石家莊市匯明路地下綜合管廊電力隧道安全施工技術(shù)

張曉光

（中鐵十八局集團第四工程有限公司天津 300222）

地下綜合管廊系統(tǒng)將電力、燃氣、通信等市政管線集于一體，不僅節(jié)約了地下空間，還極大方便了這些設(shè)施后期的維護和檢修。因此綜合管廊系統(tǒng)在各國中越來越多被應(yīng)用。因此管廊的施工質(zhì)量對城市的運轉(zhuǎn)有十分重要的影響。在周圍環(huán)境復雜地區(qū)，如何保證管廊的施工安全，受到人們的關(guān)注，本文以石家莊綜合管廊為背景，介紹了復雜環(huán)境下管廊施工的各個環(huán)節(jié)進行探討。

1 工程概況

本工程為石家莊市匯明路地下綜合管廊分支口電力艙以電力隧道形式出廊工程。施工地點位于石家莊市匯明路與濱河街交口處，樁號為K6+529，電力隧道采用暗挖施工，不設(shè)豎井，在管廊結(jié)構(gòu)電力艙夾層頂板上預(yù)留進出料口，由管廊向南北兩側(cè)開挖施工。電力隧道暗挖長度為南側(cè)17 米，北側(cè)20.2米，平面圖如圖1 所示。隧道斷面（寬×高）2.6m×3.45m（雙艙），雙艙開挖斷面為6.9m×5.17m，如圖2 所示。

2 施工關(guān)鍵技術(shù)

管廊施工中，保持洞體穩(wěn)定性，是施工中重點關(guān)注問題，因此需要關(guān)注支護結(jié)構(gòu)、噴射混凝土、隧道進洞這三個環(huán)節(jié)。

2.1 支護結(jié)構(gòu)施工

管廊施工中的支護措施包括超前支護、鋼拱架支護。

（1）超前支護

超前小導管采用φ32mm、長2m 的鋼管，用鉆機打進土體，鋼管頂端做成楔形，鋼管上鉆直徑11mm注漿孔，間距為220mm，尾部設(shè)置60cm 不鉆孔段作為止?jié){段，沿拱頂開挖輪廓150°范圍內(nèi)布置，外插角控制為18 度角，誤差為±2 度，環(huán)向間距控制為200mm，縱向間距隨拱架間距。

圖1 電力隧道平面圖

超前小導管埋設(shè)完畢后進行壓力注漿，采用水泥、水玻璃雙液漿，注漿壓力為0.3～0.5Mpa，同時根據(jù)地質(zhì)實際情況作出相應(yīng)調(diào)整，在特殊情況下也不得少于0.25Mpa，并滿足周邊吸漿量，注漿完畢2小時以上且水泥漿凝固形成較穩(wěn)定的加固圈后，方可進行開挖作業(yè)。

圖2 電力隧道斷面圖

（2）鋼拱架施工

鋼拱架施工工藝如下：

1)隧道開挖后，應(yīng)及時對開挖斷面尺寸進行檢查復核，如有超欠挖情況，應(yīng)立即進行處理。

2)進行中線、高程放樣時，放樣要準確，掌子面上要有明顯的標識，同時現(xiàn)場設(shè)置測量標識牌。

3)拱腳處的虛碴應(yīng)提前進行處理，拱腳基礎(chǔ)必須牢固。遇拱腳標高不足時，應(yīng)采用加墊鋼板或用砼澆筑等形式進行調(diào)整。

4)鋼拱架連接完閉并經(jīng)檢查合格后，焊接縱向連接鋼筋，其材質(zhì)和環(huán)向間距均符合相關(guān)要求。鋼架間采用Φ22mm 螺紋鋼筋焊接，環(huán)向間距1m ，鋼架與縱向連接鋼筋和連接板均采用滿焊， 工字鋼間先用M22 高強螺栓連接，再進行點焊加固。為防止鋼架出現(xiàn)點支撐，受力不均勻，鋼架與巖面間隙必須用噴射混凝土填充密實。

5)架立鋼拱架采用鎖腳錨管加固拱腳。鎖腳錨管與鋼拱架采用焊接形式連接，使錨管和鋼拱架形成一個共同承載體系，焊接完成后按設(shè)計要求厚度進行分層噴射混凝土。

6）弧形槽開挖完成后立即架立鋼拱架，應(yīng)先將鋼拱架與輪廓之間的間隙填充密實，再噴射鋼拱架周邊區(qū)域，鋼拱架之間最后填充，每一循環(huán)的施工應(yīng)在仰拱完成后及時噴護成全環(huán)封閉體系，混凝土保護層厚度不小于4cm。

