)和圍巖盡量靠近，未進(jìn)行初噴的應(yīng)留20～30 mm 間隙作混凝土保護(hù)層。

(5)噴射混凝土應(yīng)由兩側(cè)拱腳向上對(duì)稱噴射，并將鋼架覆蓋。

5.1.3 二襯施工質(zhì)量控制

(1)開(kāi)挖貫通、初期支護(hù)沉降基本穩(wěn)定后進(jìn)行模筑襯砌。

(2)拱部鋼筋綁扎前應(yīng)設(shè)3～5 道拱頂固定筋，該固定筋在拱部模板鋪設(shè)、混凝土墊塊設(shè)置前嚴(yán)禁取掉，以免鋼筋下沉。

(3)拱部混凝土左右對(duì)稱灌注，灌注拱部混凝土?xí)r，應(yīng)采用有效措施，減少拱頂空洞，保證拱頂混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)質(zhì)量。

(4)仰拱灌注混凝土前應(yīng)檢查開(kāi)挖斷面尺寸，并將底部雜物浮渣清理干凈，排除積水。

5.2 沉降控制質(zhì)量保證措施

為降低沉降，使拱頂下沉、地表沉降及管道沉降等累計(jì)沉降均控制在30 mm 范圍內(nèi)，在施工中主要采取以下措施:

(1)過(guò)程監(jiān)控，在通道內(nèi)、地表和管線上方設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，定時(shí)定期全過(guò)程連續(xù)監(jiān)測(cè)，確保在施工過(guò)程中及時(shí)了解通道及周邊各位置沉降變化。

(2)對(duì)現(xiàn)有的雨污水管道采用CIPP 內(nèi)襯翻轉(zhuǎn)保護(hù)。

(3)在雨水管、污水管前后各3 m 范圍內(nèi)加強(qiáng)支護(hù)，頂拱超前注漿小導(dǎo)管間距為300 mm(環(huán))×900 mm(縱);徑向注漿小導(dǎo)管間距為600 mm(環(huán))×300 mm(縱)，其中管位左右1 m 范圍內(nèi)頂拱徑向小導(dǎo)管取消，格柵鋼架按每300 mm 布置一道。

(4)為減少機(jī)動(dòng)車停車剎車對(duì)暗挖通道的沖擊，將位于暗挖通道上方的機(jī)動(dòng)車停車線后移5 m。

6 結(jié) 語(yǔ)

在繁忙的城市主干道上，采用淺埋暗挖法施工城市地下過(guò)街通道，關(guān)鍵在于超前預(yù)支護(hù)、土體注漿加固、CRD 工法6 部開(kāi)挖法等技術(shù)實(shí)施，有效控制了地表和地下管線的沉降;具有不破壞既有路面，影響交通少，地下管線的改遷少，施工對(duì)環(huán)境污染少的特點(diǎn)。有效保證了周邊建筑物及地下管線的安全，社會(huì)效益顯著，經(jīng)濟(jì)效益也相當(dāng)可觀。

［1]王夢(mèng)恕.地下工程淺埋暗挖技術(shù)通論［M］. 合肥:安徽教育出版社，2004.

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