城區繁華地段電纜隧道 SJ 4-1 豎井施工技術

吳發展

（中鐵隧道集團二處有限公司，河北 三河 065201）

0 引言

豎井做為城市隧道出土和進料的通道，施工中應保證周邊環境的安全。田亮等［1］研究隧道豎井施工對鄰近管線的沉降影響，鋼支撐對周邊環境起著有效的控制作用。王建強等［2］研究了公路隧道通風豎井施工綜合技術。張飛等［3］針對深基坑施工綜合分析監測的變形、力學監測數據得出施工監測的安全方法論。本文依托北環電網電纜隧道 SJ4-1 綜合井介紹城區繁華地段豎井施工技術。

1 工程概況

電纜隧道綜合井前期作為施工通道、隧道區間出渣通道，后期作為隧道檢修進人井、通風豎井和電纜出入線功能，井中澆筑多層板梁安置通風設備、電氣設備等［4］。SJ4-1 豎井為綜合井，豎井西側緊鄰南方電網福田 4 層營業大樓（見圖 1），北側距地下市政 20 kV 電力電纜溝僅 0.5 m［5］，豎井內凈空尺寸為 12.9m×4.5 m，豎井壁厚 0.9 m，豎井采用圍護樁開挖筑井施工，井深19.62 m。鉆孔揭露豎井深度范圍內巖土層自上而下有：①素填土、②1粉質黏土、④1礫質黏性土、⑤1全風化花崗巖、⑤2強風化花崗巖、⑤3中風化花崗巖。地下水的排泄途徑主要是蒸發和側向滲流為主，主要補給來源為大氣降水，地下水對混凝土結構微腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋微腐蝕性，對鋼結構微腐蝕性。根據豎井所處的環境條件、地質條件、結構尺寸及深度、施工使用要求，豎井采用鉆孔灌注樁支護，高壓旋噴樁止水，明挖形式。豎井為方形，長×寬=14.7 m×6.3 m，豎井周邊采用水下灌注樁結合 D=800 mm 的三管高壓旋噴樁進行地層加固及止水，旋噴樁入強風化花崗巖層 2 m。

圖1 豎井周圍建筑物

根據豎井結構情況（見圖 2），制定施工工序如下。

圖2 豎井結構情況

1）采取跳挖法先施工旋挖樁，再施工旋噴樁，待樁達到設計要求強度后開挖土方至第一道支撐底面并澆筑冠梁及第一道內支撐。

2）開挖至第二道支撐底面，并澆筑腰梁及第二道支撐，待支撐混凝土強度達到設計值后往下開挖土方，以此逐層施工各道支撐，直接開挖至設計坑底底標高。

3）澆筑底板，待底板強度達到設計強度值 75 % 后拆除第五道支撐。

4）施工結構外墻至第四道支撐底部附近，待外墻達到設計強度后，在 +0.72 標高處對撐的位置安裝φ609、壁厚為 16 mm 的鋼管支撐，然后拆除第四道支撐，繼續往上澆筑外墻，再拆除第三道支撐。

5）繼續往上施工結構外墻及澆筑負二層、負一層樓板，待外墻達到設計強度后拆除第二道支撐。

6）繼續往上施工結構外墻及澆筑夾層梁板，然后拆除第一道鋼管支撐。

2 旋挖樁和旋噴樁施工

旋挖樁為鉆孔灌注樁（見圖 3），為避免鉆孔樁施工對已有建筑物造成不利影響，采取隔一挖一的跳挖法施工。為確保緊鄰的已有 4 層建筑物不受本工程影響，采取兩道旋噴樁止水及袖閥管地面注漿，跟蹤注漿加固土體、基坑底滿堂袖閥管注漿兩種注漿措施作為支護結構滲漏水時的補強預案。跟蹤注漿補強措施：分別在 5.4 m、7.4 m、9.4 m 深度處的已有建筑物一側的鉆孔樁樁間施工袖閥管注漿，采取隔一注一的跳注法施工。

圖3 鉆孔灌注樁和旋噴樁平面圖（單位：mm）

旋噴樁采用三管高壓旋噴樁，利用高壓泵將配制好的漿液通過噴頭高速射入土體，噴頭旋轉提升使漿液切削土體產生物理化學反應，形成強度［6］，旋噴樁樁徑 800 mm，間距為 @ 600、@ 1 200 及 @ 1 400 等三種規格。三重管法高壓旋噴注漿，壓力大于 25 MPa，流量大于 30 L/min，旋噴樁采用高壓注漿施工。旋噴樁水泥選用 P.O42.5 普通硅酸鹽水泥，水泥漿液的水灰比采用1∶1，鉆桿提升速度 10 cm/min，鉆桿旋轉速度 10 r/min，高壓噴射注漿完畢后，迅速拔出注漿管。

