新舊市政地下排水管網(wǎng)暗挖連接綜合技術(shù)

郭治中

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施也在不斷的進(jìn)步，其中新舊市政管網(wǎng)通常采用開槽埋管的方式連通，施工過程對(duì)周邊環(huán)境造成較大影響。針對(duì)該問題，系統(tǒng)研究并應(yīng)用了新舊市政地下排水管網(wǎng)暗挖連接綜合技術(shù)，分別從旋噴加固、通道暗挖、井壁鑿除、通道架設(shè)、水下貫通等方面，提出了新舊井連接綜合技術(shù)。該技術(shù)無需地面開挖，施工速度快，對(duì)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(wǎng)的地下暗挖連通施工，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：市政工程；排水管網(wǎng)；暗挖；連接；加固；施工技術(shù)

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(jìn)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(huán)境少等特點(diǎn)，近年來在城市中心區(qū)、舊城改造、繁華地帶、交通擁擠地段的各類地下工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。淺埋暗挖法沿用新奧法（NewAustrianTunne-lingMethod）基本原理，初次支護(hù)按承擔(dān)全部基本荷載設(shè)計(jì)，二次模筑襯砌作為安全儲(chǔ)備，初次支護(hù)和二次襯砌共同承擔(dān)特殊荷載。淺埋暗挖法應(yīng)用信息化量測技術(shù)，采用超前管棚、超前小導(dǎo)管等預(yù)加固技術(shù)加固圍巖，充分利用圍巖的自穩(wěn)能力，突出時(shí)空效應(yīng)對(duì)防塌的重要作用。

2 暗挖連接綜合技術(shù)

2.1 鑿除井壁

暗挖通道完成后，需要對(duì)舊井井壁進(jìn)行開洞鑿除。由于舊井在長期使用后不可避免會(huì)出現(xiàn)淤堵，導(dǎo)致井內(nèi)存在較高水位，為確保安全和加快進(jìn)度，舊井井壁鑿除分2步進(jìn)行：首先在干燥條件下鑿除70%的井壁；然后在新井內(nèi)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(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)舊井結(jié)構(gòu)造成影響，采用金剛石薄壁鉆靜力切割分離技術(shù)。由鉆孔機(jī)帶動(dòng)金剛石薄壁鉆頭加壓、回轉(zhuǎn)，金剛石顆粒研磨、切削鋼筋和混凝土。鉆進(jìn)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(dòng)、無粉塵污染、對(duì)原結(jié)構(gòu)無擾動(dòng)，使用簡單、靈活，速度快的優(yōu)點(diǎn)。井壁鉆孔切除需分步進(jìn)行：第一步沿直徑洞口圓邊線進(jìn)行打孔，再對(duì)洞口直徑交叉線進(jìn)行打孔，將井壁開鑿區(qū)域分成6個(gè)區(qū)；第二步在開鑿截面靠中間位置再進(jìn)行圓邊線打孔，將截面分成12個(gè)單元；最后一步各區(qū)分別進(jìn)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(shè)計(jì)深度后，在鉆縫中打入鋼釬折斷鉆芯，用鐵絲套環(huán)取出鉆芯，直至整個(gè)截面達(dá)到預(yù)設(shè)鉆孔鑿除深度。在鉆孔取芯鑿除70cm范圍內(nèi)的老井井壁結(jié)構(gòu)后，剩余的30cm厚混凝土井壁結(jié)構(gòu)用于承受老井內(nèi)的水頭壓力，保護(hù)施工安全。

