王喆
中国有色金属工业第六冶金建设有限公司 陕西省同川市 450003
摘要；城市综合管廊建设通常采用超浅埋暗挖工法，其存在周边环境复杂、工程地质条件特殊、施工风险大等特点。本文以铜川市新区市政管线工程西北环线地下综合管廊为例，介绍杂填土地层条件下超浅埋暗挖施工中，采取地面深孔注浆加固地层、路面铺装钢板防护技术，通过地层径向注浆补强加固、优化初衬扣拱格栅等措施，保证了工程施工安全质量，为今后类似工程积累了实践经验。
关键词 城市综合管廊；超浅埋暗挖法；杂填土；施工控制要点
1 工程概况
本工程在施部分设计长度125.38米，分为电力舱、综合舱和热力舱；管廊标准段、穿越道路段及穿越既有管线段为三孔单层拱顶直墙断面；2处管线分支口为六孔双层结构，由穿越道路段断面渐变扩大至节点断面。
本段管廊设置一处临时施工竖井及横通道，管廊正线采用浅埋暗挖工法，复合式衬砌结构。初衬结构为钢筋格栅+350mm厚喷射混凝土，二衬结构为模筑防水混凝土，初衬与二衬之间设置柔性卷材防水层。
2 工程特点及施工难度
2.1 管廊周边环境复杂
西北环线综合管廊由南向北分别穿越龙记学府城高层住宅楼、华原西道主干道以及铜川市新区客运总站大楼。
穿越道路段及两处管线分支口均位于华原西道道路下方，施工期间道路正常通行，存在公交车、自卸货车等大吨位车辆通行。道路下方有φ1000mm给水管、φ600mm雨水管、φ300mm污水管及多条通信管线与该综合管廊相交或平行，对施工过程的变形控制要求较高。
此外，管廊结构初衬底与既有电力管舱结构顶最小净距仅0.636m。
综上所述，该管廊的现场施工环境复杂，对施工安全影响较大，技术难度高。
2.2 工程地质条件复杂
西北环线综合管廊穿越地层从上至下分别为：粉质粘土填土①层、杂填土①1层、卵石②层、粉质粘土②1层、卵石③层、卵石④层、粉质粘土⑤层。
两处管线分支口段覆土最小2.92m，为人工填土层，以路基土为主，含大量碎石、并夹杂少量砖渣等，回填成分复杂、土质较为松散、且强度低。
管廊标准段、穿越道路段及穿越铁路段等断面覆土最小约5.2m，自上而下依次为人工填土层、卵石层。
所以，该管廊暗挖部分的地层力学性质较差，自稳能力差，容易发生土体坍塌、滑移。
3 杂填土地层超浅埋暗挖施工方案及主要技术
本工程初支开挖严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”十八字方针。针对上述工程特点，初支开挖前采取地面深孔注浆加固地层、路面铺装钢板防护等措施，初支开挖时采取径向注浆加固地层、优化初支扣拱格栅等措施，确保超浅埋暗挖施工安全。
3.1 杂填土地层地面注浆加固
设计方案要求对拱顶及起拱线以下1.5m高度内侧墙进行超前深孔注浆加固，加固范围为初支外1.5m、初支内0.5m。
因两处管线分支口及穿越道路段位于华原西道下方，近距离垂直下穿多条市政管线，地质条件复杂，洞内深孔注浆风险较大，注浆加固效果无法保证。所以，本工程调整为地面深孔注浆方式对初支拱部以外土体进行地层超前加固。要求注浆后开挖面无明显渗水，无侧限抗压强度0.1～0.3MPa，渗透系数≤1.0×10-6cm/s。
1、地面注浆钻孔打设
地面注浆孔按照间距0.8m×0.8m梅花形布置，各注浆孔根据实际地面标高确定钻孔深度。要求钻孔临界位置与初支外轮廓线间距不小于30cm，避免因钻孔过长导致浆液流窜至开挖掌子面，降低施工功效；同时避免因钻孔过短而影响注浆加固效果。地面注浆孔位与既有地下管线必须保持1m以上安全距离，避免注浆损坏地下管线。
钻孔注浆按照隔孔施工原则，使后注浆孔起到补充先注浆孔的作用，保证浆液扩散均匀。
2、注浆浆液配置
注浆浆液选用水泥-水玻璃双液浆。其中，水泥浆与水玻璃配比为1：0.5～1：1的体积比，水泥浆采用P.0.42.5普通硅酸盐水泥，水灰比（按质量）为1：1；水玻璃需稀释至浓度25Be’后使用。
浆液配合比是调节浆液可灌性和凝结时间的重要参数因素。经多次试验发现浆液凝结时间为40s时效果最佳，故每次注浆前需对配比浆液凝结时间进行试验，合格后方可使用。
