淺埋暗挖地鐵施工過地下管線的技術(shù)探索

于軍

（中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司，北京 065201）

隨著地面交通運(yùn)輸量越來越大，以及人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，地下工程暗挖法已逐漸取代明挖法而廣泛應(yīng)用于城市地下工程施工。地下工程暗挖施工方法主要有盾構(gòu)法、淺埋暗挖法等。本文主要探討淺埋暗挖法。

淺埋暗挖法的實(shí)質(zhì)是針對軟弱地層的特點(diǎn)，繼承和發(fā)展了巖石隧道新奧法(NATM)的基本原理，突出了地層改良、時(shí)空效應(yīng)和快速施工等理念。其方法的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵可用18字原則來闡明，即；“管超前”、“嚴(yán)注漿”、“短開挖”、“強(qiáng)支護(hù)”、“快封閉”和“勤量測”。其與明挖法、盾構(gòu)法相比較，由于它避免了明挖法對地表的干擾性，而又較盾構(gòu)法具有對地層較強(qiáng)的適應(yīng)性和高度靈活性，因此淺埋暗挖法廣泛應(yīng)用于世界各國的城市地下工程建設(shè)。

1 淺埋暗挖法簡介

目前，淺埋暗挖法已在城市地鐵、市政地下管網(wǎng)及地下空間的其他淺埋地下結(jié)構(gòu)物的工程設(shè)計(jì)與施工中得到廣泛應(yīng)用。該方法多應(yīng)用于第四紀(jì)軟弱地層，一般對地鐵區(qū)間或小跨度隧道，常用的基本開挖方法有正臺(tái)階法、上半斷面臨時(shí)仰拱正臺(tái)階法、中隔壁法(也稱CD法和CRD法)、雙側(cè)壁導(dǎo)洞法(眼鏡工法)。而對地鐵車站、地下停車場等大跨度聯(lián)拱結(jié)構(gòu)的基本施工方法有中洞法、側(cè)洞法和洞樁法(PBA法)。

2 淺埋暗挖法優(yōu)、缺點(diǎn)及其發(fā)展完善

淺埋暗挖法具有靈活多變，對地面建筑、道路和地下管網(wǎng)影響不大，拆遷占地少，不擾民，不污染城市環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，是目前較先進(jìn)的施工方法。但其存在的缺點(diǎn)是速度較慢，噴射混凝土粉塵較多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，機(jī)械化程度不高，以及高水位地層結(jié)構(gòu)防水比較困難等。

而近十余年，隨著大量的工程實(shí)踐和理論研究，淺埋暗挖技術(shù)方法不斷完善，應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，由原來只適用于第四紀(jì)地層、無水、無地面建筑物等簡單條件，拓展到非第四紀(jì)地層、超淺埋、大跨度、上軟下硬、高水位等復(fù)雜地層和環(huán)境條件下的地下工程。尤其是信息科學(xué)技術(shù)在淺埋暗挖技術(shù)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了工程的全過程監(jiān)控，有效地減小了由于地層損失而引發(fā)的地面沉降等環(huán)境問題?，F(xiàn)代淺埋暗挖技術(shù)施工不但對周邊環(huán)境的影響己降到很低程度，而且由于能夠及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化支護(hù)參數(shù)，提高了施工質(zhì)量和速度，已成為城市地下工程設(shè)計(jì)與施工中普遍采用的一種施工方法。

3 具體施工措施及步驟

3.1 地鐵車站過污水管施工方法

先引排、后加固、再施工。即導(dǎo)洞施工前在地面對該污水管線實(shí)施截流引排,減少導(dǎo)洞施工期間管內(nèi)水流量,在洞內(nèi)采用超前小導(dǎo)管及上半斷面注漿加固地層，臺(tái)階法開挖導(dǎo)洞，控制洞室收斂變形和地層沉降。

左線右導(dǎo)洞開挖設(shè)兩個(gè)工作面，分別由南北相向開挖。因在車站換乘接點(diǎn)處 (K19+872.7右側(cè))有一污水檢查井(井C，井身為磚砌結(jié)構(gòu))，一條來自朝陽北路的污水管 (內(nèi)徑900)匯入該井，井位距離北端開挖斷面為3m，為增加施工時(shí)的安全性，先從接近該井的北工區(qū)側(cè)開挖斷面施工上臺(tái)階，進(jìn)行試探開挖，待北端斷面通過后再進(jìn)行雙向施工。

（1）超前探測前方地層情況

斷面開挖前，在拱部靠近污水管線一側(cè)布設(shè)3根超前探孔導(dǎo)管，長4m，用風(fēng)鎬頂入后拔出導(dǎo)管，根據(jù)孔口滲水及導(dǎo)管內(nèi)土質(zhì)情況判定前方地質(zhì)情況，如導(dǎo)管孔內(nèi)有水滲(或流)出，表明污水管線漏水或前方存有水囊，這時(shí)立即封閉掌子面，下管引排，如長時(shí)間水流不斷，則表明污水管線滲漏嚴(yán)重，則采取壓注水泥水玻璃漿液對地層進(jìn)行加固處理，直至潛水被全部封堵為止。

