新舊市政地下排水管網暗挖連接綜合技術

郭治中

摘 要：隨著我國經濟快速的發展，社會基礎設施也在不斷的進步，其中新舊市政管網通常采用開槽埋管的方式連通，施工過程對周邊環境造成較大影響。針對該問題，系統研究并應用了新舊市政地下排水管網暗挖連接綜合技術，分別從旋噴加固、通道暗挖、井壁鑿除、通道架設、水下貫通等方面，提出了新舊井連接綜合技術。該技術無需地面開挖，施工速度快，對周邊道路交通、地下管線及建筑等的影響較小，適用于新舊市政管網的地下暗挖連通施工，具有良好的社會效益和經濟效益。

關鍵詞：市政工程；排水管網；暗挖；連接；加固；施工技術

1 淺埋暗挖法簡介

淺埋暗挖法是一種在離地表很近的地下進行各種類型地下洞室暗挖施工的綜合工法。它具有占地少、拆遷少、擾民少、影響交通少、污染環境少等特點，近年來在城市中心區、舊城改造、繁華地帶、交通擁擠地段的各類地下工程建設中得到廣泛應用。淺埋暗挖法沿用新奧法（NewAustrianTunne-lingMethod）基本原理，初次支護按承擔全部基本荷載設計，二次模筑襯砌作為安全儲備，初次支護和二次襯砌共同承擔特殊荷載。淺埋暗挖法應用信息化量測技術，采用超前管棚、超前小導管等預加固技術加固圍巖，充分利用圍巖的自穩能力，突出時空效應對防塌的重要作用。

2 暗挖連接綜合技術

2.1 鑿除井壁

暗挖通道完成后，需要對舊井井壁進行開洞鑿除。由于舊井在長期使用后不可避免會出現淤堵，導致井內存在較高水位，為確保安全和加快進度，舊井井壁鑿除分2步進行：首先在干燥條件下鑿除70%的井壁；然后在新井內注水，保持新舊井水位相同，水下鑿除剩余30%的井壁，如圖1所示。為避免開鑿時產生的振動對舊井結構造成影響，采用金剛石薄壁鉆靜力切割分離技術。由鉆孔機帶動金剛石薄壁鉆頭加壓、回轉，金剛石顆粒研磨、切削鋼筋和混凝土。鉆進過程中采用水冷卻并攜帶出磨削下來的粉屑，具有低噪聲、無振動、無粉塵污染、對原結構無擾動，使用簡單、靈活，速度快的優點。井壁鉆孔切除需分步進行：第一步沿直徑洞口圓邊線進行打孔，再對洞口直徑交叉線進行打孔，將井壁開鑿區域分成6個區；第二步在開鑿截面靠中間位置再進行圓邊線打孔，將截面分成12個單元；最后一步各區分別進行打孔，直至開鑿面滿堂成孔，如圖2所示。

鉆孔直徑為150mm，鉆孔取芯深度為700mm。在鉆孔至設計深度后，在鉆縫中打入鋼釬折斷鉆芯，用鐵絲套環取出鉆芯，直至整個截面達到預設鉆孔鑿除深度。在鉆孔取芯鑿除70cm范圍內的老井井壁結構后，剩余的30cm厚混凝土井壁結構用于承受老井內的水頭壓力，保護施工安全。

