采用淺埋暗挖修建市政工程的幾點體會和建議

1、 采用淺埋暗挖修建市政工程的幾點體會和建議 洛陽市東干渠排水工程為梯形斷面，下底寬12m，上寬13m，高3m。該干渠需下穿洛界高速大路路基，若以橋梁或明挖隧道和蓋挖隧道通過，均需中斷高速大路的交通和干擾四周環(huán)境，因此，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，穿越高速大路路基采納暗挖隧道通過。但是，在淺埋暗挖法施工中，如何因地制宜地、合理地選擇隧道支護結(jié)構(gòu)形式及施工方法；如何處理好地面沉陷、結(jié)構(gòu)防排水、開挖防坍、噴射混凝土作業(yè)以及監(jiān)控量測等是需要解決的關(guān)鍵問題。據(jù)此，本文就以上問題談幾點體會與建議。         1、 工程概況 

2、;       1. 1暗挖隧道平、縱斷面        洛陽市東干渠排水工程下穿洛界高速大路隧道工程長50m，隧道軸線與高速大路斜交角113度；隧道范圍內(nèi)渠面從西向東（從隧道進口向出口），設(shè)1.8下坡；隧道頂部掩蓋厚1.02.8m，屬超淺埋隧道。        1. 2淺埋隧道橫斷面        隧道橫斷

3、面采納三心圓拱直邊墻結(jié)構(gòu)，底部設(shè)仰拱。斷面凈寬11米，最大凈高6米，支護結(jié)構(gòu)采納復合式襯砌。        1. 3隧道洞門        洞門按斜交正做設(shè)計，滿意最小進洞條件而定出進出口明暗交界里程。隧道洞門端墻、翼墻按擋土墻考慮，實行沿豎向取窄條方法計算，作用于洞門墻的水平土壓力按庫侖理論計算，荷載考慮汽車活荷載的影響，并結(jié)合工程類比確定洞門端墻和翼墻的厚度。端墻外露部分用石灰?guī)r塊石鑲面。    

4、60;   1. 4支護結(jié)構(gòu)        1.4. 1支護形式        本隧道為超淺埋大跨結(jié)構(gòu)，采納淺埋暗挖法設(shè)計施工，支護結(jié)構(gòu)實行復合式襯砌；初期支護為超前管棚、格柵鋼架網(wǎng)噴混凝土，二次襯砌為模筑鋼筋混凝土。        1.4. 2支護參數(shù)       

5、隧道支護參數(shù)采納工程類比和結(jié)構(gòu)計算相結(jié)合的方法確定。首先根據(jù)相關(guān)工程的實踐閱歷，以工程類比的擬定支護參數(shù)，然后進行結(jié)構(gòu)分析與計算，最終依據(jù)計算結(jié)果調(diào)整和確定支護參數(shù)。結(jié)構(gòu)計算荷載考慮了垂直土壓力、水平土壓力、汽車活載（汽超-20）、襯砌自重、溫度應(yīng)力、注漿壓力、彈性抗力等，對上述荷載分施工期間和運行期間進行分析與計算。        1. 5防排水        隧道結(jié)構(gòu)為混凝土自防水，模注混凝土抗?jié)B標號為S6；隧道不設(shè)變形縫，施工縫設(shè)兩道膨脹橡

6、膠止水條，做防水處理。        1. 6施工方法        隧道屬淺埋暗挖結(jié)構(gòu)，采納CRD工法開挖施工，人工分步開挖，分步支護。施工中應(yīng)嚴格根據(jù)“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、勤量測、早封閉”的施工原則進行，以確保高速大路正常運營和施工平安。        1. 7監(jiān)控測量       

7、 現(xiàn)場監(jiān)控量測是實行淺埋暗挖法設(shè)計與施工必不行少的手段，應(yīng)貫穿于整個施工全過程，準時把握施工過程中地表沉降和隧道拱頂下沉量，分析二者之間的相互關(guān)系，了解支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和平安度，并依據(jù)測量結(jié)果，對高速大路實行必要的愛護措施，以策平安。        2. 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件        2.1工程地質(zhì)        隧道洞身從洛界大路路基中穿過，工程場地內(nèi)分布的地層為第四

8、系全新統(tǒng)，自上而下依次由人工填筑土、沖洪積形成的粉質(zhì)粘土、砂和卵石組成。        21.1填筑土        該層層厚4.564.62米，由卵石土、灰砂等混合土組成。土石等級為III級硬土。        2.1. 2粉質(zhì)粘土        該層層厚2.362.50米，為中壓縮土。土石等級為II級一般

9、土。        2.1.3卵石灰砂巖           該層層厚1.362.43米，卵石含量約為55%，充填物主要為砂粘土；砂層為中砂、潮濕、松散。土石等級為I級松土。        2.1.4卵石        該層為最底層，層厚11.52米。卵石粒間充填中細砂，局部存在砂透鏡體。