（2）全斷面加固措施

1)導(dǎo)管加工。

導(dǎo)管加工同超前導(dǎo)管，拱頂外排和內(nèi)排小導(dǎo)管采用Ф32mm，L=3.0m，壁厚3.25mm的無縫鋼管制作，環(huán)向間距30cm，縱向間距50cm，交錯(cuò)布置。掌子面用Ф32mm×3.25mm無縫鋼管，長度5.0m，間距80cm，梅花形布置。

2)注漿。

a.鉆孔:鉆機(jī)就位后，開始鉆孔，鉆孔時(shí)應(yīng)注意鉆機(jī)的大臂必須緊頂在掌子面上，以防止過大顫動(dòng)。鉆機(jī)先低速開孔，孔深達(dá)30cm后，方能轉(zhuǎn)入正常鉆速。鉆孔時(shí)要控制好進(jìn)水量，防止坍孔。

b.受鉆桿自重的影響，鉆桿鉆孔方向(特別是拱頂和拱腳處)要有一定的仰角，根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求，鉆孔有5°～10°的外插角。

c.安裝注漿管：在注漿管加工時(shí)先在管上鉆好Ф8mm、間距20cm梅花形布置的出漿孔。注漿管與鉆孔之間采用錨固劑封堵。

d.壓水試驗(yàn)：檢查機(jī)械運(yùn)行情況、各管路封閉情況和進(jìn)漿管的進(jìn)漿情況，試驗(yàn)壓力一般不低于1.2倍～1.5倍的注漿終壓，也可以根據(jù)施工現(xiàn)場酌情處理。壓水試驗(yàn)進(jìn)行三次，每次5min。壓水試驗(yàn)完后，要把水放掉。

e.注漿：壓水試驗(yàn)結(jié)束后，在不停泵的情況下開始注漿，注漿時(shí)應(yīng)先注入一定量的稀漿后再逐步加大漿液的濃度。漿液配合比根據(jù)土體類型通過試驗(yàn)取得最佳的配合比。注漿時(shí)及時(shí)調(diào)整注漿液的配合比即壓力，以期達(dá)到良好的效果。

3.2 地鐵車站過雨水管溝的施工方法

3.2.1 施工工藝可分成以下四步完成：

1)清泥：人工采用自治的專用工具，進(jìn)入管將管內(nèi)沉積的污泥清出。

2)基層清理：負(fù)責(zé)徹底清除泥水，清刷基面，剔除松散破壞部位，剔鑿管口，烘干創(chuàng)面，并作出標(biāo)記。

3)基層維修：針對不同破壞情況，采用不同的方法，分層分部位維修創(chuàng)傷面。

4)養(yǎng)護(hù)：養(yǎng)護(hù)新修好的機(jī)面，使其牢固的粘結(jié)管口。

（2）施工工法

1)基礎(chǔ)清理。在清理基本完成的情況下，為使修補(bǔ)后新舊材料結(jié)合牢固，必須將待處理的管線恢復(fù)原貌，整潔如新，這一點(diǎn)是保證維修質(zhì)量的關(guān)鍵。為此必須做以下幾個(gè)方面工作。

a.繼續(xù)把殘余的泥水徹底清理干凈。并用高壓清水沖洗需處理的部位，直至修理的部位呈現(xiàn)出原有混凝土界面為止。

b.鋼釬、電動(dòng)砂輪、電動(dòng)鋼絲刷將松散集料的部位剔除到實(shí)體，并將浮石、油污、塵埃、浮漿、水垢及被污滌侵蝕的部位徹底剔鑿干凈。

c.用烘干設(shè)備將破壞、空洞、裂縫部位徹底烤干，使其面干燥。

d.在滲漏現(xiàn)象發(fā)生段的每個(gè)井段有針對性地檢查，認(rèn)真檢查井內(nèi)、井筒、管身、接口。仔細(xì)排查，并針對破壞狀況，部位，對其環(huán)裂、縱裂、砂眼、基礎(chǔ)缺陷裂縫等不同的現(xiàn)象做出不同的標(biāo)記，并制定不同的處理方案。

結(jié)束語

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市現(xiàn)代化進(jìn)程加快，地鐵建設(shè)必將如火如茶。為了適應(yīng)干城市的特殊環(huán)境及我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力，近年來，在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中一直扮演重要角色的淺埋暗挖技術(shù)，以其對地層有較強(qiáng)適應(yīng)性和高度靈活性等特點(diǎn)，必將在未來一個(gè)相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)，得到不斷豐富和完善，愈來愈彰顯其在城市地下工程建設(shè)中的重要地位。

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