黃 偉

融興建設(shè)集團(tuán)有限公司 浙江金華 321000

1 工程概況

某工程項(xiàng)目的暗挖隧道橫斷面基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為馬蹄形隧道的建筑邊界，左側(cè)隧道的凈空尺寸為7750mm，凈高度為8143mm，右側(cè)隧道的凈空尺寸為7750mm，凈高度為7943mm。施工初期階段的支護(hù)結(jié)構(gòu)使用的是型鋼架、鋼筋網(wǎng)、混凝土、錨桿共同組成，并配備小導(dǎo)管注漿、大管棚、錨桿作為超前支護(hù)。二次襯砌使用的是C30S10 鋼筋混凝土，該項(xiàng)目的隧道防水等級(jí)設(shè)計(jì)為Ⅰ級(jí)，初期階段的支護(hù)結(jié)構(gòu)與二次襯砌之間進(jìn)行防水層施工。

結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙來看，暗挖隧道的埋深在8m 左右，隧道主要分布在花崗巖的風(fēng)化帶以內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)的巖質(zhì)性質(zhì)比較理想，巖石的強(qiáng)度未超過30MPa，巖石的承載能力非常強(qiáng)且具備良好的穩(wěn)定性。隧道局部拱頂越過了花崗巖風(fēng)化帶。左側(cè)隧道越過了破碎帶，其寬度大概在5m。

淺埋隧道最大的特點(diǎn)是埋深比較淺，在實(shí)際施工的過程中，由于地層存在一定的損失量，導(dǎo)致地面出現(xiàn)顯著的位移，這種現(xiàn)象對(duì)周圍環(huán)境的影響非常大。所以，必須對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以保證施工質(zhì)量。

2 施工方案

應(yīng)該對(duì)房屋的基礎(chǔ)進(jìn)行預(yù)埋注漿管，隧道施工應(yīng)該按照標(biāo)準(zhǔn)施工順序進(jìn)行，由東向西進(jìn)行施工，先開挖房屋房補(bǔ)的南邊沿線，然后再開挖北邊的沿線。施工單位在對(duì)隧道的斷面尺寸、地質(zhì)條件、水文情況等進(jìn)行全面的分析以后，決定使用臺(tái)階法進(jìn)行施工。隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)該使用錨桿、噴射混凝土、鋼絲網(wǎng)等共同組成，施工作業(yè)面應(yīng)該在開挖作業(yè)完成以后，盡快噴射C25 混凝土作封閉處理。隧道的二次襯砌則是應(yīng)該使用鋼模板+ 工字鋼拱架+ 支架模板組成，利用混凝土泵車澆筑混凝土，混凝土澆筑完成以后應(yīng)該使用振搗棒對(duì)混凝土進(jìn)行振搗，確?；炷恋馁|(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

3 房屋下暗挖施工技術(shù)

3.1 房屋保護(hù)

設(shè)計(jì)圖紙中顯示房屋的基礎(chǔ)是人工挖孔樁，中間設(shè)計(jì)為聯(lián)系梁，聯(lián)系梁的尺寸設(shè)計(jì)為1200mm×1000mm，地面則是鋼筋混凝土墻。墻角部位設(shè)置排水裝置，然后對(duì)墻體的背面回填土方并進(jìn)行夯實(shí)，掛設(shè)鋼絲網(wǎng)后噴射混凝土，以單排大管棚為主、超前小導(dǎo)管作為輔助進(jìn)行注漿，空洞內(nèi)使用錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土進(jìn)行加固，二次襯砌的背面進(jìn)行注漿處理。

3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工及土石方開挖

結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙?jiān)趦蓚?cè)進(jìn)行封堵，對(duì)堵頭樁進(jìn)行施工。堵頭樁使用的是沖孔施工方式，澆筑強(qiáng)度標(biāo)號(hào)為C30 的混凝土。堵頭樁施工完成之后，對(duì)樁頂?shù)墓诹哼M(jìn)行施工。在土方開挖的過程中，使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工，開挖為臺(tái)階狀，然后開始搭設(shè)鋼支撐。