7)每榀鋼拱架架立完后，及時進行質(zhì)量評定，合格后方可進行噴射混凝土施工。

2.2 噴射混凝土施工

（1）原材料的控制：進場前對噴射混凝土的原材料進行質(zhì)量檢驗，并進行速凝效果的試驗，確定速凝劑的品牌和最佳摻量，進行配合比選擇試驗，確定水泥用量和水灰比。噴射混凝土水泥用量為390kg～410kg，水泥與砂石重量比為1：4.5，水灰比為0.42，砂率為55%左右。

（2）施工前準備：噴射作業(yè)前需認真清除表面上的浮土及回彈物等松散材料，用高壓風吹掃干凈，調(diào)整好設(shè)備的水壓和風壓。

（3）施工作業(yè)：噴射順序由下及上，由低向高依次進行，按螺旋軌跡均勻分層噴射，不得漏噴，噴頭直對受噴面，距離為0.8m 左右。噴射壓力控制在0.12～0.15MPa，一次噴射厚度，邊墻不得超過100mm，拱頂部分不得超過60mm，每噴完一遍需待噴射混凝土終凝后再進行下一層作業(yè)。噴射作業(yè)時，噴嘴應(yīng)避開鋼筋密集點（在格柵攔風架處），避免造成密積。對懸掛在網(wǎng)筋上的混凝土結(jié)團應(yīng)及時清除，保證噴射混凝土的密實。

（4）噴射面的養(yǎng)護：由于噴射混凝土層極易發(fā)生早期干縮裂縫，故噴射混凝土終凝2h 后，應(yīng)噴水養(yǎng)護，時間不得少于14d，氣溫低于5°C 時不得噴水養(yǎng)護。

2.3 隧道進洞措施

管廊結(jié)構(gòu)施工完成且主體結(jié)構(gòu)混凝土達到設(shè)計強度的100%后破除電力隧道范圍內(nèi)圍護樁，優(yōu)先對圍護樁樁間進行超前小導管注漿加固，圍護樁破除采取人工風鎬破除的方式，圍護樁混凝土破除完成后，預(yù)留圍護樁主筋，預(yù)留長度20cm，然后立鋼格柵，將鋼格柵立好后，與圍護樁主筋及連接筋焊接在一起，形成共同支撐體系。支撐完成后立即進行噴錨施工，防止結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，坍塌。電力隧道由管廊進入前，進洞3 米范圍內(nèi)為反挖布設(shè)初支段，采用鉆孔注漿加固。

3 安全施工技術(shù)措施

地層加固是安全開挖的重要保證。根據(jù)地質(zhì)特點，采取小導管注漿、錨管等方法進行地層加固。同時應(yīng)根據(jù)地層變化情況，采取不同的加固方式，并及時調(diào)整相關(guān)參數(shù)。地層為砂卵石層時采用小導管注漿，漿液根據(jù)地層變化進行調(diào)整；卵石層應(yīng)縮短小導管的步距。同時為保證掌子面穩(wěn)定，必須預(yù)留核心土。

在開挖過程中應(yīng)進行有毒氣體檢測，采用有毒有害氣體檢測儀進行監(jiān)測。當空氣污染物超過現(xiàn)行國家標準《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）規(guī)定的三級標準濃度限值，且無通風措施時，不得人工挖孔施工。洞內(nèi)通風措施采用安設(shè)通風機方法。因本工程在地下施工，為了通風流暢在井口設(shè)置風機一臺用Φ700 布風筒固定在管廊和隧道的側(cè)墻上，接至離工作面5 米處，采用吹入式灌風，確保洞內(nèi)空氣流暢。

為了保證襯砌混凝土質(zhì)量，做到不滲不漏，達到防水標準，采用“防、排、截、堵”結(jié)合，剛?cè)嵯酀?，綜合治理，因地制宜的原則：

(1) 防水

在初期支護和二次襯砌之間鋪設(shè)土工布及PVC 防水；為提高襯砌結(jié)構(gòu)的自防水能力和結(jié)構(gòu)的耐久性主體結(jié)構(gòu)混凝土采用C35，P6；結(jié)構(gòu)施工縫處設(shè)鋼板止水帶，變形縫處設(shè)鋼邊橡膠止水帶＋填塞瀝青麻絮。

(2)土工布和防水卷材鋪設(shè)

