淺埋暗挖在石津干渠工程中的應用

殷立科

摘要：在穿中石化加油站淺埋暗挖段施工中嚴格按照“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測”的方針，有效控制了地面位移和局部塌方。

關鍵詞：淺埋暗挖 石津干渠 田莊暗渠

1 工程概述

石津干渠作為河北省南水北調配套工程之一，主要供水對象為石家莊市、衡水市、滄州市及周邊地區和石津干渠沿線縣市。田莊暗渠是石津干渠工程的渠首工程，它將南水北調中線總干渠與現有石津灌渠相連，是下游所有供水目標的關鍵通道，總長4072.976m，由二孔一聯鋼筋混凝土無壓箱涵構成。

石津干渠淺埋暗挖管節位于地面以下約5.5m位置，主體結構采用二孔一聯鋼筋混凝土箱涵，結構尺寸為4.0×4.2m（寬×高）。每10m設沉降縫一道，共計10節，長度100m。本次施工為穿越中石化加油站，運用淺埋暗挖的工法，通過工程實踐總結了一些控制地面位移和局部塌方的經驗。

2 施工中控制措施

2.1 高邊坡穩定措施 暗挖段地面高程82～83m，東低西高，建基面高程71.7m，挖深11m左右，屬高邊坡施工。開挖前，在開挖邊線外側修建截水溝，以防止地表水對邊坡的沖刷；邊坡防護采用錨桿+網噴混凝土，噴錨混凝土平均厚度10cm。

2.2 建筑物地基固結措施 加油站地基回填材料為松散的建筑垃圾。施工前采用袖閥管注漿工藝對加油站地基進行主動注漿加固，以改善加油站基礎地層。

2.2.1 向加油站主管部門獲取預控參數 首先保證地下管線安全和正常使用，以管線允許變形指標作為預控參數控制管線變形，暗涵結構穿越管線密集區施工段時，根據超前探測情況，制定管線保護方案，施工期間加強對相關管線的監控量測和信息反饋工作。

2.2.2 注漿施工工藝選擇 針對此種地層和有地下管線的情況，采用城市地鐵施工的袖閥管注漿施工工藝。

2.2.3 優化注漿加固參數 根據監測情況，及時調整注漿加固參數。注漿范圍為暗挖結構邊線外擴10m；注漿深度5m；注漿孔徑Φ110，孔間距1m，梅花形布設；注漿壓力控制在0.3Mpa-0.5Mpa，當壓力逐漸升高達到設計注漿壓力并持續5min，或注漿量達到設計注漿量時即可結束單孔注漿；漿液材料為42.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比為1：0.8-1：1，漿液濃度應根據地層情況調整。

2.3 加油站建筑物安全預控措施

2.3.1 及時封閉掌子面 暗挖至加油站，盡快噴射10cm厚的混凝土封閉正前方的掌子面，確保掌子面正面土體穩定性良好。

2.3.2 進行超前探測 及時超前探明結構穿越加油站建筑物區域的地層特質，確認前方地層管線有無滲漏，基于探測獲取的信息采取處理措施。

2.3.3 加強初期支護 ①拱頂超前小導管支護。小導管采用外徑Φ42無縫鋼管，長3.5m，壁厚2.5mm。鋼管前端呈尖錐狀，尾部焊上鋼筋環筋，鋼管尾端置于鋼格柵腹部，將小導管制成花管，并向地層注漿，在小導管的中間鉆梅花形的孔，Φ10mm，孔間距20cm，避免注漿時留有死角，尾部1m內不鉆孔以免漏漿。在開挖拱部范圍內布設小導管，外插角為7°～10°，管體之間的環向間距和縱向間距分別為0.3m、1.5m，搭接2m。②注漿工藝。配合比與凝膠時間必須嚴格控制，初選配合比后，用凝膠時間控制調節配合比，并測定注漿結實體的強度，選定最佳配合比；注漿時嚴格控制注漿壓力，注漿終壓必須達到設計要求，并穩壓一定時間，防止結構變形或串漿。③側墻超前小導管支護。由于該段分部工程結構底部有約4m的細砂層，施工時一襯側墻采用側向超前小導管進行注漿加固，小導管采用Φ42無縫鋼管制成花管，長3.0m，壁厚2.5mm，環向間距1.0m，縱向間距2.5m，搭接0.5m。④初期支護施工。本標段淺埋暗挖一襯采用格柵鋼架網噴混凝土支護，間距0.5m，進出口加強環鋼架密排5m。初期支護在每步開挖后及時進行，主要有安裝格柵、掛網、噴射混凝土等工序。⑤初期支護背后回填灌漿。初期支護背后回填灌漿跟隨開挖工作面，并距離開挖工作面5m的地方進行；灌漿孔的布置應沿暗涵拱部及邊墻呈梅花形布設，環向間距為：每環3根，縱向間距為2.0m；灌漿深度為插入一次支護背后0.5m；灌漿壓力0.2～0.3Mpa。在限定的注漿壓力下，注漿孔停止吸漿，不間斷灌注5min再結束；根據初期支護背后孔隙大小或壓水試驗情況選擇水泥漿。

當結構穿越松散地層時，小導管可適當加密。拱頂棚架體系剛度要加強。另外，為保證注漿質量達到預期要求，地層必須通過改性水玻璃漿液超前注漿加固。注漿加固前先通過試驗確定水玻璃漿液配合比。噴射混凝土時增加噴射厚度；通過加油站混凝土立柱正下方等局部部位時，考慮適當密排格柵鋼架的措施。

2.3.4 二次襯砌拱背注漿 由于二次襯砌混凝土在暗涵拱部與初期支護之間無法做到嚴密無縫，因此在二襯混凝土強度達到設計強度的70%后進行一、二襯混凝土結構之間的回填灌漿，及在二襯施工時在暗涵頂部布設環徑向間距為3m×3m 梅花型布設Φ25鋼管灌漿預留孔，回灌水灰比為1：1水泥漿，設計要求灌漿終壓為0.3～0.35Mpa。

3 結語

施工中嚴格按照“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測”的方針，通過采取各項綜合措施，為順利完工創造了條件，使工程質量得到了保證。

參考文獻：

[1]王夢恕.地下工程淺埋暗挖技術通論[M].2004，12.

[2]SL378-2007.水工建筑物地下開挖工程施工規范[S].

[3]SL_377-2007.水利水電工程錨噴支護技術規范[S].endprint