房建工程中下淺覆土暗挖隧道的施工技術

黃 偉

融興建設集團有限公司 浙江金華 321000

1 工程概況

某工程項目的暗挖隧道橫斷面基礎設計為馬蹄形隧道的建筑邊界，左側隧道的凈空尺寸為7750mm，凈高度為8143mm，右側隧道的凈空尺寸為7750mm，凈高度為7943mm。施工初期階段的支護結構使用的是型鋼架、鋼筋網、混凝土、錨桿共同組成，并配備小導管注漿、大管棚、錨桿作為超前支護。二次襯砌使用的是C30S10 鋼筋混凝土，該項目的隧道防水等級設計為Ⅰ級，初期階段的支護結構與二次襯砌之間進行防水層施工。

結合設計圖紙來看，暗挖隧道的埋深在8m 左右，隧道主要分布在花崗巖的風化帶以內，該區域內的巖質性質比較理想，巖石的強度未超過30MPa，巖石的承載能力非常強且具備良好的穩定性。隧道局部拱頂越過了花崗巖風化帶。左側隧道越過了破碎帶，其寬度大概在5m。

淺埋隧道最大的特點是埋深比較淺，在實際施工的過程中，由于地層存在一定的損失量，導致地面出現顯著的位移，這種現象對周圍環境的影響非常大。所以，必須對施工技術進行優化，以保證施工質量。

2 施工方案

應該對房屋的基礎進行預埋注漿管，隧道施工應該按照標準施工順序進行，由東向西進行施工，先開挖房屋房補的南邊沿線，然后再開挖北邊的沿線。施工單位在對隧道的斷面尺寸、地質條件、水文情況等進行全面的分析以后，決定使用臺階法進行施工。隧道初期支護結構應該使用錨桿、噴射混凝土、鋼絲網等共同組成，施工作業面應該在開挖作業完成以后，盡快噴射C25 混凝土作封閉處理。隧道的二次襯砌則是應該使用鋼模板+ 工字鋼拱架+ 支架模板組成，利用混凝土泵車澆筑混凝土，混凝土澆筑完成以后應該使用振搗棒對混凝土進行振搗，確保混凝土的質量符合設計要求。

3 房屋下暗挖施工技術

3.1 房屋保護

設計圖紙中顯示房屋的基礎是人工挖孔樁，中間設計為聯系梁，聯系梁的尺寸設計為1200mm×1000mm，地面則是鋼筋混凝土墻。墻角部位設置排水裝置，然后對墻體的背面回填土方并進行夯實，掛設鋼絲網后噴射混凝土，以單排大管棚為主、超前小導管作為輔助進行注漿，空洞內使用錨桿、鋼筋網、噴射混凝土進行加固，二次襯砌的背面進行注漿處理。

3.2 圍護結構施工及土石方開挖

結合設計圖紙在兩側進行封堵，對堵頭樁進行施工。堵頭樁使用的是沖孔施工方式，澆筑強度標號為C30 的混凝土。堵頭樁施工完成之后，對樁頂的冠梁進行施工。在土方開挖的過程中，使用機械設備進行施工，開挖為臺階狀，然后開始搭設鋼支撐。

3.3 大管棚以及超前小導管施工

結合實際情況而言，暗挖右側的邊線隧道從房屋下方穿過，左側隧道的上方需要使用明挖管廊進行施工，為了有效保證施工過程中的房屋安全性與穩定性，在正式開挖之前，使用大管棚+ 小導管注漿的方式進行加固。

3.3.1 大管棚施工

結合設計圖紙來看，大管棚的技術參數設計為：鋼管的直徑為108mm，鋼管的壁厚為6mm，鋼管的長度為30.4m，使用無縫鋼管，鋼管之間使用鐵絲扣進行加固，連接鋼管的技術參數設計為：連接長度為40mm，鋼管的管徑為121mm，鋼管的壁厚為8mm；相鄰的兩根鋼管之間的接頭進行錯接處理，且錯接長度不得低于1m；為了提升鋼管的剛度與強度，應該在鋼管內增設鋼筋籠予以加固；管內注射1∶0.6～1∶1 的水泥漿，注漿的壓力保持在0.6～1.5MPa 比較合適。

