人行地道淺埋暗挖施工工藝與管理

郭詠輝，張晉云(廣州鐵路職業技術學院，廣東廣州510430)

人行地道淺埋暗挖施工工藝與管理

郭詠輝，張晉云
(廣州鐵路職業技術學院，廣東廣州510430)

介紹了金水路與經四路人行地道設計及施工的基本情況，根據地質資料及周圍環境選擇合適的施工方案，充分考慮各種施工方案的優缺點，重點介紹淺埋暗挖法的施工要點，為類似的城市人行地道施工提供了較好的借鑒作用。

地道;淺埋暗挖;注漿

一、概述

本項目位于金水路與經四路相交處，現狀交叉口附近機關、單位、家屬區較多，加之南側是紫荊山公園北出口，行人過街需求量非常大;且離金水路－紫荊山立交較近，從橋上下來的車速較快，車流量大，嚴重威脅到行人安全，也影響了金水路的順暢通行。為了解決該問題，通過分析比較，確定采用地下人行通道形式。本項目的實施將減少行人過街安全隱患，保證干道暢通。

因受地形限制，該地道采用單側梯道形式，主要滿足行人通行要求;為了不影響現狀交通，地道出入口放在現狀人行道外側，北出入口位于省公安廳外側的綠化帶內，南出入口位于紫荊山公園內的綠化帶內。

人行地道主體結構采用箱涵，結構凈空3米(除去裝飾厚度凈空不小于2．5m)，寬6m(通行寬度為5m)，長56m，箱涵頂底板厚0．5m，墻厚0．5m。梯道位于現狀人行道外側，采用箱涵和U型槽結構，坡度為1∶2．5，凈寬6m。

二、工程地質情況

根據地質報告情況，場地內勘探孔揭露25．0m范圍內，約6．0m以上為新近沉積，其余均為第四記全新沖積形成的地層，以亞砂土、亞粘土、細砂為主。

本場地勘察期間地下水位埋深3．3m。具調查歷年最高水位2．0m，屬第四系松散巖類孔隙潛水。根據場地附近資料，地下水對鋼筋混凝土結構具弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有弱腐蝕性(干濕交替環境下)。該工程在地表下1～5m的位置有一個透水性較強的亞砂土層，地表下10．6～13．8m處有一個透水性較差的淤泥質亞粘土層。

三、地道施工方案設計

地道施工方法應根據地道的位置、與周圍建筑及管線的關系、埋深、地質及水文條件等情況，以及施工期間對地面交通和環境的影響，從施工技術、工期、經濟指標等方面進行綜合分析比較確定。根據地質資料，地下水位埋深在3．3m左右，需要進行降水處理。金水路為鄭州市主干道，交通非常繁忙，且地下管線比較多，盡量采取有效的施工措施防止施工降水和施工的擾動產生坍塌等地質災害，減少地面沉降對各種地下管線、道路路面、臨近建筑物的影響。

由于金水路地處交通繁忙地段，根據道路交通調查結果，金水路部分路段車流量已經處于超飽和狀態，部分路段高峰小時交通量近9500pcu。如采用明挖法施工，需要金水路現狀交通部分斷行，但金水路斷行壓力較大，交通疏解困難，對老百姓生活干擾較大，且該地道范圍內地下水埋深較淺，不具備開挖的有利條件。暗挖施工對現狀交通影響較小，但淺埋暗挖法工藝新，施工技術要求高，程序較復雜，施工難度大、工期長，地道段造價較高，工程投資費用較高。根據項目部要求，該工程地下箱涵施工時金水路方向交通不能斷行，因此箱涵過金水路43m范圍內采用“淺埋暗挖法”施工;其余箱涵及梯道采用明挖現澆施工。

現澆段施工需要采用合適的支護方式。基坑支護方法使用不當很容易引起質量事故，造成一定的經濟損失及社會影響。基坑支護常用的措施有很多，如放坡、擋墻、噴錨支護、排樁、地下連續墻、鋼板樁、SMW工法等。

由于該工程基坑深度較深、人行道開挖受限、周圍建筑及場地紅線的限制以及周邊可能具有的管線和管道，不宜采用放坡、擋墻、噴錨等支護方式;排樁可適用各類土層，支護結構占有空間較小，變形較小，不影響基坑內的結構施工，技術成熟;地下連續墻適用各類土層超深基坑，剛度大、止水，變形小，技術成熟，施工速度快，但造價太高;鋼板樁支護結構占有空間較小，變形較小，技術成熟，可循環使用，較為經濟，但鋼板樁難以沉樁;SMW工法適用深基坑，具有抗滲性好、剛度大、構造簡單、施工簡便，但不太經濟。本基坑支護為臨時性結構且工程量不大，不宜采用地下連續墻、鋼板樁、SMW工法等支護方式。

經過分析比較，現澆段施工支護方式采用排樁支護措施，鉆孔樁直徑為Φ400mm，間距為500 mm，中間設型鋼支撐，同時結合周邊建筑，輔以環境處置、地層改良加固和地表降水等施工措施。