10、土石等級為III級硬土。        2.2水文地質(zhì)        測區(qū)地表水發(fā)育，地下水豐富，為孔隙潛水，主要含水地層為卵石夾砂層和卵石層。地下水受水渠和四周河流以及大氣降水補給，水位隨季節(jié)、大氣降水及河水水位升降變化顯著，水位埋深約10米，水位變化幅度約2米。        3. 淺埋暗挖法施工的幾點體會和建議     &

11、#160;  同明挖法相比，淺埋暗挖法具有以下幾點優(yōu)點：        （1） 不受施工氣候、場地影響，不干擾交通及不影響城市周邊環(huán)境；        （2） 不會造成房屋拆遷、管線、道路等的改移，對于本工程而主，不影響隧道上方高速大路的正常運行；        （3） 削減擾民，社會效益顯著。    

12、60;   由于淺埋暗挖法是在實踐基礎(chǔ)上總結(jié)形成的工法，也必定會在實踐中不斷完善和提高。因此，在設(shè)計和施工中應(yīng)留意以下幾個問題：        3.1開挖防坍        對于上面有動荷載的超淺埋隧道來講，掌子面開挖防止坍方至關(guān)重要，通過工程實例的總結(jié)，對于防坍，可采納以下幾種方法：        （4） 縮小開挖斷面。如全斷面開挖預留核心土，臺階法開挖，

13、臺階法開挖留核心土，小導洞超前等開挖方法。        （5） 超前支護。如安超提導管、錨桿、鋼插板管棚，超前導管注漿、掌子面帷幕注漿，開挖后頂噴混凝土等方法。        （6） 水的治理。如采納降水、排水以及城市施工中首先排解地表水的方法。        （7） 取得地質(zhì)超前預報和監(jiān)控量測資料，以便準時修改設(shè)計，指導施工。  &#

14、160;     防坍的處理原則是在保證土體自穩(wěn)狀況下優(yōu)先選用簡便易行、快速施工的方法。        3.2過大型重載貨車的路面沉降        在地層中掘進，造成地面下沉是必定的，肯定不下沉是不行能的，關(guān)鍵是如何掌握地表下沉在平安限度內(nèi)。        按一般閱歷，隧道拱頂下沉應(yīng)大于或等于地表下沉，但在洛陽東干渠隧道工程的施工監(jiān)測中發(fā)覺，這種

15、閱歷并非肯定的，地表下沉有時要大于拱頂下沉，如該工程的量測資料顯示，地表下沉極限值為12mm，而拱頂下沉極限值為10mm。分析緣由有以下幾點：        （1） 地面為高速大路，有川流不息的重噸位貨車通過；        （2） 隧道頂部掩蓋層厚度太薄，最不利處不足1m；        （3） 不合理的開挖方法造成土體的不勻稱擾動，破壞土體的整體性，使土

16、體不勻稱下沉等。        由此可見，市政工程中隧道穿行于公（道）路或建筑物下的地表下沉顯得錯綜簡單，而且這種現(xiàn)象隨地面埋深變化而變化，埋深越淺，表現(xiàn)愈明顯。         一般來講，掌握地表下沉的方法有以下幾種：        （1） 縮短開挖進尺，快速封閉；        （2） 

17、;提高支護強度；        （3） 掌握隧道結(jié)構(gòu)的整體下沉；        （4） 超前預注漿；        （5） 地表預注漿；        （6） 公（道）路路面及建筑物基礎(chǔ)加固。        對

18、于淺埋隧道，持力層多為脆弱土體，有效掌握下沉的方法應(yīng)當是保證圍巖穩(wěn)定下全斷面開挖支護，縮短開挖進尺，快速封閉，但是短尺開挖由于擾動次數(shù)增多使掌子面前方的縱向效應(yīng)增加，延長圍巖穩(wěn)定時間。因此，如何根據(jù)詳細狀況合理地選用施工進尺和施工方法至關(guān)重要。        施工進尺和施工方法的確定應(yīng)按信息反饋，依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)掌握地表下沉極值小于地面建筑沉降限值，然后確定施工進尺和施工方法。        對于隧道結(jié)構(gòu)整體下沉，可實行如下處理方法：  &

19、#160;     （1） 增加仰拱的噴射混凝土厚度，加大支撐面積；        （2） 邊墻與仰拱的回填注漿加固；        （3） 轉(zhuǎn)變斷面型式，如將平仰拱改為曲仰拱，或做大邊墻腳，改善結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布。        對于本工程屬于超淺埋暗挖隧道，且上方高速大路有超重荷載，在施工中采納大管棚協(xié)作小導管的鋼拱架

20、強支護，短進尺開挖，快速封閉及超前預注漿的方法掌握拱頂下沉小于20mm，同時，為了平安起見，還在局部不利地段進行路面預注漿，以加固地層，改善圍巖狀態(tài)，效果良好。        3.3防排水           淺埋隧道特殊是土質(zhì)的淺埋隧道，水對施工的危害相當大，水的作用有以下兩種方式：        （1） 地面水：主要是大氣降水引起的地表積水。雨

