浅谈暗挖法修建过街地下通道技术

史智伟

摘要：本文简要的阐述了过街地下通道的暗挖法修建技术。

关键词：发展暗挖法地下通道初衬二衬沉降安全社会效益

Abstract: This paper briefly expounds the crossing underground channel excavation construction technology.

Key words : the development of; excavation method; tunnel; lining; two lining; settlement; safety; social benefits

中图分类号：U412.37+3.1文献标识码：A 文章编号：

社会经济的发展、人们生活品质的提高，城市旅游业的发展已经成了一个城市的形象品牌。随着城市人口的迅速增多，人均收入的显著提高，环境与交通问题向人们提出了严峻的考验。在临街主干道旅游景点位置修建地下通道，是为方便游客，减少交通事故的有效途径之一。地下通道的施工方法主要有明挖法、暗挖法和盖挖法等。其中由于暗挖法施工可保证修建过程中不中断交通，故成为修建城市地下通道首选的一种施工方法，其优点在于工程量小、施工工期短，但暗挖法施工，控制地面沉降，防止地面建筑、地下管线的变形、随坏及行人、车辆交通等向来是施工过程中的关键和难点。

天水市古名居地下通道位于城市广场闹市区，且上部为交通严管街，上部有主要干道、仿古人行道以及七种地下管线（包括通信光缆），现以其为实例对暗挖技术进行分析介绍。

1、软弱土层的特性概述

天水古名居地下通道，覆土层最小厚度4 m，最大厚度为8m，开挖轮廓为3.2m×2.9m，最大埋深12m。土层主要由人工成因的杂填土，第四纪冲积成因的粉质粘土(局部夹角砾薄层)等二层土组成， 杂填土(Q4ml): 黄褐色、杂色，松散～稍密，稍湿～湿，土质均匀性差，主要由粘性土含青砖块、瓦渣、炭屑和植物根须组成，分布连续，局部地段存在旧有建筑基础和路基垫层，本层厚度2.90～3.00m，；粉质粘土(局部夹角砾薄层) (Q4al+pl)：呈黄褐色、稍湿～很湿、可塑～软塑状态，局部呈流塑状态，土质较均匀，孔隙发育，发育虫孔和铁锈斑迹，3.70～4.40m间分布角砾夹层，5.50～8.00m间含水量较高，土质呈软塑状态，各层土的物理力学指标统计见表1。

表1各层土的物理力学统计

2、暗挖施工的特点及主要技术难点

暗挖法是利用新奥法的基本原理，在开挖中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分发挥围岩自承能力，开挖后及时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用，形成联合支护体系，精髓在于：“管超前”、“短开挖”、“严注浆”、“快封闭”、“强支护”、“勤测量”等几步骤。以该工程为实例进行阐述，见表2。

图1通道平面图

2.1浅埋暗挖法的特点：

(1)机械化无法投入，主要靠人工施工，且对地下管线的影响较小；

(2)暗挖过程中，初衬和二衬均在地下空间完成，无需中断城市交通；

(3)针对不同地质条件及施工监测数据，可及时调整设计数据及施工工艺；

(4)各结构断面的转换及衔接较为容易。

2.2该暗挖通道的难点：

(1)所有的开挖仅能依靠人工，且材料及人员通道仅仅依靠施工竖井；

(2)土质松软，土层复杂，施工断面过小，施工空间有限；

(3)受上覆土层重力及周围土层塑性高的影响，开挖支护后，结构本身将会产生一定变形、沉降；

(4)当揭穿上部粘性土后，下部含水砂层受动水压力的影响，正好在通道开挖顶部将会产生一定的流砂、管涌现象，不仅掘进工作无法进行，且会对结构本身及地面各类建筑、地下管线造成严重的破坏，且通道内开挖转角过多。

(5)通道与城市原有人防通道相交，且两者标高不一；

(6)二衬混凝土浇注困难，循环周期较长。

3、开挖施工工艺及难点处理

浅埋暗挖时，开挖方式主要有台阶法，全断面开挖法、分步开挖法以及大型地下空间的柱洞法、中洞法、侧洞法等，考虑土层的天然承载力，埋深及土层自身稳定性，本工程采用台阶法进行开挖。

3.1土方开挖

由于局限于人工开挖，且土层分层较为明显，开挖时一般上台阶长度控制在1～1.2倍的洞径长度，选择两步开挖。开挖过程中必须抓紧时间，要求在土层失去自稳能力前掘进500mm，确保后续支护后形成封闭结构，见图2。 图2台阶法开挖示意图

3.2初衬施工

地下通道采用复合式衬砌,初期支护采用喷混凝土、钢筋网、格栅钢架及砂浆锚杆;小导管注浆采用一次升压法施工，根据进浆量情况分级调整浆液浓度，直到裂隙逐渐被填实，单位吸浆量逐渐减少，达到结束标准时结束注浆。喷射混凝土过程中，对土体进行一次喷射时，喷射流冲击对象为破坏原状结构土;若在原位进行第二次喷射，则喷射流冲击对象已变成为浆土混合液，冲击破坏所遇到的阻力较第一次喷射时小。因此，在一般情况下，重复喷射有增加固结体直径的效果，增大的数值主要随土质密度而定。

图3初衬示意图图4工字钢架断面图

4、结构二衬施工

由于隧道施工条件和施工环境的限制，隧道内二衬防水砼施工相比露天混凝土施工难度更大，如何确保衬砌的施工质量，达到“内实外美”的要求尤为关键。

4.1钢筋接头处理

本工程由于通道转角较多，标高不一，其受力体系比较复杂，通道主体钢筋较多，如果采用搭接接头，钢筋重叠现象很严重，给混凝土的浇筑和振捣带来极大不便。采用直螺纹连接，钢筋间连接为对中连接，不存在重叠现象，从而能有效地消除在浇筑混凝土过程中由于钢筋过密而引起的振捣困难、混凝土无法浇筑的现象。

图5结构二衬配筋图

4.2模板行车进砼口改造

通道截面及竖井位置限制，混凝土浇注进度过慢，施工工序改进势在必得。为了解决运送混凝土慢，影响施工进度的问题，避免浪费劳动力，在输送泵管和钢模之间设一个可拆卸的管接头，让输送管与钢模板形成整体，利用泵体压力变浇筑混凝土为压注混凝土，使混凝土直接压入封闭的模板内。这样，既节省工程成本，又加快施工工期，见图6。

图6模板接口改造示意图

5、结束语

浅埋暗挖法既能保证地下管线的正常使用，又能避免传统工艺对环境的污染，更能保证地面交通的不中断。但其施工工艺的复杂性与多变形更值得我们去深思，如何在节省成本，缩短工期又保证安全的前提下带来更多的社会效应，为我们社会的发展及旅游景点游客的安全出行带来更大的保障和动力。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。