3.3.2 超前小導管

（1）鉆孔：使用YT- 28 型號的鉆機，沿著開挖的輪廓線進行作業，孔深設置為3.5m。

（2）安設注漿管：將已經完成加工的注漿管放置在孔內，然后對孔口進行止漿處理。

（3）漿液配置：合理配置漿液，漿液的配合比應通過試驗進行確定。

（4）注漿：當注漿管安裝完成后，則啟動注漿機，首先進行注水試驗，檢測管道是否存在堵塞、漏漿等不良現象，檢查合格方可正式進行注漿作業。注漿的具體參數如下所述：①漿液類型：漿液選擇使用的是水泥漿，結合施工現場的地質條件，在水泥漿內適當摻加外加劑，水泥漿的水灰比控制為1∶1，具體技術參數可以根據施工現場的變化合理調整；②注漿范圍：主要對區間隧道的側墻進行注漿，結合兩側沿線的區間間距劃分注漿范圍，在對隧道側墻部位的土體進行加固過程中，可以將注漿孔設置在相鄰的兩個格柵之間，縱向間距、環向間距確定為0.75m；③漿液的擴散半徑：注漿過程中，漿液擴散半徑初步設計為R=0.8m，具體數值可以結合施工現場的實際情況并通過試驗進行確定；④注漿壓力：結合該項目的實際情況而言，將注漿壓力確定為0.4～0.6MPa，當注漿量低于3L/ min 時，施工人員則可以停止注漿作業；⑤注漿質量檢查：每灌注一段以后，使用鉆機取芯檢測，檢測的數量為2～3 個，檢測漿液灌注的質量。

（5）為保證實際注漿過程中不會因為注漿壓力過大而導致漿液從掌子面溢出，需要對已經完成開挖的掌子面部分作封堵處理，在現有的格柵中設置水平型鋼，型鋼的規格為16a，安裝間距控制為500mm，封堵處理后使用小導管進行注漿作業，導管的直徑為φ32mm，斷面設計成梅花形，具體的規格尺寸為L=1000mm@1500mm×1500mm，小導管的端部直接與型鋼進行焊接處理，焊接作業完成后，在外側鋪設鋼筋網，然后開始噴射C20 混凝土，噴射的厚度為30cm。注漿管選擇使用花孔小導管，導管的直徑為φ32mm，將導管的前端加工為錐形，在導管表面鉆孔，鉆孔的間距設置為15cm，端部60cm 范圍不鉆孔，將其作為止漿段。

漿液選擇水泥漿，結合施工現場的地質條件，在水泥漿內適當摻加外加劑，水泥漿的水灰比控制為1∶1，具體的技術參數可以根據施工現場的變化來合理調整。注漿范圍：主要是對區間隧道的側墻進行打設，結合兩側沿線的區間間距對注漿范圍進行劃分，在對隧道側墻部位的土體進行加固過程中，可以將注漿孔設置在相鄰的格柵之間，縱向間距、環向間距確定為0.75m。

3.3.3 錨桿施工

管棚施工結束以后，在兩側隧道的進出口的掌子面圍護樁部位設置錨桿，以避免圍護樁發生形變，進而有效優化圍護樁的受力情況，確保基坑施工的安全性。

3.4 暗挖隧道開挖施工

3.4.1 臺階法開挖

使用臺階法進行施工，臺階的長度設計為3m 比較合適，兩級臺階之間的進尺保持在0.5～1.0m 之間。當液壓錘安裝且調試完成后，則進行臺階開挖作業，臺階開挖必須按照自下而上的順序進行，針對巖層軟弱的區域應先掏槽，擴大開挖的作業面，然后擴挖至外側的輪廓線。在實際開挖的過程中，液壓錘鎬釬與巖層需要保持垂直的狀態，鎬釬落點與地面之間的距離嚴格控制在0.3m，單次開挖深度不得超過0.7m。當開挖至外側輪廓線的邊緣時，注意采用輕錘慢打的方式進行施工，不得出現超挖現象[1-2]。臺階法開挖作業見圖1。