21、天，地面排水不暢，積水順回填土中的通道滲漏，沿原狀土的毛細孔道滲入土體內(nèi)，軟化土體，降低承載力量，使掌子面開挖擾動土體產(chǎn)生剝落，沉降量增大。噴射砼后，由于砼噴射不密實，地表水仍有從拱頂滲漏的現(xiàn)象。        （2） 地下水：表現(xiàn)為上層滯水、潛水、承壓水三種形式。地下水位過高，開挖后掌子面遭浸泡，自然剝落，甚至造成塌方，支護后因噴射砼不密實，地下水浸入砼體中，使砼配筋銹蝕，長期作用，降低鋼混強度，仰拱基面有水，噴射砼后質(zhì)量較差，基底不穩(wěn)，整體下沉得不到有效掌握，支護成型后，拱頂潮濕、滴水，影響隧道使用。 

22、;       對水的處理大致有以下幾種方法：        （1） 消退地面積水，健全排水設(shè)施，修補下水通道；        （2） 地面注漿截堵地表水；        （3） 采納合理的降水方法降低地下水作用環(huán)境；       

23、; （4） 超前注漿加固地層，轉(zhuǎn)變地下水作用環(huán)境；        （5） 噴射砼摻加防水材料；        （6） 利用防水材料抹面或復合襯砌加柔性防水材料；        （7） 結(jié)構(gòu)的外防水；        （8） 施工縫、沉降縫的防水。  &

24、#160;     3.4噴射砼作為永久支護的可能性          從地下工程進展來看，噴射砼作為永久支護是進展方向，據(jù)新奧法理論，初期（錨噴）支護是結(jié)構(gòu)受力的主要擔當者，二次襯砌僅作強度儲備。從本工程的量測資料和使用狀況以及相關(guān)工程的實踐來看，假如解決以下問題，噴射砼作為永久支護在強度上是有保證的。        3.4.1噴射砼密實度及施工逢    

25、    為了增加噴砼密度，可以從以下幾方面改進：        （1） 噴射手崗位培訓，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程；        （2） 待初支穩(wěn)定后安設(shè)物件，背后注漿以及回填注漿前補打；        （3） 背后回填注漿距掌子面23M為宜。        對于噴射

26、砼裂縫問題，在本工程中表現(xiàn)比較突出，裂縫一般發(fā)生在前一循環(huán)架立的拱架與后一循環(huán)噴射砼的接縫處，裂縫沿拱圈環(huán)向分布。經(jīng)分析該現(xiàn)象大致有以下幾個緣由:        (1) 該部位是施工中的死角，因排管影響成為不易清理潔凈的三角地帶，加之噴射空間回旋余地小，使得該部位支護厚度不足，易發(fā)生應(yīng)力集中；        (2) 鋼拱架外包砼與兩榀拱架間砼剛度不同，若二者沉降不均，則易形成受拉開裂；    &#

27、160;   (3) 由于防水材料摻加不當，轉(zhuǎn)變砼的各項異性；        (4) 滲漏水的侵蝕；        (5) 未加養(yǎng)護或養(yǎng)護不當；        (6) 單位水泥用量過大。        初期支護砼作為永久支護，應(yīng)當考慮施工縫（沉降縫）的問題。但

28、由于網(wǎng)構(gòu)鋼架噴混凝土結(jié)構(gòu)采納循環(huán)施工，整體性大打折扣，使得沉降縫的設(shè)置成犯難題。若設(shè)在兩榀架中間的混凝土上，沉降縫要斷開，素混凝土的強度難以保障；若設(shè)在兩榀并立拱中間，由于節(jié)點板的存在使得沉降縫過寬，止水條等不能阻擋水內(nèi)滲，為此沉降縫施工時兩榀拱架節(jié)點板應(yīng)特別處理，且沉降縫一側(cè)噴混凝土平齊，縫寬不宜大于30mm。        3.4.2防水問題          噴射混凝土的結(jié)構(gòu)防水可參考以下建議：   

29、     （1） 混凝土噴射密實，無空洞，以防消失厚度不夠等薄弱環(huán)節(jié)，堅持背后回填注漿；        （2） 不提倡使用內(nèi)摻VEA的防水混凝土實施噴射。        3.4.3適用范圍及要求        （1） 淺埋（埋深小于10米）市政工程，如排水通道、電力管道、煤氣管道、通訊管道、人防工程等多種小型地下空間利

30、用工程以及大型廠礦企業(yè)的進、出料通道，高層建筑的地下結(jié)構(gòu)，自來水輸送管道等；        （2） 地質(zhì)狀況要求有肯定自承力的各類圍巖；        （3） 斷面型式不限，結(jié)構(gòu)厚度不宜超過350mm.        3.5監(jiān)控量測        3.5.1拱頂下沉值        目前施工現(xiàn)場量測拱頂下沉值采納的方法為：首先焊始終量測端子于拱架上，封閉后用精密水準儀測得初值，然后依據(jù)量測頻率