3.3 大管棚以及超前小導(dǎo)管施工

結(jié)合實(shí)際情況而言，暗挖右側(cè)的邊線隧道從房屋下方穿過，左側(cè)隧道的上方需要使用明挖管廊進(jìn)行施工，為了有效保證施工過程中的房屋安全性與穩(wěn)定性，在正式開挖之前，使用大管棚+ 小導(dǎo)管注漿的方式進(jìn)行加固。

3.3.1 大管棚施工

結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙來看，大管棚的技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)為：鋼管的直徑為108mm，鋼管的壁厚為6mm，鋼管的長(zhǎng)度為30.4m，使用無縫鋼管，鋼管之間使用鐵絲扣進(jìn)行加固，連接鋼管的技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)為：連接長(zhǎng)度為40mm，鋼管的管徑為121mm，鋼管的壁厚為8mm；相鄰的兩根鋼管之間的接頭進(jìn)行錯(cuò)接處理，且錯(cuò)接長(zhǎng)度不得低于1m；為了提升鋼管的剛度與強(qiáng)度，應(yīng)該在鋼管內(nèi)增設(shè)鋼筋籠予以加固；管內(nèi)注射1∶0.6～1∶1 的水泥漿，注漿的壓力保持在0.6～1.5MPa 比較合適。

3.3.2 超前小導(dǎo)管

（1）鉆孔：使用YT- 28 型號(hào)的鉆機(jī)，沿著開挖的輪廓線進(jìn)行作業(yè)，孔深設(shè)置為3.5m。

（2）安設(shè)注漿管：將已經(jīng)完成加工的注漿管放置在孔內(nèi)，然后對(duì)孔口進(jìn)行止?jié){處理。

（3）漿液配置：合理配置漿液，漿液的配合比應(yīng)通過試驗(yàn)進(jìn)行確定。

（4）注漿：當(dāng)注漿管安裝完成后，則啟動(dòng)注漿機(jī)，首先進(jìn)行注水試驗(yàn)，檢測(cè)管道是否存在堵塞、漏漿等不良現(xiàn)象，檢查合格方可正式進(jìn)行注漿作業(yè)。注漿的具體參數(shù)如下所述：①漿液類型：漿液選擇使用的是水泥漿，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件，在水泥漿內(nèi)適當(dāng)摻加外加劑，水泥漿的水灰比控制為1∶1，具體技術(shù)參數(shù)可以根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的變化合理調(diào)整；②注漿范圍：主要對(duì)區(qū)間隧道的側(cè)墻進(jìn)行注漿，結(jié)合兩側(cè)沿線的區(qū)間間距劃分注漿范圍，在對(duì)隧道側(cè)墻部位的土體進(jìn)行加固過程中，可以將注漿孔設(shè)置在相鄰的兩個(gè)格柵之間，縱向間距、環(huán)向間距確定為0.75m；③漿液的擴(kuò)散半徑：注漿過程中，漿液擴(kuò)散半徑初步設(shè)計(jì)為R=0.8m，具體數(shù)值可以結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況并通過試驗(yàn)進(jìn)行確定；④注漿壓力：結(jié)合該項(xiàng)目的實(shí)際情況而言，將注漿壓力確定為0.4～0.6MPa，當(dāng)注漿量低于3L/ min 時(shí)，施工人員則可以停止注漿作業(yè)；⑤注漿質(zhì)量檢查：每灌注一段以后，使用鉆機(jī)取芯檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)量為2～3 個(gè)，檢測(cè)漿液灌注的質(zhì)量。

