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摘要：本文简要以武汉市二环线水东路为例子,介绍了浅覆盖软土地层暗挖地下通道施工特点，适用范围以及实用功效，从整个施工过程进行研究分析，为以后同类工程提供参考。
关键词：武汉市二环线水东路 浅覆盖软土地层 暗挖 地下通道
1 前言
人行地下过街通道工程为了人行方便,其埋深均较浅,多属于超浅埋或特浅埋(埋深3～6m)，其拱顶围岩自承能力均较弱,同时结构受地面动荷载影响明显，且市区人行通道大多处于交通流量大的地方，地下管线繁多，因此其开挖施工基本采用浅埋暗挖法施工。
地下通道施工中最经常遇到的问题就是地下水的影响，尤其是粉土地质，对开挖的质量和安全来说都存在着很大的影响。目前通道的暗挖法大多采用CRD分阶段法开挖，这样可以极大程度地减少对原状土的扰动，更利于开挖工作的顺利进行。
红庙立交地下人行通道所处地质为粉质粘土层，它的特点是遇水即变成粉质淤泥状，由于受地下水及通道上方管网渗水的影响，其施工安全及质量都存在很大的隐患。中交二航局在开挖过程中采用了CRD工法，并在其基础上进行了优化创新，将地下水对粉质粘土的影响降低到最小，极大的缩短了通道开挖的工期，并最大限度地保证了通道开挖过程中的安全，具有明显的社会效益和经济效益。
2 施工特点
采用超前（超前大管棚以及超前小导管）注浆的方式对开挖断面四周土体进行预加固，避免了施工中的土方坍塌，有效控制了通道上方的路面沉降，并保护了通道上方的横穿管线，特别是给排水、燃气等压力管线。
采用掌子面打设锚杆的方式增加了土体稳定性，保障了开挖施工的安全。同时在地下水丰富时，也可利用锚杆进行注浆堵水或集中排水，利于开挖的安全和质量。
极大地减少了对导洞范围外的土体扰动，减少了回填注浆的工作量，缩短了工期。
对CRD工法进行优化使用，坚持“超前加固、小块分割、化整为零、安全作业”的原则，其施工可操作性强、安全性高、环保性优、经济性好等优势。
3 适用范围
适用于市区交通流量大、地下管线多、埋深较浅、地表沉降量控制严格、地下水丰富的人行地下过街通道施工，适用土质为粉质粘性土层及粉土层，尤其适用于人工开挖作业。
图1 主通道CRD工法施工步序图
4 工艺原理
本工法是在CRD工法的基础上对各个导洞掌子面水平打设1.5米长锚杆，间距750mm梅花形布置，对掌子面土体起到很大的稳固作用，同时对于其土体产生分割作用，开挖顺序由上往下，此工法更利于土体的人工开挖，其施工安全性、可操作性及技术经济指标等方面更有优势。
5 施工工艺操作要点
5.1 操作要点
5.1.1 主通道CRD施工步序见图1：
5.1.2各个导洞内开挖创新工艺
图2 导洞开挖创新工艺流程图
5.1.3施工要点及技术措施
加强超前注浆加固和背后回填注浆，以防止坍塌作为施工的重点；加强量测监控，做好信息反馈，及时调整施工工序和支撑刚度。
注意控制先行导洞的开挖中线和水平，确保开挖断面圆顺，钢格栅安装位置正确。
CRD法施工时，隧道分成四个小导洞开挖，如图3示。相邻导洞开挖施工间隔3～5m。各导洞每次开挖进尺为一个格栅间距，严禁多榀一次开挖。在各导洞内按正台阶法施工，台阶长度6～7m。
图3
因为CRD法工序较多，工序转换使得结构受力复杂，为保证拆除临时格栅时的安全，必须保证各部格栅之间的连接质量。
各个导洞的土方开挖顺序为从上往下开挖，严禁从下往上掏挖。
锚杆固定于掌子面内，每进尺70cm即用风镐打进土体以稳定土体，直至通道挖通为止。
5.2 主要工序施工方法
5.2.1 施工准备
对现场场地进行围挡围护，对施工便道进行硬化处理，场地内设置砂石料堆场、水泥库、钢筋加工棚，并建立现场办公室。
5.2.2 测量放线
用全站仪对竖井边线及标高进行准确测量，并放样出通道中心线位置。
5.2.3 竖井开挖
采用长臂挖机配合短臂挖机，人工协助开挖的方法，将竖井按照设计尺寸开挖到设计标高。每向下开挖50cm即安装一道工字钢支撑，用连接筋连接、挂钢筋网片并喷射混凝土。
5.2.4 超前大管棚
