石家庄市汇明路地下综合管廊电力隧道安全施工技术

张晓光

（中铁十八局集团第四工程有限公司天津 300222）

地下综合管廊系统将电力、燃气、通信等市政管线集于一体，不仅节约了地下空间，还极大方便了这些设施后期的维护和检修。因此综合管廊系统在各国中越来越多被应用。因此管廊的施工质量对城市的运转有十分重要的影响。在周围环境复杂地区，如何保证管廊的施工安全，受到人们的关注，本文以石家庄综合管廊为背景，介绍了复杂环境下管廊施工的各个环节进行探讨。

1 工程概况

本工程为石家庄市汇明路地下综合管廊分支口电力舱以电力隧道形式出廊工程。施工地点位于石家庄市汇明路与滨河街交口处，桩号为K6+529，电力隧道采用暗挖施工，不设竖井，在管廊结构电力舱夹层顶板上预留进出料口，由管廊向南北两侧开挖施工。电力隧道暗挖长度为南侧17 米，北侧20.2米，平面图如图1 所示。隧道断面（宽×高）2.6m×3.45m（双舱），双舱开挖断面为6.9m×5.17m，如图2 所示。

2 施工关键技术

管廊施工中，保持洞体稳定性，是施工中重点关注问题，因此需要关注支护结构、喷射混凝土、隧道进洞这三个环节。

2.1 支护结构施工

管廊施工中的支护措施包括超前支护、钢拱架支护。

（1）超前支护

超前小导管采用φ32mm、长2m 的钢管，用钻机打进土体，钢管顶端做成楔形，钢管上钻直径11mm注浆孔，间距为220mm，尾部设置60cm 不钻孔段作为止浆段，沿拱顶开挖轮廓150°范围内布置，外插角控制为18 度角，误差为±2 度，环向间距控制为200mm，纵向间距随拱架间距。

图1 电力隧道平面图

超前小导管埋设完毕后进行压力注浆，采用水泥、水玻璃双液浆，注浆压力为0.3～0.5Mpa，同时根据地质实际情况作出相应调整，在特殊情况下也不得少于0.25Mpa，并满足周边吸浆量，注浆完毕2小时以上且水泥浆凝固形成较稳定的加固圈后，方可进行开挖作业。

图2 电力隧道断面图

（2）钢拱架施工

钢拱架施工工艺如下：

1)隧道开挖后，应及时对开挖断面尺寸进行检查复核，如有超欠挖情况，应立即进行处理。

2)进行中线、高程放样时，放样要准确，掌子面上要有明显的标识，同时现场设置测量标识牌。

3)拱脚处的虚碴应提前进行处理，拱脚基础必须牢固。遇拱脚标高不足时，应采用加垫钢板或用砼浇筑等形式进行调整。

4)钢拱架连接完闭并经检查合格后，焊接纵向连接钢筋，其材质和环向间距均符合相关要求。钢架间采用Φ22mm 螺纹钢筋焊接，环向间距1m ，钢架与纵向连接钢筋和连接板均采用满焊， 工字钢间先用M22 高强螺栓连接，再进行点焊加固。为防止钢架出现点支撑，受力不均匀，钢架与岩面间隙必须用喷射混凝土填充密实。

5)架立钢拱架采用锁脚锚管加固拱脚。锁脚锚管与钢拱架采用焊接形式连接，使锚管和钢拱架形成一个共同承载体系，焊接完成后按设计要求厚度进行分层喷射混凝土。

6）弧形槽开挖完成后立即架立钢拱架，应先将钢拱架与轮廓之间的间隙填充密实，再喷射钢拱架周边区域，钢拱架之间最后填充，每一循环的施工应在仰拱完成后及时喷护成全环封闭体系，混凝土保护层厚度不小于4cm。

7)每榀钢拱架架立完后，及时进行质量评定，合格后方可进行喷射混凝土施工。

2.2 喷射混凝土施工

（1）原材料的控制：进场前对喷射混凝土的原材料进行质量检验，并进行速凝效果的试验，确定速凝剂的品牌和最佳掺量，进行配合比选择试验，确定水泥用量和水灰比。喷射混凝土水泥用量为390kg～410kg，水泥与砂石重量比为1：4.5，水灰比为0.42，砂率为55%左右。

（2）施工前准备：喷射作业前需认真清除表面上的浮土及回弹物等松散材料，用高压风吹扫干净，调整好设备的水压和风压。

（3）施工作业：喷射顺序由下及上，由低向高依次进行，按螺旋轨迹均匀分层喷射，不得漏喷，喷头直对受喷面，距离为0.8m 左右。喷射压力控制在0.12～0.15MPa，一次喷射厚度，边墙不得超过100mm，拱顶部分不得超过60mm，每喷完一遍需待喷射混凝土终凝后再进行下一层作业。喷射作业时，喷嘴应避开钢筋密集点（在格栅拦风架处），避免造成密积。对悬挂在网筋上的混凝土结团应及时清除，保证喷射混凝土的密实。