（5）為保證實(shí)際注漿過程中不會(huì)因?yàn)樽{壓力過大而導(dǎo)致漿液從掌子面溢出，需要對(duì)已經(jīng)完成開挖的掌子面部分作封堵處理，在現(xiàn)有的格柵中設(shè)置水平型鋼，型鋼的規(guī)格為16a，安裝間距控制為500mm，封堵處理后使用小導(dǎo)管進(jìn)行注漿作業(yè)，導(dǎo)管的直徑為φ32mm，斷面設(shè)計(jì)成梅花形，具體的規(guī)格尺寸為L(zhǎng)=1000mm@1500mm×1500mm，小導(dǎo)管的端部直接與型鋼進(jìn)行焊接處理，焊接作業(yè)完成后，在外側(cè)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，然后開始噴射C20 混凝土，噴射的厚度為30cm。注漿管選擇使用花孔小導(dǎo)管，導(dǎo)管的直徑為φ32mm，將導(dǎo)管的前端加工為錐形，在導(dǎo)管表面鉆孔，鉆孔的間距設(shè)置為15cm，端部60cm 范圍不鉆孔，將其作為止?jié){段。

漿液選擇水泥漿，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件，在水泥漿內(nèi)適當(dāng)摻加外加劑，水泥漿的水灰比控制為1∶1，具體的技術(shù)參數(shù)可以根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的變化來合理調(diào)整。注漿范圍：主要是對(duì)區(qū)間隧道的側(cè)墻進(jìn)行打設(shè)，結(jié)合兩側(cè)沿線的區(qū)間間距對(duì)注漿范圍進(jìn)行劃分，在對(duì)隧道側(cè)墻部位的土體進(jìn)行加固過程中，可以將注漿孔設(shè)置在相鄰的格柵之間，縱向間距、環(huán)向間距確定為0.75m。

3.3.3 錨桿施工

管棚施工結(jié)束以后，在兩側(cè)隧道的進(jìn)出口的掌子面圍護(hù)樁部位設(shè)置錨桿，以避免圍護(hù)樁發(fā)生形變，進(jìn)而有效優(yōu)化圍護(hù)樁的受力情況，確保基坑施工的安全性。

3.4 暗挖隧道開挖施工

3.4.1 臺(tái)階法開挖

使用臺(tái)階法進(jìn)行施工，臺(tái)階的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為3m 比較合適，兩級(jí)臺(tái)階之間的進(jìn)尺保持在0.5～1.0m 之間。當(dāng)液壓錘安裝且調(diào)試完成后，則進(jìn)行臺(tái)階開挖作業(yè)，臺(tái)階開挖必須按照自下而上的順序進(jìn)行，針對(duì)巖層軟弱的區(qū)域應(yīng)先掏槽，擴(kuò)大開挖的作業(yè)面，然后擴(kuò)挖至外側(cè)的輪廓線。在實(shí)際開挖的過程中，液壓錘鎬釬與巖層需要保持垂直的狀態(tài)，鎬釬落點(diǎn)與地面之間的距離嚴(yán)格控制在0.3m，單次開挖深度不得超過0.7m。當(dāng)開挖至外側(cè)輪廓線的邊緣時(shí)，注意采用輕錘慢打的方式進(jìn)行施工，不得出現(xiàn)超挖現(xiàn)象[1-2]。臺(tái)階法開挖作業(yè)見圖1。