2.2 隧道施工工藝

隧道施工技術要求較高，尤其是打鋼釬管工藝。打鋼釬管（也就是小導管管棚），壓注速凝混凝土漿液，固結地層在開挖土方前。為防止地面沉降，須采用小導管注漿，以加固地層。導管用32×3.25mm，長2.25m的焊接鋼管制成花管。導管沿拱形布置，環線間距0.3m，必須穿過首榀鋼架，成5°～8°的外插角度向上打入土層中，每兩榀鋼架打一次超前小導管。導管搭接長度達到0.75m。打入花管后進行注漿，管口周圍要用快硬性水泥封死。用這種方法施工后進行注漿，待土有所固結后，就可進行土方開挖。開挖時每次掘進500mm，要先挖上部及兩側的土，中間留核心土，以防地面拱起。待兩側拱架支立噴完混凝土后再挖去核心土，支立底部鋼架，噴射底部混凝土。開挖土方時嚴禁超挖，每次挖深應在0.5m之內。支立網構鋼架焊縱向連接筋，掛鋼筋網片在留下核心土環后，立即安裝網構鋼架，焊縱向連接筋，掛鋼筋網片。安裝鋼架技術要求中線高程允許偏差+2cm，垂直度允許偏差+2°。鋼架安裝完畢之后，在兩榀鋼架之間用直徑20mm縱向連接筋連接。環向間距為0.5m，并要求縱向連接筋與鋼架的兩根內主筋都焊牢。縱向連接筋焊完后噴射第一層混凝土，然后掛鋼筋網片。鋼筋網片使用前還應清除污銹。鋼筋與第一層混凝土壁面要保持30mm的間隙。噴射拱部、墻部、底部混凝土時，應先減小噴頭至受噴面的距離，并調節噴射角度，以保證鋼筋與壁面之間混凝土的密實性。底部防水層做50mm的C20細石防水混凝土，以確保防水性能。完成初期支護之后，須進行隧道洞體的二次襯砌。一般采用墻體和拱頂分布澆筑方案。也就是先澆側墻，后澆拱頂。拱頂部分則采用壓力式澆筑混凝土。

2.3 事中控制

（1）預控為主、做好預支護控制管棚施工的效果對淺埋暗挖工程開挖支護時的沉降控制影響極大，而且管棚鉆進過程中遇到孤石及軟硬不均的巖層時極易發生方向偏斜，致使支護效果減弱，造成開挖施工過程中塌方的風險增加。因此，要嚴格按設計圖紙要求旁站控制管棚位置、長度、間距、傾斜度，控制注漿壓力和注漿量，確保達到設計的預支護和加固效果。（2）從圍巖失穩的“時空效應”入手控制，防止塌方初始圍巖應力在圍巖開挖后釋放并重新分布，造成洞周圍巖逐漸變形。一般來說，開挖暴露時間越長越容易發生坍塌，開挖面空間越大越容易發生坍塌。首先，從時間控制上要求施工單位做到各工序緊密銜接，及時開挖及時封閉掌子面，及時支護封閉成環，充分利用圍巖的自穩能力，防止塌方。其次，從空間控制上應要求施工單位做到縮短單次進尺長度、采用分臺階預留核心土等方法減小開挖形成的空間，防止塌方。（3）加強監控量測控制通過監控量測及時了解地面沉降、圍巖的變化情況，了解初期支護結構受力情況，驗證現有的設計方案和施工工藝是否適用。當監控量測結果不能滿足設計要求或相關規范要求時，應立即暫停施工，召開專題會議，分析原因，并根據監控量測結果，及時調整設計和施工方案，以策安全。（4）按“18字方針”要求加強監理控制“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”18字方針是淺埋暗挖法長期施工的實踐經驗總結。“管超前、嚴注漿”強調了預支護的作用；“短進尺、強支護、早封閉”強調了開挖、支護過程的工序銜接要求，從圍巖失穩的“時空效應”控制上防止塌方；“勤量測”強調了淺埋暗挖法施工的動態性。監理工作應根據“18字方針”嚴格控制，避免坍塌和地面沉降超標。

3 結語

本文詳細新舊市政地下排水管網暗挖連接綜合技術，有效解決了采用開槽埋管方案引起的對周邊環境影響大、工期較長等問題。通過旋噴加固控制軟土變形、分步開鑿連通區域、地下現澆連接通道、水下貫通等步驟，實現新舊市政管網的連通。實踐證明，該技術可有效避免大開挖施工對道路交通、地下管線以及周邊建筑環境的影響，應用前景廣泛。

參考文獻：

[1] 車伍，楊正，趙楊等.中國城市內澇防治與大小排水系統分析[J].中國給水排水，2013，29（16）：13～19.

[2] 秦勇.市政道路排水管道頂管法施工技術[J].科技與企業，2015（23）：130.

[3] 劉繼明.淺析市政管網工程中的問題及質量控制措施[J].中國高新技術企業，2012（S1）：155～157.