淺談人挖樁成孔在暗挖隧道豎井初襯施工中的應(yīng)用

李 博

（北京電力工程有限公司 100070）

0 引言

淺埋暗挖法是在距離地表較近的地下進(jìn)行各種類型地下洞室暗挖施工的一種方法，施工過(guò)程中，需在豎井上方搭設(shè)龍門(mén)架作為土方吊運(yùn)設(shè)備，先施工豎井初襯，豎井挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高深度后，采用破除馬頭門(mén)的方式進(jìn)行隧道初襯施工，施工豎井后期多作為永久檢查井。其施工方法靈活多變，可以應(yīng)對(duì)相對(duì)復(fù)雜的施工環(huán)境。在在隧道路由固定，豎井上方近地距離有不可遷改的構(gòu)筑物時(shí)，則需要采用特殊方法完成豎井初襯作業(yè)。本文以某電力隧道工程為例，論述一下因豎井上方有近地高壓線無(wú)法支設(shè)龍門(mén)架，在豎井中間使用人工挖孔樁成孔，利用豎井下方已完工隧道作為出土路線進(jìn)行豎井初襯施工的方法。

1 工程概況

某電力隧道豎井為?5.2m 圓形豎井，采用逆作法施工，豎井深度12m。初襯結(jié)構(gòu)為“噴射混凝土+網(wǎng)架結(jié)構(gòu)+鋼筋網(wǎng)” 支護(hù)，初襯、二襯厚度均為250mm。隧道尺寸為2m×2.3m 標(biāo)準(zhǔn)斷面。豎井上方7m 處有10k 高壓線，經(jīng)前期協(xié)調(diào)，確定高壓線無(wú)法遷改，為保證距高壓線滿足4m 安全距離，龍門(mén)架高度不足3m，無(wú)法支設(shè)。受此影響此豎井無(wú)法施工，鄰側(cè)隧道已施工至豎井邊。

豎井施工主要穿越土層為：粉質(zhì)粉土素填土①層，房渣土①1 層,細(xì)砂③1 層，圓礫③層，細(xì)砂③1 層、卵石④層、重粉質(zhì)粘土④1 層。

根據(jù)其余豎井開(kāi)挖情況，在隧道下半部有地下水，因此井底考慮使用集水坑進(jìn)行排水。

2 施工方法

考慮到豎井上方受高壓線影響，無(wú)法使用龍門(mén)架、吊車等設(shè)備，首先排除從豎井上方出土方法。因豎井一側(cè)隧道已施工至豎井邊，可借此作為出土路線將土方運(yùn)至臨近施工豎井完成土方外運(yùn)，施工步驟如下：

第一步：豎井一側(cè)隧道初襯繼續(xù)施工，將隧道初襯結(jié)構(gòu)穿過(guò)豎井后至另一側(cè)變形縫處暫停，封閉掌子面。

第二步：在豎井中心位置采用人工挖孔樁方法自上而下成孔至隧道初襯頂部，并破開(kāi)洞底的隧道拱頂結(jié)構(gòu)。

第三步：進(jìn)行豎井初襯施工，土方由0.8m 孔洞倒入底部隧道內(nèi)，裝車后經(jīng)隧道由臨近施工豎井外運(yùn)。

第四步：豎井初襯施工至隧道初襯位置時(shí)，破除已完成隧道初襯，直接將鋼格柵進(jìn)行焊接并割除多余部分，焊接部位使用幫焊鋼筋加固處理。

第五步：豎井初襯施工至底。清理現(xiàn)場(chǎng)。

施工方法如下圖所示：

3 隧道初襯穿越豎井

為形成完整的出土通道，同時(shí)為確保后期豎井施工時(shí)的安全，將已施工至豎井邊的隧道繼續(xù)開(kāi)挖，直至穿越豎井，在另一側(cè)變形縫位置停止施工，并在掌子面上安裝鋼格柵、鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行封閉處理，確保掌子面的穩(wěn)定。

隧道初襯下穿豎井時(shí)，依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中標(biāo)明的里程，與豎井初襯相連的鋼格柵安裝時(shí)均需使用全站儀精準(zhǔn)定位，確保后期豎井初襯施工時(shí)每榀鋼格柵均可與隧道初襯有效連接。由于豎井結(jié)構(gòu)形式為圓形，此處隧道初襯鋼格柵采取三榀密排布置。同時(shí)隧道、豎井初襯的縱向連接筋均由間距1m 內(nèi)外雙層布置加密至0.5m。