圖1 臺(tái)階法開挖示意圖

3.4.2 隧道液壓錘開挖

(1）液壓錘的選用：在選擇液壓錘的過程中，應(yīng)該詳細(xì)考慮隧道的斷面尺寸、液壓錘的重量這兩方面的事宜，具體來說，對(duì)于隧道的斷面尺寸，大型機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行的過程中，機(jī)械臂延伸的范圍應(yīng)觸及至開挖斷面的每一個(gè)角落；施工機(jī)械在下層臺(tái)階施工時(shí)，機(jī)械臂的作業(yè)范圍應(yīng)保證可以觸及至上一級(jí)臺(tái)階的每一個(gè)角落。對(duì)于液壓錘的重量，當(dāng)機(jī)械臂處于完全展開的狀態(tài)時(shí)，液壓錘的重量不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備發(fā)生傾翻現(xiàn)象。確保液壓錘的效能可以完全被發(fā)揮出來。液壓系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)為：在選擇液壓錘的過程中，保證液壓錘的流量與挖掘機(jī)的輸出流量一致?，F(xiàn)階段，我國(guó)的液壓錘外觀設(shè)計(jì)主要有3 種類型：箱式結(jié)構(gòu)、夾板式結(jié)構(gòu)以及角式結(jié)構(gòu)。其中，箱式液壓錘的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在運(yùn)行的過程中可以對(duì)錘體提供一定的保護(hù)，作業(yè)過程中的噪聲比較小，減小自身的震動(dòng)。在實(shí)際選擇的過程中，應(yīng)優(yōu)先選擇使用箱式結(jié)構(gòu)的液壓錘。

（2）液壓錘的施工要點(diǎn)：在主換向閥門部位額外設(shè)置一個(gè)過載閥門，過載閥門的壓力超過溢流閥門的2M～3MPa 比較合適，這樣能夠在一定程度上降低對(duì)系統(tǒng)的影響。此外，可以有效保證溢流閥門損壞后，系統(tǒng)所承受的壓力不會(huì)太大。液壓錘有關(guān)的進(jìn)出口部位應(yīng)該設(shè)置截止閥，以此保證后期的系統(tǒng)維護(hù)與參數(shù)調(diào)整。此外，還要定期對(duì)車載挖掘機(jī)的水位、油位、檢測(cè)儀器進(jìn)行詳細(xì)的檢查，在保證各項(xiàng)組件正常的情況下才可以進(jìn)行施工。

3.5 初期支護(hù)施工

（1）初噴混凝土：隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)使用錨桿、噴射混凝土、鋼絲網(wǎng)等共同組成，在開挖作業(yè)完成以后，盡快對(duì)施工作業(yè)面噴射C25 強(qiáng)混凝土進(jìn)行封閉處理。隧道的二次襯砌則使用鋼模板+ 工字鋼拱架+ 支架模板組成，利用混凝土泵車澆筑混凝土，混凝土澆筑完成后使用振搗棒對(duì)混凝土進(jìn)行振搗，禁止發(fā)生漏振等情況，確?；炷恋拿軐?shí)性。

（2）系統(tǒng)錨桿施工：錨桿選擇使用的是φ22mm 砂漿錨桿，利用風(fēng)機(jī)進(jìn)行鉆孔，實(shí)際開展作業(yè)的過程中必須保證孔口的平整性，保持巖面與鉆孔的方向呈現(xiàn)相互垂直的關(guān)系。在安裝錨桿的過程中，對(duì)于部分不平整的巖面可以使用墊板處理，必須確保墊板與巖面緊密相貼。

（3）鋼拱架、鋼筋網(wǎng)：在安裝鋼拱架的過程中，為了保證鋼筋整體受力，應(yīng)該使用φ22mm 鋼筋，利用縱向連接筋將每一榀鋼架連接成為一個(gè)整體。

（4）噴射混凝土：當(dāng)隧道開挖成形以后，在表面噴射厚度為5cm 的混凝土，以保證圍巖完全封閉，鋼筋網(wǎng)掛設(shè)完成后需要再次噴射混凝土，混凝土的噴射厚度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)為C25。

4 結(jié)語

綜上所述，該項(xiàng)目的隧道淺埋段暗挖施工使用的是液壓錘進(jìn)行，可以提高施工效率，其對(duì)于周圍環(huán)境以及附件建筑物的影響比較小，不易出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，有效控制形變。施工設(shè)備的類型較為單一，施工機(jī)械的通用性比較強(qiáng)，且操作性不強(qiáng)，可以在一定程度上降低人員的投入，經(jīng)實(shí)踐論證該方法具備可行性。