2.2 隧道施工工藝

隧道施工技術(shù)要求較高，尤其是打鋼釬管工藝。打鋼釬管（也就是小導(dǎo)管管棚），壓注速凝混凝土漿液，固結(jié)地層在開挖土方前。為防止地面沉降，須采用小導(dǎo)管注漿，以加固地層。導(dǎo)管用32×3.25mm，長2.25m的焊接鋼管制成花管。導(dǎo)管沿拱形布置，環(huán)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(dǎo)管。導(dǎo)管搭接長度達(dá)到0.75m。打入花管后進(jìn)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(jìn)行注漿，待土有所固結(jié)后，就可進(jìn)行土方開挖。開挖時(shí)每次掘進(jìn)500mm，要先挖上部及兩側(cè)的土，中間留核心土，以防地面拱起。待兩側(cè)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(shí)嚴(yán)禁超挖，每次挖深應(yīng)在0.5m之內(nèi)。支立網(wǎng)構(gòu)鋼架焊縱向連接筋，掛鋼筋網(wǎng)片在留下核心土環(huán)后，立即安裝網(wǎng)構(gòu)鋼架，焊縱向連接筋，掛鋼筋網(wǎng)片。安裝鋼架技術(shù)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(huán)向間距為0.5m，并要求縱向連接筋與鋼架的兩根內(nèi)主筋都焊牢?？v向連接筋焊完后噴射第一層混凝土，然后掛鋼筋網(wǎng)片。鋼筋網(wǎng)片使用前還應(yīng)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?xí)r，應(yīng)先減小噴頭至受噴面的距離，并調(diào)節(jié)噴射角度，以保證鋼筋與壁面之間混凝土的密實(shí)性。底部防水層做50mm的C20細(xì)石防水混凝土，以確保防水性能。完成初期支護(hù)之后，須進(jìn)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(cè)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(yù)控為主、做好預(yù)支護(hù)控制管棚施工的效果對(duì)淺埋暗挖工程開挖支護(hù)時(shí)的沉降控制影響極大，而且管棚鉆進(jìn)過程中遇到孤石及軟硬不均的巖層時(shí)極易發(fā)生方向偏斜，致使支護(hù)效果減弱，造成開挖施工過程中塌方的風(fēng)險(xiǎn)增加。因此，要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)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(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)支護(hù)和加固效果。（2）從圍巖失穩(wěn)的“時(shí)空效應(yīng)”入手控制，防止塌方初始圍巖應(yīng)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(shí)間越長越容易發(fā)生坍塌，開挖面空間越大越容易發(fā)生坍塌。首先，從時(shí)間控制上要求施工單位做到各工序緊密銜接，及時(shí)開挖及時(shí)封閉掌子面，及時(shí)支護(hù)封閉成環(huán)，充分利用圍巖的自穩(wěn)能力，防止塌方。其次，從空間控制上應(yīng)要求施工單位做到縮短單次進(jìn)尺長度、采用分臺(tái)階預(yù)留核心土等方法減小開挖形成的空間，防止塌方。（3）加強(qiáng)監(jiān)控量測控制通過監(jiān)控量測及時(shí)了解地面沉降、圍巖的變化情況，了解初期支護(hù)結(jié)構(gòu)受力情況，驗(yàn)證現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案和施工工藝是否適用。當(dāng)監(jiān)控量測結(jié)果不能滿足設(shè)計(jì)要求或相關(guān)規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)立即暫停施工，召開專題會(huì)議，分析原因，并根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)和施工方案，以策安全。（4）按“18字方針”要求加強(qiáng)監(jiān)理控制“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測”18字方針是淺埋暗挖法長期施工的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)?！肮艹?、嚴(yán)注漿”強(qiáng)調(diào)了預(yù)支護(hù)的作用；“短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉”強(qiáng)調(diào)了開挖、支護(hù)過程的工序銜接要求，從圍巖失穩(wěn)的“時(shí)空效應(yīng)”控制上防止塌方；“勤量測”強(qiáng)調(diào)了淺埋暗挖法施工的動(dòng)態(tài)性。監(jiān)理工作應(yīng)根據(jù)“18字方針”嚴(yán)格控制，避免坍塌和地面沉降超標(biāo)。

3 結(jié)語

本文詳細(xì)新舊市政地下排水管網(wǎng)暗挖連接綜合技術(shù)，有效解決了采用開槽埋管方案引起的對(duì)周邊環(huán)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(qū)域、地下現(xiàn)澆連接通道、水下貫通等步驟，實(shí)現(xiàn)新舊市政管網(wǎng)的連通。實(shí)踐證明，該技術(shù)可有效避免大開挖施工對(duì)道路交通、地下管線以及周邊建筑環(huán)境的影響，應(yīng)用前景廣泛。

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