浅埋暗挖法在排水土层隧道中的施工技术及注意事项

章军

摘 要：重庆市主城污水处理项目工程是重庆市利用世界银行贷款的环境项目，主截流管道施工中浅埋土层施工的应用，对减少市政管道施工的拆迁具有重大意义。

关键词：重庆主城 排水管网 浅埋 土层隧道 施工工法

中图分类号：TU992 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0040-01

浅埋暗挖法自成功运用于北京地铁施工以来，在国内很多城市的地下工程施工中又得到了充分的发展与完善，逐渐成为我国地下工程施工中的施工工法。但是将浅埋暗挖法应用在人工回填和饱和粉质土层中修建超浅埋、超近距的排水隧道较为少见。本文结合重庆主城排水工程A线截流干管穿越通行道路、居民住房附近、新建江北滨江路等暗挖段的土层隧道施工情形，就复杂环境下应用浅埋暗挖法及其配套技术措施的施工，以及施工注意事项进行探讨。

1 工程概况

重庆主城排水工程A管线83#-95#段，原设计均为埋地架空箱涵，长度为960 m左右。83#-95#段在设计阶段江北滨江路尚未建成，施工进场时，江北滨江路已建成投入使用。若按原设计施工，则将进行大面积拆迁、破坏道路、中断交通，并造成极大的社会影响。

83#-95#段地质状况主要为人工回填土，回填土中含有较大块径的开山石，覆土厚度最小为2～5 m左右。

2 设计及施工方案的选择

由于该标段按原设计施工在技术经济、施工组织、交通组织和社会影响等方面存在较大的不利。为此，业主组织了多次设计施工方案论证会，最终从顶管法施工、强支护大开挖施工、浅埋暗挖等施工方案中，选择了浅埋暗挖法。浅埋暗挖在技术上可行，投资较省，对外界影响较小，施工干扰不大。

在确定浅埋暗挖施工法进行施工图设计时，首先选定对83#-95#段进行约100 m进行試验性施工。为了确保施工可行，施工前，施工单位成立了土层隧道科技攻关QC小组，针对土层施工过程出现的问题和情况，不断调整和完善，并按“信息法”的设计施工原则，将信息及时反馈给设计人员。通过针对施工过程出现的各种安全质量隐患进行及时排除，对施工措施进行了不断的调整和改进，特别是QC小组经过PDCA三个阶段的循环，解决了施工中出现的一些难题，使整个土层隧道施工得以圆满安全的完成，未出现任何安全质量事故，并对施工设计进行了相应的补充和修改。

通过实验性施工，验证了土层隧道施工的可行，同时通过施工，完善了设计方案。在施工过程严格遵循浅埋暗挖施工的“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”十八字方针是施工成功的关键。

3 施工技术措施

3.1 超前支护管棚

暗挖隧道施工中，超前管棚支护是控制隧道沉降、防止坍塌常用、有效的方法。在土层隧道中，采用了超前注浆小导管、钢筋网、型钢格栅、超前锚杆等超前支护方式。超前注浆小导管、环向锚杆、钢筋网与型钢格栅共同受力，前后两派导管的相互搭接，导管长度4～4.5 m，型钢格栅间距1～1.5 m。

3.2 超前预加固地层

鉴于人工回填土回填的密度小、空隙大，较为松散，以及饱和含水的粉土质地层进行浅埋暗挖引起沉降较大，为确定暗挖隧道两侧民房和通行道路的通行安全，采用了注浆小导管双液注浆加固土层，注浆导管外插管为15°，注浆压力大于0.4～ 0.6 MPa。对于饱和粉土层实施全断面预注浆（Tss管，水平注浆）和周边预注浆加固。

3.3 CRD工法施工

在饱和含水的粉土质段施工过程中，采用了按照图中的开挖步骤。由于渗水大，沉降大，在施工过程中对拱部、侧墙、掌子面均初喷素混凝土，对结构进行初步封闭。架空拱部初期支护格栅钢架，拱部复喷厚25 cm的C30混凝土，底板喷射厚20 cm的素混凝土，进行结构封闭。

施工中严格控制循环进尺，根据掌子面地层的自稳情况随时调整台阶，做到快封闭。每榀钢格栅均设2～4根3～3.5 m的锁脚锚杆，并对钢格栅拱脚进行加固，有效控制格栅下沉，并加强了施工监测。监测过程表明，在隧道外测最近约5.3 m的一幢房屋的砖混结构的居民住宅未出现沉降变形，确保了居民房屋的安全。

3.4 初期支护背后回填注浆

及时进行背后回填注浆，充填初期支护和土层之间的空隙，加速土层的稳定，可有效控制地面的沉降。注浆管采用D32 mm×3.25 mm钢管，管长0.60 m，纵向间距3m，注浆管在钢格栅安装的预埋，局部注浆效果不明显的初期支护完成后用风钻引孔打入，浆液采用水泥浆，水灰比为0.8∶1～ 1∶1，注浆压力0.4～0.6 MPa。

3.5 周边环境的保护措施

在施工段有一栋五层砖混住宅，基础为条石基础，埋深约1600 mm，基础位于排水隧道拱洞上方，距隧道最近为5300 mm。基应力扩散角位于排水隧道之外。为防止施工中沉降过大或者不均沉降而影响到房屋的安全和人员安全，主要采用以下的保护技术措施：（1）采用CRD工法施工，缩短施工进尺；（2）实施全断面注浆，加强初期支护；（3）在民房及隧道轴线四周布设了拱31个沉降监测点，制定沉降预警值，观测频率：当沉降速度1～15 mm/d，1次/d；0.5～1.0 mm/d，1次/2d；0.2～0.5 mm/d，1次/7d。当沉降速度<0.1 mm，停止观测。同时还在隧道内进行收敛监测，共设置了5个洞内监测断面，观测频率：当位移速度1～15 mm/d时，1次/d；0.5～1.0 mm/d时，1次/2 d；0.2～0.5 mm/d，1次/7d；当拱顶下沉和边墙沉降速度≤0.1 mm/d，收敛速度≤0.15 mm/d时，围岩基本稳定，停止观测。

观测表明：地面及地面建筑物沉降最大为86.4 mm（位于隧洞中轴线上），而民房上设置的观测点最大为0.2 mm，说明施工是成功的，措施是得当的。

4 施工中注意的事项

（1）在人工回填中有较大的块石，特别当石块位于拱部或位于侧墙，处理不当，极易造成顶部坍塌或边墙失稳，危及施工安全，可采用小炮改之。

（2）采用双液注浆时，因比例不准，凝固时间不确定，导致施工掘进时间的掌握不准，超前注浆锚固无效。

（3）个别小导管打不进去，开挖后，局部地段开挖后小导管被压弯，影响到初期支护的有效性，危及施工安全，永久衬砌厚度不易保证。

（4）应注意钢格栅的稳定性问题，应避免钢格栅的沉降过大，可采用加固、锁脚、封脚、封水等方法，确保钢格栅的稳定和过大沉降，施工开挖应预留沉降量。

（5）施工过程中应严格遵循“管超前，严注浆，短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的方针，并严格检查，发现问题及时处理，切不可掉以轻心。

5 结语

在重庆主城排水隧道中成功运用了浅埋暗挖法施工，在施工过程采取了一系列有效的施工技术措施，为浅埋暗挖法的施工在城市排水工程及地下工程中的运用和推广起到积极的推进作用。

参考文献

[1] 关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社，2003：29-30.