（4）喷射面的养护：由于喷射混凝土层极易发生早期干缩裂缝，故喷射混凝土终凝2h 后，应喷水养护，时间不得少于14d，气温低于5°C 时不得喷水养护。

2.3 隧道进洞措施

管廊结构施工完成且主体结构混凝土达到设计强度的100%后破除电力隧道范围内围护桩，优先对围护桩桩间进行超前小导管注浆加固，围护桩破除采取人工风镐破除的方式，围护桩混凝土破除完成后，预留围护桩主筋，预留长度20cm，然后立钢格栅，将钢格栅立好后，与围护桩主筋及连接筋焊接在一起，形成共同支撑体系。支撑完成后立即进行喷锚施工，防止结构失稳，坍塌。电力隧道由管廊进入前，进洞3 米范围内为反挖布设初支段，采用钻孔注浆加固。

3 安全施工技术措施

地层加固是安全开挖的重要保证。根据地质特点，采取小导管注浆、锚管等方法进行地层加固。同时应根据地层变化情况，采取不同的加固方式，并及时调整相关参数。地层为砂卵石层时采用小导管注浆，浆液根据地层变化进行调整；卵石层应缩短小导管的步距。同时为保证掌子面稳定，必须预留核心土。

在开挖过程中应进行有毒气体检测，采用有毒有害气体检测仪进行监测。当空气污染物超过现行国家标准《环境空气质量标准》（GB3095-2012）规定的三级标准浓度限值，且无通风措施时，不得人工挖孔施工。洞内通风措施采用安设通风机方法。因本工程在地下施工，为了通风流畅在井口设置风机一台用Φ700 布风筒固定在管廊和隧道的侧墙上，接至离工作面5 米处，采用吹入式灌风，确保洞内空气流畅。

为了保证衬砌混凝土质量，做到不渗不漏，达到防水标准，采用“防、排、截、堵”结合，刚柔相济，综合治理，因地制宜的原则：

(1) 防水

在初期支护和二次衬砌之间铺设土工布及PVC 防水；为提高衬砌结构的自防水能力和结构的耐久性主体结构混凝土采用C35，P6；结构施工缝处设钢板止水带，变形缝处设钢边橡胶止水带＋填塞沥青麻絮。

(2)土工布和防水卷材铺设

在铺设土工布和防水材料前应进行试验检测，试验检测合格后方可使用。采用电动熔焊器将防水板熔焊在衬垫上，同时将防水板焊成整体，上下循环两幅防水板接头处留10cm 搭接幅面，焊缝采用双面焊，宽度为3cm。

4 安全施工监测

为了保证施工的安全性，需要对支护结构（包括初期支护结构净空收敛、初期支护结构拱顶沉降）和周边环境监测（包括地表沉降、周边建筑）

4.1 初期支护结构净空收敛监测

距开挖面2 米范围内，纵向间距10-15 米，且与地表点相对应。

监测点埋设时提前预制一个挂钩，在做初衬的时候预埋在隧道顶部及两侧洞壁位置。监测点埋设完成后，应进行防锈处理及必要的保护，并作好标记。

将钢尺收敛计上的钢尺一边的挂钩挂于预埋在区间侧壁的挂钩上，收敛计另一头挂钩与区间侧壁另一壁的挂钩上。读取收敛计上的数值，初始值采用三次初次采集值的平均值作为初始值。之后每次采取的值跟初始值作对比得出变形量。

观测中应注意以下事项：①对使用的钢尺收敛计及钢尺定期进行检验与校正；②观测要做到三固定，即固定人员、固定仪器、固定测位。

4.2 初期支护结构拱顶沉降监测

为了检测拱顶沉降，采用Φ22mm 螺纹钢筋，做成弯钩状与拱顶焊接，长度8cm，外露部分打磨光滑，并统一编号。采用天宝DINI03 电子水准仪以及配套铟瓦水准标尺定期对监测点测量。

测点布置应距离开挖面小于2 米。在下一次开挖前读取初始数值（12 小时内）。采用电子水准仪进行测量观测。初支混凝土喷射完成后进行首次观测，对测点进行两次连续观测，且读数差小于1.0mm，取平均值作为本次观测值。主要技术要求按《工程测量规范》进行监测作业。

4.3 周边地表沉降监测

为了监测周边地表沉降，在结构外沿不小于1 倍埋深处布点，纵向间距10-20 米，点位间距5-10米。监测点采用水钻配合人工开挖成孔的形式进行埋设，同时应做好清晰标记。

高程基准点埋设完成并确认高程基准点处于稳定状态后，方可使用。施工监测期间对基准网进行定期检测，确保基准点稳定。

为提高监测点观测精度，采用电子水准仪进行观测。观测采用附合水准路线形式进行往返观测，取两次观测高差中数进行平差确定。

4.4 周边建筑沉降监测

在周边建筑物四角，在墙体上用电钻钻孔，埋入沉降钉作为监测点，保证与待测结构结合牢固，不松动，并用红色自喷漆标明点号。如建筑物上不满足钻孔条件可贴条码尺的反射片。

4.5 周边建筑裂缝监测

应在使用前对裂缝观测仪进行检测，开挖前记录监测建筑物已有裂缝的分布及位置。选择有代表性的裂缝进行监测点布置，当原有裂缝增大或出现新裂缝时，及时增设监测点。每条裂缝布设3 个监测点，且设置在裂缝的最宽处及裂缝末端。

5 结语

本文通过对石家庄旧城区地下综合管廊电力隧道安全施工技术进行综合研究发现该施工方法很好的解决了电力隧道施工的安全隐患。采用了针对隧道工程的施工监测技术，用于指导施工。采用上述安全控制技术很好的完成了管廊电力隧道安全施工技术。