3、注浆过程控制
本工程注浆加固坚持以注浆压力控制为主、注浆量控制为辅的双控原则；结合工程地质条件，注浆压力控制在0.8～1.0MPa、瞬间压力不大于1.5MPa，单孔每延米注浆量为0.2m3。
注浆过程中，当压力过低时应检查是否有漏浆之处，避免浆液流窜至地下管道，当压力过高时应检查是否管路被堵塞；注浆压力稳定后，保持注浆压力３～５min即可结束注浆。
3.2 路面铺设钢板防护
西北环线管廊上方道路车流量较大、结构覆土深度较小，为减小施工过程中地面车辆荷载对暗挖初支的影响，防止道路发生较大沉降而引发地面塌陷或管线破裂，本工程采取在管廊上方沿华原西道铺装钢板。路面钢板铺装范围需超出初支导洞开挖外轮廓线至少5m，钢板单块尺寸2m×6m、厚20mm，总宽度合计24m，相邻两块间采取连接件连接。
为满足施工监测要求、预留应对地面塌陷等特殊情况处理条件，在路面钢板上留置注浆孔及监测点孔。注浆孔为φ50mm，横、纵向间距2.5m，梅花型布置；沉降监测孔为φ108mm，横、纵向间距5.0m。若钢板连接件与注浆孔冲突时，注浆孔适当偏移。
钢板铺装前，对既有沥青混凝土路面铣刨，铣刨厚度为3cm，确保基面整体平整、钢板铺装完成后与原有路面平顺过渡。
钢板铺装后，及时清除钢板表面浮锈，滚涂环氧封闭底漆；然后均匀涂刷基层粘结胶、铺设1cm厚防滑陶瓷颗粒，待基层胶硬化后均匀喷涂面层封层胶、形成整体保护膜。
路面铺装钢板能减弱集中荷载作用下的应力集中现象，使车辆荷载的集中力通过钢板扩散，有效减小开挖掌子面前后地面集中力引起的变形量；在两处管线分支口位置，路面钢板铺装的作用效果明显。
3.3 径向注浆对扣拱上方地层的补强加固
本工程初支导洞采用双侧壁导洞工法、台阶法分部开挖，按照先边洞开挖成环、后中洞扣拱的顺序施工。尽管导洞开挖前已完成地层超前加固，但两侧边导洞开挖必定会扰动中洞扣拱节点处土体，影响注浆加固效果；同时，二衬结构施工时需破除初支中隔壁，对该处地层再次扰动，造成初支背后土体呈松散状态，增加施工风险。
所以，中洞扣拱开挖前对拱部地层进行研判，当深孔注浆效果不佳或地层不稳定时，需通过超前小导管注浆方式进行二次加固处理，保证初支扣拱施工质量。但本工程中导洞作业空间狭小、施工困难，实际施工中采用边导洞径向注浆方式加固中洞拱部地层。
边洞初支施工时，在中隔墙预埋φ50mm穿墙套管，其下端距拱顶初支400mm、呈30°斜角；后续施工通过该穿墙管打设超前小导管完成径向注浆。该方法能避免中洞开挖与超前加固交叉施工，有效保证施工进度；并能对扣拱节点等易扰动部位进行重点注浆加固，减小开挖坍塌风险，从根本上保证施工安全。
3.4 初支扣拱施工格栅安装的创新优化
双侧壁导洞法施工初支结构时，两侧边洞的格栅安装质量直接影响中洞扣拱施工。边导洞格栅中线控制误差会导致边导洞左右偏移，影响中洞扣拱、出现净空偏差；同时，边导洞格栅同步里程控制误差，会导致两侧扣拱格栅节点的步距不一致；上述施工误差都会造成扣拱格栅连接板不密贴，无法保证格栅节点连接质量。
本工程施工时，将扣拱格栅分成两节加工、安装，有效保证扣拱格栅的两端节点与边导洞预留节点通过螺栓有效连接，两节格栅在扣拱1/3处采用主筋搭接焊接方式连接，且焊缝长度不小于10d（d为格栅主筋直径）；前后两榀格栅的焊接位置要求相互错开，避免共线。在格栅主筋焊接位置减小连接筋布置间距，加强相邻格栅连接强度。
扣拱格栅的主筋焊接部位，在保证搭接焊接质量同时，还利用钢套管进行主筋嵌套加强处理。扣拱格栅架设前，在任意格栅主筋侧预先安装套管，格栅主筋搭接焊接完成、验收通过后，将该套管移至主筋搭接位置，将焊接部分包裹隐蔽，形成穿管保护，加强焊接节点连接强度。
4 结束语
在西北环线综合管廊施工中，采用地面深孔注浆加固地层、路面铺装钢板防护、边导洞径向注浆加固、优化初衬扣拱格栅等控制措施，保证了施工安全质量、提高了施工作业效率，为同类型城市综合管廊施工积累了宝贵实践经验。
参考文献
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