袖閥管雙液漿參數：水泥選用 P.O42.5 普通硅酸鹽水泥，注漿水膠比為 1∶2～1，水玻璃濃度為 30～35 Be，水泥：水玻璃=1∶0.03（體積比）；注漿壓力結合注漿位置所處深度按 0.1～0.3 MPa 控制，注漿過程中注意觀察注漿壓力的變化情況［7］，注漿達到設計終壓，并繼續注漿 5 min 即可停止注漿，封閉孔口并做好保護。

灌注樁、冠梁、腰梁、內支撐混凝土等級均為 C 30，保護層厚 50 mm，樁頂嵌入冠梁 100 mm，樁主筋錨入冠梁長度不小于 35 d。灌注樁采用旋挖機成孔，清孔后立即放入鋼筋籠，并固定在孔口，使混凝土澆筑過程中不至于下沉或上浮。

表1 豎井周邊環境監測成果

表2 豎井支護體系監測成果

3 豎井井身開挖

豎井施工由上向下開展，首先施工頂部冠梁及內支撐，豎井開挖落底后，施工豎井二次襯砌。

由于豎井施工場地狹小，井身開挖采用挖掘機與人工配合的方式，挖機挖出的土直接提升到地面裝車運走，井身角部及挖機難以挖到的地方，采用人工開挖，隨開挖隨支護，及時封閉。

豎井開挖過程中采用基坑內降水方式，降水井采用鉆井機鉆孔，豎井底臨時集水坑平面尺寸 1 m×2 m，降水深度控制在坑底以下 2 m。豎井二襯邊墻及底板需預留泄水孔，泄水孔間距 2.5 m×2.5 m，梅花形布置。根據豎井提升工作量大小，豎井提升采用龍門吊提升方式。

豎井井壁施工采用滿堂紅腳手架支護，模板采用組合鋼模板，井壁豎向分段以井壁支撐位置為分界點，做到井壁支撐和井壁混凝土同時施工。根據豎井井壁流程化施工安排，現場準備兩套豎井模板及腳手架支撐體系，滿足豎井井壁施工需要。

4 豎井井身防水

防水采用 PVC 復合式防水卷材，主材厚 1.5 mm，350 g/m2無紡布上有吊帶，在樁間混凝土找平層上先進行電鉆鉆孔，并用木塞釘固定吊繩，吊繩固定間距為0.6 m×0.6 m，梅花形布置；1.5 mm 厚的 PVC 防水板，置于井壁側。

防水層基面要求平順、堅固、無鋼筋突出，防水層鋪設平順、舒展、無褶皺、無隆起，防水材料長邊和短邊搭接寬度 120 mm，搭接部位連續可靠、粘貼牢固、不滲水，搭接部位采用雙縫爬焊機，焊縫寬度不小于100 mm，焊縫必須進行充氣檢查，在 0.1 MPa 的大氣壓下，保持 2 min 不漏氣。

5 施工監測

施工過程中必須對周圍鄰近建筑物進行基礎沉降、變形、裂縫等全方位的監測和保護，對鄰近地下管線的監測，應滿足各管線單位要求的允許值，基坑開挖過程中對地下水位的變化進行量測（見表 1），對豎井支護結構的位移、變形、支撐內力及側土壓力進行監測（見表 2）。

監測數據顯示，地表沉降監測點和建筑物沉降監測點都較為穩定。監測結果表明：豎井周邊環境監測項目和豎井支護體系監測項目各測點速率和累計值均在允許范圍內，監測數據正常，周邊環境安全可控，可正常施工。

6 注意事項

本工程處于城市繁華區，施工安全非常重要，為了做到安全施工，需要注意以下事項。

1）豎井井身開挖前，務必先完成旋噴樁施工。井口設好遮雨棚，井口周圍設安全防護欄，地面設截水溝，排截地面水，地面采用 100 mm 厚的 C 15 混凝土鋪砌，防水地表水滲入基坑，嚴格控制周邊堆載不得大于20 kN/m2。

2）頂部冠梁及內支撐混凝土強度達到 85 % 設計強度后方可進行下一下步開挖，開挖后首先澆筑腰梁與內支撐，方能進行下道工序施工。

3）豎井二次襯砌完成并達到 85 % 設計強度后，方能進行下道工序，直到完成二次襯砌施工。

7 結論

1）為避免鉆孔樁施工對已有建筑物造成不利影響，采取隔一挖一的跳挖法施工，袖閥管注漿，采取隔一注一的跳注法施工。

2）豎井井身開挖采用挖掘機與人工配合的方式，隨開挖隨支護，及時封閉。

3）豎井周邊環境監測和豎井支護體系監測成果表明，監測數據正常，周邊環境安全可控。