柯春琴

(中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司，貴州 貴陽 550081)

1 工程背景

為方便某酒店兩個已建地下車庫之間的人員通行，決定在地下車庫之間修建一條人行聯(lián)絡(luò)通道。地下聯(lián)絡(luò)通道為暗挖隧道，采用城門洞型結(jié)構(gòu)，軸線總長44.21 m。工程位于南明河南側(cè)之臺地上，距南明河70 m多，場地相對高差較小。

2 工程水文地質(zhì)

地下聯(lián)絡(luò)通道沿線主要地層有：

①褐黃、褐黑的雜填土，主要為建筑場地平場棄土及填埋建筑、生活廢物垃圾等構(gòu)成，場地內(nèi)均有分布。

②強風化泥巖，巖芯大多為散體狀，土狀。

③褐黃、灰色的強～中風化泥巖為強風化與中風化的過渡層，風化裂隙發(fā)育，巖石結(jié)構(gòu)面較完整，巖體工程性能較好，厚1.7～2.3 m，埋深在10～13.5 m。

④灰色、褐黃色的中風化泥巖，中厚層狀，微節(jié)理裂隙發(fā)育，節(jié)理面平直度差，遇水浸泡易軟化，失水易崩解，巖層厚大，巖性穩(wěn)定且均勻，具有良好的工程性能，埋深在13.5～16.8 m。

場地內(nèi)未見地下水露頭，第四系松散土層的上層滯水分布于場地表層的雜填土和殘積土層孔隙中，上層滯水主要接受大氣降水補給，順土層中的孔隙下滲。該場地的地下水對混凝土構(gòu)件無侵蝕性。

場地處于中曹司向斜西翼南段近軸部，據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及現(xiàn)場調(diào)查，區(qū)內(nèi)及附近無活動性斷層，下伏基巖連續(xù)穩(wěn)定，場地類別為Ⅱ類，屬抗震有利地段，本地區(qū)地震設(shè)計烈度為6度。

3 地下聯(lián)絡(luò)通道設(shè)計

地下聯(lián)絡(luò)通道開挖斷面為3.3 m×4.02 m(寬×高)，洞頂開挖面以上土層厚度僅3～5 m，為開挖洞徑的1倍左右，通道結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點是外荷載確定和支護措施設(shè)計。通道頂部土層穩(wěn)定性差，不能形成塌落拱，襯砌結(jié)構(gòu)所受的外荷載不均勻，偏安全考慮，結(jié)構(gòu)外荷載擬定時，將頂部以上覆土計為圍巖壓力，兩側(cè)墻側(cè)向土壓力按0.1γh計算(h為隧洞開挖高度，γ為圍巖重度)，計算中不考慮土體彈性抗力。

地下聯(lián)絡(luò)通道典型結(jié)構(gòu)斷面如圖1所示，底寬2.5 m，高3.22 m，頂拱中心角120°，二期支護采用鋼筋混凝土襯砌，厚0.4 m，襯砌和土體之間的縫隙是形成坍塌的主要原因，須對通道頂部進行回填灌漿，及時有效充填頂部縫隙，改善襯砌結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，在通道頂部布置回填灌漿孔，每個斷面4孔，排距2 m。

圖1 典型斷面結(jié)構(gòu)圖

3.1 超前灌漿

地下聯(lián)絡(luò)通道底部距現(xiàn)有地面的深度在8 m左右，若采取明挖，受場地條件限制，不具備放坡空間，因此按地下開挖的方式設(shè)計。開挖深度范圍內(nèi)主要以雜填土質(zhì)為主，土層松散，強度低，若直接開挖，易發(fā)生土方垮塌，無法保證安全施工，須對土體進行超前灌漿以提高其強度及整體性，典型斷面布置如圖2所示。

圖2 超前灌漿典型剖面圖

地面注漿錨桿入土深度，按至通道頂部設(shè)計高程以下1～2 m考慮，注漿分兩序進行，一序孔用砂漿回填，二序孔用純水泥漿灌注，漿液比例為：

(1)對于砂漿，水∶水泥∶砂分別為0.8∶1∶0.6、 0.8∶1∶0.8、 0.8∶1∶1、0.6∶1∶1共4個比級。

(2)對于純水泥漿，水∶水泥分別為1∶1、 0.8∶1、 0.5∶1共3個比級。

所有鉆孔開罐采用0.8∶1的純水泥漿，當灌注砂漿不進漿時，再換用0.8∶1的純水泥漿進行補灌，在規(guī)定壓力下，注入率不大于0.4 L/min時延續(xù)30 min后結(jié)束，灌漿壓力控制在0.3 MPa以內(nèi)，灌漿前后應進行聲波和單位吸水量檢測；注漿結(jié)束后至少過7 d才能進行洞室開挖。