4 人工挖孔樁成孔

底部出土通道已經(jīng)形成，還需打通地面至底部的連接通道，最終形成完整的出土路線。經(jīng)對(duì)比決定，采用人工挖孔樁成孔的方法施工連接通道。此方法優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)，一是占用井上空間小，可以充分滿足與上方高壓線的安全距離；二是形成的孔洞護(hù)壁有一定的強(qiáng)度，既能確保豎井施工時(shí)護(hù)壁可承受施工荷載，也可根據(jù)開(kāi)挖深度對(duì)護(hù)壁進(jìn)行隨時(shí)破除；三是自身施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，施工時(shí)間短，還可在人工挖孔樁成孔完成時(shí)直接對(duì)下方隧道初襯拱頂進(jìn)行破除。

人工挖孔樁位置選在豎井中心處，將孔洞對(duì)豎井初襯施工的影響降到最小。人挖樁成孔內(nèi)徑0.8m，護(hù)壁采用C25 自拌混凝土澆筑，厚150mm，孔洞護(hù)壁配筋為φ8 鋼筋。施工時(shí)選用卷?yè)P(yáng)機(jī)吊運(yùn)土方，挖土次序先中間后周邊。模板高度一般為1 米，用松木板或鋼模板拼裝成90°弧長(zhǎng)，組裝而成。鋼筋安裝完成，模板做臨時(shí)固定后，即可進(jìn)行護(hù)壁混凝土澆注。施工時(shí)配備相應(yīng)的照明、通風(fēng)等措施。自地面向下成孔，最終將護(hù)壁孔洞落至隧道初襯頂部。為提高人工挖護(hù)壁在隧道上方的自穩(wěn)性，每節(jié)護(hù)壁施工時(shí)，均環(huán)向均布安裝3 根加強(qiáng)錨桿，錨桿為Φ20 螺紋鋼筋，長(zhǎng)度1m。

成孔后，豎井初襯施工時(shí)，在孔口覆蓋鋼筋篦子防止墜落，篦子由φ 20@150*150 加工而成，直徑1.2m。

5 豎井初襯施工

豎井初襯土方施工借助人挖樁孔洞作為出土孔，將挖出土方倒入下方隧道內(nèi)，直接裝入電動(dòng)三輪車運(yùn)至臨近施工豎井，自龍門(mén)吊外運(yùn)至土倉(cāng)。施工過(guò)程中，人工挖孔樁護(hù)壁隨挖隨破，孔口篦子保持始終覆蓋，并派專人看護(hù)。

將人工挖孔樁成孔時(shí)所用的卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝在豎井臨邊位置，鋼格柵、鋼筋網(wǎng)片等材料由卷?yè)P(yáng)機(jī)吊運(yùn)至井下作業(yè)面。

以標(biāo)準(zhǔn)施工工藝進(jìn)行豎井初襯施工，施工至隧道拱頂處時(shí)，豎井鋼格柵需2榀密排設(shè)置。繼續(xù)向下施工，與隧道拱頂、側(cè)墻相接時(shí)，將連接點(diǎn)隧道初襯破除混凝土結(jié)構(gòu)露出鋼格柵主筋，豎井鋼格柵與隧道鋼格柵各自主筋焊接連接，并設(shè)幫焊鋼筋加固處理。

在連接點(diǎn)均焊接牢固后，逐層將豎井范圍內(nèi)的隧道初襯全部破除。直至完成豎井初襯施工。

6 結(jié)論

淺埋暗挖法施工自身具備結(jié)構(gòu)形式多變，施工方法靈活的特點(diǎn)，使其相對(duì)于其他施工方法更能應(yīng)付復(fù)雜的環(huán)境。本文論述了因施工現(xiàn)場(chǎng)條件限制無(wú)法搭設(shè)龍門(mén)架，改變思路采用人工挖孔樁成孔，自上而下進(jìn)行出土作業(yè)，最終順利完成豎井初襯結(jié)構(gòu)的施工方法。為后續(xù)類似工程提供借鑒。