大管棚采用外径108mm，壁厚6mm 热轧无缝钢管，节长2m、4m、3m。首节钢管前端呈尖锥形，管壁四周钻10mm压浆孔，压浆孔呈梅花形布置，间距150mm ，末节管尾部2m 不设压浆孔。管接头丝扣加工长度15cm，为使管接头错开，编号为奇数的第一节管用2m 管，编号为偶数的第一节管用4m管，以后每节均采用3m管，外插角为10°～20°。
图4 超前大管棚注浆施工程序图
5.2.5 超前小导管
超前小导管采用外径40mm，壁厚3.5mm热轧无缝钢管，钢管前端加工成呈尖锥状，尾部焊接φ6加劲箍筋。管壁四周钻8mm压浆孔，压浆孔呈梅花形布置，间距150mm，管尾部1m 不设压浆孔，外插角为10°～20°。
5.2.6格栅钢架制安
钢支撑主要采用Φ25与Φ14螺纹钢筋焊接而成。格栅钢架在工地加工场内加工，加工前按设计尺寸制成固定模具。焊制好的格栅钢架使用前在加工场内进行试拼，如图5所示。每榀格栅钢拱架安装前，准确定出拱架安装的中线、标高及拱脚设计位置。格栅钢架安装由人工借助机具进行架立就位，钢支撑与基面间安设砼垫块，确保基面与钢支撑密贴、牢固。其中连接筋及钢筋网片按规范进行施工，如图6示。
图5 钢格栅试拼装
图6连接筋焊接及钢筋网片铺设
5.2.7 CRD工法开挖
5.2.8 喷射砼
采用潮喷砼施工工艺，按照配合比，在拌和前用适量的水把砂、石原材料湿润，然后加入水泥、速凝剂、防水剂用砼搅拌机拌和，把拌和料送入喷射机料斗，喷射机活塞将拌和料送入混合室，与压缩空气混合后进入喷射管，在喷嘴处通入水，再次混合后的料从喷嘴喷射到受喷面。
5.2.9 初支背后回填注浆
永久性拱圈部分回填注浆管隔榀安设，初支砼强度达到70%进行回填注浆。初支背后回填注浆主要注水泥浆或水泥－水玻璃双液浆。注浆管采用Φ40δ=3.5mm钢管，拱墙L=0.8m，仰拱L=2m，@1.5m梅花型布置，埋置方式分为喷浆前预埋及后期根据实际需要再在初支上钻孔安设，双液注浆泵注浆，注浆压力0.4~0.6Mpa。
5.2.10 防水
通道初支完成后，即实施刚性防水层。结构形式依次为3cm厚1：2水泥砂浆找平层、2cm厚1:2防水砂浆。刚性防水在初支回填注浆后进行，刚性防水施作完成后再铺设3mm厚复合双面自粘橡胶沥青防水卷材进行柔性防水施作。
5.2.11 二衬混凝土
二衬混凝土为C35P8防水抗裂混凝土，每断面分两次浇筑成型，先浇筑仰拱，再浇筑侧墙及拱顶。浇筑第二部分混凝土时由侧墙向顶部浇筑。纵向每次浇筑长度6m为宜，二衬砼分段浇筑时，在横向施工缝处设置钢边止水带以达到止水效果。
6 运用实例
红庙立交地下过街通道呈一字型南北向与水东段主桥平行布置，横跨中北路延长线，通道中心里程为K1+887.5，总长184.16m。其中暗挖主通道长45m,人行通道暗挖主通道穿越的地层为人工填土层及粉质粘性土层，拱顶覆土3.63~5.67m。场地位于长江冲洪积三级阶地，地下水类型主要为上层滞水和孔隙水。对本工程而言，主要是上层滞水影响，承压水影响不大。
主通道在开挖过程中采用了CRD分阶段法，并在掌子面上打设锚杆稳固土体，使得通道的开挖施工未出现大面积塌方，通道上方的路面基本未沉降，开挖过程中拱顶沉降及洞内收敛均未出现异常。
路面沉降观测点断面布置形式，现取通道正上方路面一排（共六个，编号为1-6）观测点作为典型观测点进行数据分析。
图7 CRD工法开挖流程图
沉降观测数据如表1所示。
表1 沉降观测数据表
由表分析可得，路面沉降速度是根据通道开挖断面变化的，路面在掌子面正上方的沉降最大，且单周沉降最大为8.6mm，平均每天沉降不超过1.3mm。
当地面沉降速率小于0.2mm/d时，土体处于稳定状态。根据施工监测数据，可认为通道上方土体状态稳定，不受通道开挖影响，不会造成任何坍塌现象。
而实际施工也证实了这种工法的安全性，并有效解决了粉土开挖易坍塌的现象，对加快工程进度和保障施工安全都起到了极其重要的作用。
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论文作者:荀少华,刘巍
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/22
标签：通道论文; 格栅论文; 注浆论文; 超前论文; 地下论文; 断面论文; 拱顶论文; 《基层建设》2019年第24期论文;