聯絡通道工程初支開挖及混凝土施工技術

錢 剛

（中鐵十八局第四工程有限公司，天津300354）

0 引言

在隧道施工中經常會采用“高站位，低區間”的施工方法，其中中間段的線路最低，聯絡通道經常設置在隧道中間部位，并與廢水泵房聯合施工，廢水泵房需要在聯絡通道開挖完成后施工，會對聯絡通道的變形產生較大影響。防止隧道變形的方法有地基加固、二次加固等。因此，積累變形風險控制技術就顯得尤為重要。基于此，本文結合某隧道聯絡通道實際情況，對初支開挖及混凝土施工技術做了如下分析。

1 工程概況

1.1 工程簡介

設聯絡通道兼排水泵房一座，采用暗挖法施工。聯絡通道處區間線間距12m，開挖長度約6.6m，覆土約為19m；結構形式為復合式襯砌結構，初襯和二襯之間設置防水層。結構斷面為拱形直墻，初支厚度250mm，二襯厚度300mm；二襯內凈寬3.1m，內凈高2.8m。通道上部為道路。

1.2 工程地質和水文地質

聯絡通道拱頂地層情況從上至下依次為：①雜填土、②濕陷性黃土狀粉質黏土、③黃土狀粉質黏土、④中砂、⑤粉質黏土、⑥中粗砂、⑦含卵礫石中粗砂等土層；聯絡通道拱部位于粉質黏土層與中粗砂層交接處，底部位于含卵礫石中粗砂層中，廢水泵房部分位于含卵礫石中粗砂層中。

2 聯絡通道工程初支開挖及混凝土施工技術

2.1 管片臨時支撐施工

在聯絡通道開挖前，需要先安裝臨時支護，以確保管片的穩定性。本工程的鋼支撐由工字鋼組成，豎向為20a工字鋼，橫向為18b工字鋼，環向支撐為316mm×16mm的連續加肋鋼板，縱向用18b工字鋼做通長加固處理。待混凝土強度達到設計強度后再拆除臨時支撐。

2.2 聯絡通道開洞門施工

根據地質勘探報告顯示，本工程聯絡通道的斷面主要為砂層，穩定性比較差，為避免開挖時發生塌方，在管片割除之前需要進行全斷面深孔注漿處理，具體做法為：采用小導管注漿對開洞3m范圍內和接收端3m范圍進行注漿加固，其余部分采用超前小導管進行注漿加固。聯絡通道注漿加固平面圖如圖1所示

2.3 聯絡通道初支施工

2.3.1 超前小導管施工

超前小導管采用Φ42×3.25無縫鋼管管，小導管環向間距300mm，長度2m，每榀格柵打設一排。小導管構造圖如圖2所示：

集水坑注漿小導管長度1.5m，環向間距500mm，縱向間距500mm。每榀格柵拱腳處打設2根鎖腳錨管，鎖腳錨管采用Φ42×5普通的鋼管，長度2.0m，漿液采用水泥～水玻璃雙液漿，注漿加固半徑為0.25m，水平傾角20°～30°。鎖腳錨管與鋼格柵焊接牢固[1]。

2.3.2 土方開挖

聯絡通道采用臺階法施工，預留核心土，其高不小于在施段斷面高度得1/2，寬度不小于在施段斷面寬度得1/3。暗挖施工嚴格控制每循環進尺，盡快封閉初期支護，減少地層松弛。施做小導管前，上半部掌子面應做噴錨封閉。遇掌子面不穩定時，應及時噴砼封閉；遇開挖面有水時，應進行掌子面注漿封閉。臺階法施工剖面圖如圖3所示：

圖1 聯絡通道注漿加固平面圖（單位：mm）

圖2 小導管構造圖（單位：mm）

圖3 臺階法施工剖面圖（單位：mm）

具體的開挖步驟為：

第一步，超前小導管施工，通過注漿的方法加固土體。

第二步，上部臺階土層開挖，并預留出一定量的核心土。初噴掛網，根據現場實際情況，安裝頂格柵鋼架，并進行第二次噴射混凝土。

第三步，進行下部臺階土層開挖，直道設計標準，確認無誤后初噴掛網，在底部和側面墻安裝格柵鋼架，復噴混凝土，為滿足聯絡通道施工要求，上臺階和下臺階的間距控制在3m左右。

第四步，當二次襯砌施工完成后，進行泵房井身開挖，以人工開挖方式為主，分段開挖，每次開挖高度控制在0.5m左右，并設置一榀格柵鋼架。

2.3.3 掛網、架設格柵鋼架施工

鋼筋格柵每榀間距，初支過渡段3榀鋼筋格柵密排，其它均為500mm，沿鋼筋格柵環向設內外雙排縱向拉結筋22@1000（沿主筋內外交錯布置，長度為0.85m）。土體與格柵間鋪設單層A6.5@150×150鋼筋網片，網片搭接長度不少于一個網孔[2]。