在鋪設(shè)土工布和防水材料前應(yīng)進行試驗檢測，試驗檢測合格后方可使用。采用電動熔焊器將防水板熔焊在襯墊上，同時將防水板焊成整體，上下循環(huán)兩幅防水板接頭處留10cm 搭接幅面，焊縫采用雙面焊，寬度為3cm。

4 安全施工監(jiān)測

為了保證施工的安全性，需要對支護結(jié)構(gòu)（包括初期支護結(jié)構(gòu)凈空收斂、初期支護結(jié)構(gòu)拱頂沉降）和周邊環(huán)境監(jiān)測（包括地表沉降、周邊建筑）

4.1 初期支護結(jié)構(gòu)凈空收斂監(jiān)測

距開挖面2 米范圍內(nèi)，縱向間距10-15 米，且與地表點相對應(yīng)。

監(jiān)測點埋設(shè)時提前預(yù)制一個掛鉤，在做初襯的時候預(yù)埋在隧道頂部及兩側(cè)洞壁位置。監(jiān)測點埋設(shè)完成后，應(yīng)進行防銹處理及必要的保護，并作好標記。

將鋼尺收斂計上的鋼尺一邊的掛鉤掛于預(yù)埋在區(qū)間側(cè)壁的掛鉤上，收斂計另一頭掛鉤與區(qū)間側(cè)壁另一壁的掛鉤上。讀取收斂計上的數(shù)值，初始值采用三次初次采集值的平均值作為初始值。之后每次采取的值跟初始值作對比得出變形量。

觀測中應(yīng)注意以下事項：①對使用的鋼尺收斂計及鋼尺定期進行檢驗與校正；②觀測要做到三固定，即固定人員、固定儀器、固定測位。

4.2 初期支護結(jié)構(gòu)拱頂沉降監(jiān)測

為了檢測拱頂沉降，采用Φ22mm 螺紋鋼筋，做成彎鉤狀與拱頂焊接，長度8cm，外露部分打磨光滑，并統(tǒng)一編號。采用天寶DINI03 電子水準儀以及配套銦瓦水準標尺定期對監(jiān)測點測量。

測點布置應(yīng)距離開挖面小于2 米。在下一次開挖前讀取初始數(shù)值（12 小時內(nèi)）。采用電子水準儀進行測量觀測。初支混凝土噴射完成后進行首次觀測，對測點進行兩次連續(xù)觀測，且讀數(shù)差小于1.0mm，取平均值作為本次觀測值。主要技術(shù)要求按《工程測量規(guī)范》進行監(jiān)測作業(yè)。

4.3 周邊地表沉降監(jiān)測

為了監(jiān)測周邊地表沉降，在結(jié)構(gòu)外沿不小于1 倍埋深處布點，縱向間距10-20 米，點位間距5-10米。監(jiān)測點采用水鉆配合人工開挖成孔的形式進行埋設(shè)，同時應(yīng)做好清晰標記。

高程基準點埋設(shè)完成并確認高程基準點處于穩(wěn)定狀態(tài)后，方可使用。施工監(jiān)測期間對基準網(wǎng)進行定期檢測，確?；鶞庶c穩(wěn)定。

為提高監(jiān)測點觀測精度，采用電子水準儀進行觀測。觀測采用附合水準路線形式進行往返觀測，取兩次觀測高差中數(shù)進行平差確定。

4.4 周邊建筑沉降監(jiān)測

在周邊建筑物四角，在墻體上用電鉆鉆孔，埋入沉降釘作為監(jiān)測點，保證與待測結(jié)構(gòu)結(jié)合牢固，不松動，并用紅色自噴漆標明點號。如建筑物上不滿足鉆孔條件可貼條碼尺的反射片。

4.5 周邊建筑裂縫監(jiān)測

應(yīng)在使用前對裂縫觀測儀進行檢測，開挖前記錄監(jiān)測建筑物已有裂縫的分布及位置。選擇有代表性的裂縫進行監(jiān)測點布置，當原有裂縫增大或出現(xiàn)新裂縫時，及時增設(shè)監(jiān)測點。每條裂縫布設(shè)3 個監(jiān)測點，且設(shè)置在裂縫的最寬處及裂縫末端。

5 結(jié)語

本文通過對石家莊舊城區(qū)地下綜合管廊電力隧道安全施工技術(shù)進行綜合研究發(fā)現(xiàn)該施工方法很好的解決了電力隧道施工的安全隱患。采用了針對隧道工程的施工監(jiān)測技術(shù)，用于指導施工。采用上述安全控制技術(shù)很好的完成了管廊電力隧道安全施工技術(shù)。