圖1 臺階法開挖示意圖

3.4.2 隧道液壓錘開挖

(1）液壓錘的選用：在選擇液壓錘的過程中，應該詳細考慮隧道的斷面尺寸、液壓錘的重量這兩方面的事宜，具體來說，對于隧道的斷面尺寸，大型機械設備在運行的過程中，機械臂延伸的范圍應觸及至開挖斷面的每一個角落；施工機械在下層臺階施工時，機械臂的作業范圍應保證可以觸及至上一級臺階的每一個角落。對于液壓錘的重量，當機械臂處于完全展開的狀態時，液壓錘的重量不會導致整個設備發生傾翻現象。確保液壓錘的效能可以完全被發揮出來。液壓系統的技術參數設計為：在選擇液壓錘的過程中，保證液壓錘的流量與挖掘機的輸出流量一致。現階段，我國的液壓錘外觀設計主要有3 種類型：箱式結構、夾板式結構以及角式結構。其中，箱式液壓錘的優點主要體現在運行的過程中可以對錘體提供一定的保護，作業過程中的噪聲比較小，減小自身的震動。在實際選擇的過程中，應優先選擇使用箱式結構的液壓錘。

（2）液壓錘的施工要點：在主換向閥門部位額外設置一個過載閥門，過載閥門的壓力超過溢流閥門的2M～3MPa 比較合適，這樣能夠在一定程度上降低對系統的影響。此外，可以有效保證溢流閥門損壞后，系統所承受的壓力不會太大。液壓錘有關的進出口部位應該設置截止閥，以此保證后期的系統維護與參數調整。此外，還要定期對車載挖掘機的水位、油位、檢測儀器進行詳細的檢查，在保證各項組件正常的情況下才可以進行施工。

3.5 初期支護施工

（1）初噴混凝土：隧道初期支護結構使用錨桿、噴射混凝土、鋼絲網等共同組成，在開挖作業完成以后，盡快對施工作業面噴射C25 強混凝土進行封閉處理。隧道的二次襯砌則使用鋼模板+ 工字鋼拱架+ 支架模板組成，利用混凝土泵車澆筑混凝土，混凝土澆筑完成后使用振搗棒對混凝土進行振搗，禁止發生漏振等情況，確保混凝土的密實性。

（2）系統錨桿施工：錨桿選擇使用的是φ22mm 砂漿錨桿，利用風機進行鉆孔，實際開展作業的過程中必須保證孔口的平整性，保持巖面與鉆孔的方向呈現相互垂直的關系。在安裝錨桿的過程中，對于部分不平整的巖面可以使用墊板處理，必須確保墊板與巖面緊密相貼。

（3）鋼拱架、鋼筋網：在安裝鋼拱架的過程中，為了保證鋼筋整體受力，應該使用φ22mm 鋼筋，利用縱向連接筋將每一榀鋼架連接成為一個整體。

（4）噴射混凝土：當隧道開挖成形以后，在表面噴射厚度為5cm 的混凝土，以保證圍巖完全封閉，鋼筋網掛設完成后需要再次噴射混凝土，混凝土的噴射厚度應滿足設計要求，混凝土的強度設計為C25。

4 結語

綜上所述，該項目的隧道淺埋段暗挖施工使用的是液壓錘進行，可以提高施工效率，其對于周圍環境以及附件建筑物的影響比較小，不易出現超挖現象，有效控制形變。施工設備的類型較為單一，施工機械的通用性比較強，且操作性不強，可以在一定程度上降低人員的投入，經實踐論證該方法具備可行性。