3.2 一期支護

洞室開挖前首先在拱頂設(shè)計開挖線外20 cm處布設(shè)一排水平超前錨桿，開挖到位后應及時進行工字鋼支撐及噴混凝土支護，各榀工字鋼間距0.5 m，一期支護背后噴10 cm厚聚丙烯纖維混凝土。

3.3 二期支護及回填灌漿

二期支護采用全斷面C30鋼筋混凝土襯砌，厚0.4 m，襯砌鋼筋應與一期支護中的錨桿相焊接,以增強整體穩(wěn)定性。

回填灌漿孔布置于拱頂范圍，采用預埋Φ32普通焊接鋼管，長度0.5 m，回填灌漿所用的漿液為MC超細水泥漿，灌漿壓力不超過0.2 MPa。

3.4 防水工程

地下聯(lián)絡(luò)通道以結(jié)構(gòu)自防水為根本，通道內(nèi)設(shè)雙側(cè)水溝排水，二次襯砌環(huán)向變形縫處設(shè)止水帶。

4 地下聯(lián)絡(luò)通道施工

地下聯(lián)絡(luò)通道具體施工順序：測量放線→超前灌漿→超前錨桿→開挖支護(型鋼支撐、掛網(wǎng)噴錨支護)→二期支護→洞頂回填灌漿→裝修。

4.1 工程特點及重點

(1)標準高，質(zhì)量要求嚴。

(2)地下聯(lián)絡(luò)通道所經(jīng)地段地質(zhì)條件復雜，主要通過回填覆蓋層地段，且回填時間較短，施工中可能出現(xiàn)失穩(wěn)。

(3)開挖支護困難。土體穩(wěn)定性差，開挖自穩(wěn)能力弱，對開挖控制不利，支護困難，施工難度較大。

(4)工序轉(zhuǎn)換頻繁。針對地質(zhì)條件設(shè)計采用了超前固結(jié)灌漿、超前錨桿、暗挖法、型鋼支護、掛網(wǎng)噴錨，混凝土襯砌等方法，工序間轉(zhuǎn)換頻繁。地下聯(lián)絡(luò)通道襯砌(耐火、防水)施工質(zhì)量達到不滲不漏不裂，是本項工程質(zhì)量控制的重點。開挖、支護為本工程的重中之重。

4.2 施工方案

整個地下聯(lián)絡(luò)通道均采用人工開挖，不允許采用機械開挖和爆破，用人工手推車將碴料運至指定卸碴點，再由自卸式汽車轉(zhuǎn)運至指定碴場。

一期支護采用超前固結(jié)灌漿、超前錨桿、型鋼剛架、錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護等支護形式，超前固結(jié)灌漿采用地質(zhì)鉆機鉆孔；錨桿施工采用電鉆鉆孔+人工安裝；噴混凝土作業(yè)采用濕噴機。

因地下聯(lián)絡(luò)通道不足50 m長，自然通風即可。開挖放線采用激光準直儀定向，軸線測量準確快捷；采用斷面儀測定開挖輪廓，準確分析超欠挖情況。

4.3 施工方法及施工工藝

通道施工按全斷面灌漿，開挖一段，支護一段，短進尺多循環(huán)開挖，一期支護再二期一次澆筑的方法，避免全面敞開開挖。每次短進尺一般在1～1.5 m，開挖過程中注意監(jiān)測土體變形變位。

襯砌混凝土灌注采用全斷面組合鋼模一次性完成，混凝土采用商品混凝土，管道泵送入倉，插入式振搗器振搗密實。通道襯砌整體澆筑后從較低的一段開始，向較高端推進完成洞頂回填灌漿。

4.4 出碴運輸及材料運輸

(1)裝碴運輸方法。開挖碴料采用人工手推車出碴,再利用自卸汽車轉(zhuǎn)運至棄碴場。施工計劃安排時設(shè)備裝運能力要大于開挖能力，裝運設(shè)備有備用。

(2)材料運輸方法。鋼筋、錨桿、預制件等材料采用自卸汽車運輸，混凝土、砂漿等材料采用混凝土罐車運輸。

4.5 結(jié)構(gòu)防排水施工

地下聯(lián)絡(luò)通道防水等級為一級，襯砌采用防水混凝土，通道雙側(cè)排水溝在二次襯砌全部完成后施作。排水溝采用立模板現(xiàn)澆混凝土，蓋板為預制件。

5 結(jié)束語

地下聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵是土壓力荷載的分析計算。由于土壓力荷載大小與工程施工方法、地質(zhì)條件、襯砌形式等因素相關(guān)，較難計算。偏安全考慮通常將洞頂頂拱以上覆土作為圍巖壓力進行荷載計算。

開挖前的灌漿處理只是為了提高土層的整體性和提高施工安全度，不考慮引起的土體彈性抗力變化。

地下水是影響地下洞室穩(wěn)定和安全的最關(guān)鍵因素，本工程由于地下水埋藏較深對結(jié)構(gòu)施工及長久運行影響不大。而位于地下水位線下的地下洞室工程在設(shè)計、施工中應引起重視。