2.4 初噴混凝土施工

選擇42.5普通硅酸鹽水泥，粒徑小于15mm的碎石和中砂，加入適量速凝劑，經過3～5次試驗來確定混凝土配合比，并嚴格按照配合比配制混凝土，初噴厚度在250mm左右，噴射壓力控制在0.8MPa以下。砼噴射應分片依次自下而上進行并先噴鋼筋格柵與壁面間砼，然后再噴兩鋼筋格柵之間砼。每次噴射厚度為：邊墻70～100mm；拱頂50～60mm。噴射砼回彈量，邊墻不宜大于15%，拱部不宜大于25%。噴射砼（洞內溫度一般在5℃以上）完成2h后應進行噴水養護，如果氣溫低于5℃不得噴水養護，應進行覆蓋養護。

2.5 防水施工

連接通道結構防水等級應為二級，頂部不允許滴漏，其它不允許漏水，結構表面可有少量濕漬，總濕漬面積不應大于總防水面積的2‰；任意100㎡防水面積上的濕漬不超過3處，單個濕漬的最大面積不大于0.2㎡。隧道工程中漏水的平均滲漏量不大于0.05L/(㎡·d)，任意100㎡防水面積滲漏量不大于 0.15L/(㎡·d)[3]。

2.6 聯絡通道二襯施工

二襯結構主筋保護層厚度為35mm，受力鋼筋錨固長度30d；鋼筋的連接主要采用焊接，焊接長度≥10d，現場鋼筋焊接和綁扎時，應注意防水層的保護。具體步驟為：

第一步，澆筑混凝土前檢查防水板的鋪設，鋼筋預埋件，止水鋼板，端頭木模板，洞身鋼模板等是否符合設計及規范要求，模板臺架是否穩固、牢固，清除模板內的雜物等，準備就緒后澆筑混凝土。

第二步，混凝土由攪拌車從攪拌站運輸至工地，在運輸過程中要避免出現離析、漏漿，并要求澆注時有良好的和易性，坍落度損失減至最小或者損失不至于影響混凝土的澆注與搗實，在冷天、熱天、大風等氣候條件下運送混凝土時應力求縮短運輸時間[4]。

第三步，混凝土到場后，用三輪車運至通道附近地泵處，由地泵泵送入模。澆筑左右對稱，沿通道高度分層進行，每一循環應連續灌注，以減少接縫造成的滲漏現象。襯砌模架按灌注孔先下后上，由后向前有序進行，防止發生混凝土砂漿與骨料分離。

第四步，通道高度較大，為防止混凝土澆筑時沖擊力過大及造成混凝土離析，設置滑槽，且高度控制在2m以內，防止混凝土產生離析。如必須間歇時，盡量縮短時間間隔，并在前層混凝土終凝之前將次層混凝土灌注完畢。混凝土每層灌注厚度控制在300mm左右。

第五步，混凝土底板采用插入式振搗器振搗，側墻及頂拱采用附著式振搗器配合插入式振搗器振搗，振搗時間為10～30秒，并以泛漿和不冒氣泡為準，振搗棒移動距離不大于作用半徑一倍，插入下層混凝土深度不小于5cm，振搗時不得碰撞鋼筋、模板、預埋件和止水帶等[5]。

第六步，混凝土灌注過程中安排專人隨時觀察模板、支架、鋼筋、預埋件等情況，發現問題及時處理。

第七步，混凝土終凝后及時養護，結構混凝土養護期不少于14天，洞身二次襯砌養護采用灑水養護。

3 施工效果分析

為驗證聯絡通道施工質量，需要對聯絡通道地表沉降進行全面監測，在聯絡通道附件布置9個監測點，并分為三排布置，其中第一排和第三排在以聯絡通道中心為對稱軸對稱布置，第二排布置在聯絡通道中心位置，以確保沉降監測效果，具體布置方式如圖4所示：

圖4 沉降監測點布置方式

本工程統計了沉降監測5天的數值，具體沉降監測結果如表1所示：

表1 地表沉降監測結果表 /mm

表1中“-”表示沉降，從表1中可以看出，沉降變化最大值為-11.2mm，最小值為-0.6mm，滿足施工設計要求，表明此次施工質量較好，可為今后同類工程施工一定的參考和借鑒。

4 結束語

綜上所述，本文結合工程實例，分析了聯絡通道工程初支開挖及混凝土施工技術，分析結果表明，為確保聯絡通道工程結構的穩定性，需要先進行管片臨時支撐，并進行超前小導管施工，再進行后續土方開挖。初次襯砌時先噴鋼筋格柵與壁面間砼，然后再噴兩鋼筋格柵之間砼，并做好防水處理工作。在二次襯砌時要做好鋼筋保護工作，避免鋼筋被銹蝕，以提升聯絡工程施工質量。