新旧市政地下排水管网暗挖连接综合技术

郭治中

摘 要：随着我国经济快速的发展，社会基础设施也在不断的进步，其中新旧市政管网通常采用开槽埋管的方式连通，施工过程对周边环境造成较大影响。针对该问题，系统研究并应用了新旧市政地下排水管网暗挖连接综合技术，分别从旋喷加固、通道暗挖、井壁凿除、通道架设、水下贯通等方面，提出了新旧井连接综合技术。该技术无需地面开挖，施工速度快，对周边道路交通、地下管线及建筑等的影响较小，适用于新旧市政管网的地下暗挖连通施工，具有良好的社会效益和经济效益。

关键词：市政工程；排水管网；暗挖；连接；加固；施工技術

1 浅埋暗挖法简介

浅埋暗挖法是一种在离地表很近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的综合工法。它具有占地少、拆迁少、扰民少、影响交通少、污染环境少等特点，近年来在城市中心区、旧城改造、繁华地带、交通拥挤地段的各类地下工程建设中得到广泛应用。浅埋暗挖法沿用新奥法（NewAustrianTunne-lingMethod）基本原理，初次支护按承担全部基本荷载设计，二次模筑衬砌作为安全储备，初次支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。浅埋暗挖法应用信息化量测技术，采用超前管棚、超前小导管等预加固技术加固围岩，充分利用围岩的自稳能力，突出时空效应对防塌的重要作用。

2 暗挖连接综合技术

2.1 凿除井壁

暗挖通道完成后，需要对旧井井壁进行开洞凿除。由于旧井在长期使用后不可避免会出现淤堵，导致井内存在较高水位，为确保安全和加快进度，旧井井壁凿除分2步进行：首先在干燥条件下凿除70%的井壁；然后在新井内注水，保持新旧井水位相同，水下凿除剩余30%的井壁，如图1所示。为避免开凿时产生的振动对旧井结构造成影响，采用金刚石薄壁钻静力切割分离技术。由钻孔机带动金刚石薄壁钻头加压、回转，金刚石颗粒研磨、切削钢筋和混凝土。钻进过程中采用水冷却并携带出磨削下来的粉屑，具有低噪声、无振动、无粉尘污染、对原结构无扰动，使用简单、灵活，速度快的优点。井壁钻孔切除需分步进行：第一步沿直径洞口圆边线进行打孔，再对洞口直径交叉线进行打孔，将井壁开凿区域分成6个区；第二步在开凿截面靠中间位置再进行圆边线打孔，将截面分成12个单元；最后一步各区分别进行打孔，直至开凿面满堂成孔，如图2所示。

钻孔直径为150mm，钻孔取芯深度为700mm。在钻孔至设计深度后，在钻缝中打入钢钎折断钻芯，用铁丝套环取出钻芯，直至整个截面达到预设钻孔凿除深度。在钻孔取芯凿除70cm范围内的老井井壁结构后，剩余的30cm厚混凝土井壁结构用于承受老井内的水头压力，保护施工安全。

2.2 隧道施工工艺

隧道施工技术要求较高，尤其是打钢钎管工艺。打钢钎管（也就是小导管管棚），压注速凝混凝土浆液，固结地层在开挖土方前。为防止地面沉降，须采用小导管注浆，以加固地层。导管用32×3.25mm，长2.25m的焊接钢管制成花管。导管沿拱形布置，环线间距0.3m，必须穿过首榀钢架，成5°～8°的外插角度向上打入土层中，每两榀钢架打一次超前小导管。导管搭接长度达到0.75m。打入花管后进行注浆，管口周围要用快硬性水泥封死。用这种方法施工后进行注浆，待土有所固结后，就可进行土方开挖。开挖时每次掘进500mm，要先挖上部及两侧的土，中间留核心土，以防地面拱起。待两侧拱架支立喷完混凝土后再挖去核心土，支立底部钢架，喷射底部混凝土。开挖土方时严禁超挖，每次挖深应在0.5m之内。支立网构钢架焊纵向连接筋，挂钢筋网片在留下核心土环后，立即安装网构钢架，焊纵向连接筋，挂钢筋网片。安装钢架技术要求中线高程允许偏差+2cm，垂直度允许偏差+2°。钢架安装完毕之后，在两榀钢架之间用直径20mm纵向连接筋连接。环向间距为0.5m，并要求纵向连接筋与钢架的两根内主筋都焊牢。纵向连接筋焊完后喷射第一层混凝土，然后挂钢筋网片。钢筋网片使用前还应清除污锈。钢筋与第一层混凝土壁面要保持30mm的间隙。喷射拱部、墙部、底部混凝土时，应先减小喷头至受喷面的距离，并调节喷射角度，以保证钢筋与壁面之间混凝土的密实性。底部防水层做50mm的C20细石防水混凝土，以确保防水性能。完成初期支护之后，须进行隧道洞体的二次衬砌。一般采用墙体和拱顶分布浇筑方案。也就是先浇侧墙，后浇拱顶。拱顶部分则采用压力式浇筑混凝土。

2.3 事中控制

（1）预控为主、做好预支护控制管棚施工的效果对浅埋暗挖工程开挖支护时的沉降控制影响极大，而且管棚钻进过程中遇到孤石及软硬不均的岩层时极易发生方向偏斜，致使支护效果减弱，造成开挖施工过程中塌方的风险增加。因此，要严格按设计图纸要求旁站控制管棚位置、长度、间距、倾斜度，控制注浆压力和注浆量，确保达到设计的预支护和加固效果。（2）从围岩失稳的“时空效应”入手控制，防止塌方初始围岩应力在围岩开挖后释放并重新分布，造成洞周围岩逐渐变形。一般来说，开挖暴露时间越长越容易发生坍塌，开挖面空间越大越容易发生坍塌。首先，从时间控制上要求施工单位做到各工序紧密衔接，及时开挖及时封闭掌子面，及时支护封闭成环，充分利用围岩的自稳能力，防止塌方。其次，从空间控制上应要求施工单位做到缩短单次进尺长度、采用分台阶预留核心土等方法减小开挖形成的空间，防止塌方。（3）加强监控量测控制通过监控量测及时了解地面沉降、围岩的变化情况，了解初期支护结构受力情况，验证现有的设计方案和施工工艺是否适用。当监控量测结果不能满足设计要求或相关规范要求时，应立即暂停施工，召开专题会议，分析原因，并根据监控量测结果，及时调整设计和施工方案，以策安全。（4）按“18字方针”要求加强监理控制“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”18字方针是浅埋暗挖法长期施工的实践经验总结。“管超前、严注浆”强调了预支护的作用；“短进尺、强支护、早封闭”强调了开挖、支护过程的工序衔接要求，从围岩失稳的“时空效应”控制上防止塌方；“勤量测”强调了浅埋暗挖法施工的动态性。监理工作应根据“18字方针”严格控制，避免坍塌和地面沉降超标。

3 结语

本文详细新旧市政地下排水管网暗挖连接综合技术，有效解决了采用开槽埋管方案引起的对周边环境影响大、工期较长等问题。通过旋喷加固控制软土变形、分步开凿连通区域、地下现浇连接通道、水下贯通等步骤，实现新旧市政管网的连通。实践证明，该技术可有效避免大开挖施工对道路交通、地下管线以及周边建筑环境的影响，应用前景广泛。

参考文献：

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