四、“淺埋暗挖法”施工方案

地下工程施工的安全性在很大程度上取決于地質狀況的復雜程度，本工程的地質狀況主要為含沙量很高的沙土透水性很強距紫荊山公園人工湖、金水河100m范圍內土體自穩能力極差，經過施工降水和施工的擾動極易產生坍塌、管涌等地質災害，對安全施工帶來很大的威脅，采取施工措施如果不能夠及時控制，就會發生直接威脅工程安全的各種地質災害，一旦發生各種地質災害將很難控制其發展，輕者造成地面沉降過大超過安全范圍對各種地下管線、道路路面、臨近建筑物造成破壞從而引發更為嚴重后果，重者將直接導致隧道整體垮塌等災難性后果，必將造成巨大損失和惡劣影響。

隨著該工程施工的開展，一系列的實際問題和困難漸漸暴露出來，迫使放慢施工速度。首先是因為施工時正好是雨季，地質狀況變得異常復雜，地下水位增高(地表下3m)，在地表下7～9m的位置有一個透水性很強的砂土層極易產生涌砂和管涌現像，豎井施工至6．5m時大量的流砂從豎井底部和井壁外側涌入施工豎井，造成施工豎井結構整體下沉達40cm，險情發生后迅速回填施工豎井至3．5m的位置，阻止了流砂繼續涌入防止豎井繼續下沉。

本工程屬于典型的淺埋暗挖，鑒于工程條件的復雜性和交通位置的重要性，為了確保施工的安全，建設部門組織召開了該工程施工技術措施方案專家論證會，經過專家組多次研究討論后，最終確定施工方案如下:

1)在暗挖段上方范圍內沿縱向打入D108壁厚為6mm的無縫鋼管，長43m，橫向間距為30cm。

2)暗挖段沿箱涵頂板、側墻打超前小管棚，進行嚴密的超前注漿加固。第一根小導管長6米，以后每根長4米，向管內注射水泥和水玻璃雙液漿。同時根據現場情況適量打徑向注漿管注漿，增強土體的穩定性。

3)為了減少支護剛架的變形，將工字鋼鋼架作為初期支護。鋼架頂面，側面采用I24b工字鋼，底面采用I120a工字鋼，鋼拱架間距0．5m，特殊地段鋼架間距改為0．25m，中間支撐為I18工字鋼，腹板方向一律與斷面方向一致，兩榀間采用連接筋連接。

4)暗挖段開挖采用CRD工法:將全斷面分為四步開挖，Ⅰ、Ⅱ步為上半段面，Ⅲ、Ⅳ步為下半段面，各部每循環開挖進度為0．5m，開挖斷面形成田字型分部利用CRD工法形成的中隔墻、中隔板產生的支撐力有效的防止隧道頂部和邊墻受擠壓嚴重變形，將隧道頂部下沉、地表沉降控制在最小范圍內。

5)降水方式為設置止水帷幕注漿和洞內井點真空降水:每步開挖區域環向設置注漿鋼管，間距為30cm。注漿漿液為水泥水玻璃(硅酸鈉)漿液，注漿過程中及時觀察地面各管線，尤其是雨、污水井有無跑漿情況，同時觀察其他注漿管是否有冒漿情況，以及注漿壓力是否一直低于0．2MPa;Ⅰ步初期支護完成后即可沿邊墻以向外5°～10°設置直徑為Φ60長L=550cm真空降水管。沿中隔墻緊貼墻面垂直設置真空降水管。在Ⅱ步初期支護完成后與Ⅰ步邊墻設置降水管相同的方式設置真空降水管，降水管縱向間距均為100cm。

6)固結注漿:為了保證開挖掌子面的穩定防止地質災害的發生，在每步開挖區縱向設置六個固結注漿管注水泥單液漿將開挖區固結，注漿壓力控制在2MPa以內，注漿擴散直徑1m。

7)加強監控量測:主要包括降水引起的地面沉降和路面沉降、梯道施工階段及永久結構形成前的周圍地面沉降觀測、暗挖段施工引起的路面沉降和土體沉降，金水路北側省公安廳高層和裙房沉降、傾斜和裂縫觀測。

為保證施工安全，需要地面車輛減速行駛，同時在施工范圍內路面鋪設鋼板以分散應力影響。方案實施時應當與交警部門相互協調，在施工場地周圍設置明顯警示標志，加強施工期間交通管理，以保證車輛安全通過施工場地。

五、施工注意事項

(1)施工時注意觀測沉降，除了確保本工程安全外，還要注意周圍建筑物的安全。

(2)二襯要及時跟上，施工要有預案，地下管線位置要調查準確，管線所有單位和交通主管部門要組織采取措施，避免特殊車輛通行造成對施工的影響。

(3)大管棚的施工要注意角度，豎井要加支撐，快封底。

［1］姚玲森．橋梁工程［M］．北京:人民交通出版社，1993．

［2］公路橋涵施工技術規范(JTG 041－2000)［S］．

［3］城市人行天橋與人行地道技術規范(CJJ 69－95)［S］．

［4］公路橋涵設計通用規范(JTG D60－2004)［S］．

［5］公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D62－2004)［S］．

2011－08－09

郭詠輝(1974－)，女，湖南益陽人，碩士研究生，高級工程師。