浅埋暗挖隧道临近下穿市政排水管的施工工艺

摘要

本申请涉及隧道施工的技术领域，提出了一种浅埋暗挖隧道临近下穿市政排水管的施工工艺，包括以下步骤：S1：将位于隧道施工区上方的排水管区域划分为排水管施工段；S2：排水管施工段截流强排施工；S3：在排水管施工段的一侧施作明挖基坑；S4：从明挖基坑朝向排水管施工段一侧的侧壁沿排水管施工段的延伸方向等间距钻孔并注射混凝土浆液以形成底托件；S5：在地面于排水管施工段两侧沿排水管施工段延伸方向等间距斜向内引孔至底托件底部，并通过注浆花管往孔洞内注入混凝土浆液形成侧托件；S6：排水管施工段清理与修复；S7：施作隧道顶部管棚；S8：隧道开挖施工。本申请具有减少隧道施工对排水管的影响的效果。

说明书

技术领域

本申请涉及隧道施工的技术领域，尤其是涉及一种浅埋暗挖隧道临近下穿市政排水管的施工工艺。

背景技术

通过浅埋暗挖法在现有市政排水管施工地下隧道时，由于隧道穿越区地处全断面砂层，地质条件较差，且由于施工年代久远的关系，排水管管节间采用平口砂浆抹带接口，随着时间推移，排水管相邻管节多处出现破损并在排水管底部形成多处空洞水囊等，后续在排水管底部进行隧道的暗挖施工期间，受土体扰动影响，排水管容易发生大规模沉降，导致排水管破损加剧；且排水管内有毒气体、污水以及排水管底部水囊等污水等容易渗入至施工隧道内，造成施工隧道出现涌水涌砂等次生灾害，严重影响隧道的正常施工。

发明内容

为了减少隧道暗挖施工过程中，位于隧道上方的排水管容易发生沉降以及隧道容易出现涌水涌砂的情况，本申请提供了一种浅埋暗挖隧道临近下穿市政排水管的施工工艺。

本申请提供的一种浅埋暗挖隧道临近下穿市政排水管的施工工艺，采用如下的技术方案：

一种浅埋暗挖隧道临近下穿市政排水管的施工工艺，包括以下步骤：

S1：对排水管进行测量放样施工以确定排水管位置；将位于隧道施工区上方的排水管区域划分为排水管施工段；

S2：排水管施工段截流强排施工：通过排水泵将排水管施工段上游端与下游端的污水临时引流至其余市政雨污管；通过封堵件对排水管施工段两端进行封堵处理；

S3：明挖基坑施工，在排水管施工段的一侧施作明挖基坑；

S4：底托件施工：从明挖基坑朝向排水管施工段一侧的侧壁沿排水管施工段的延伸方向等间距钻孔并注射混凝土浆液以形成底托件，底托件与排水管施工段抵接设置；

S5：侧托件施工：在地面于排水管施工段两侧沿排水管施工段延伸方向等间距斜向内引孔至底托件底部，并通过注浆花管往孔洞内注入混凝土浆液形成侧托件，所述侧托件与排水管施工段抵接设置；

S6：排水管施工段清理与修复：清理排水管施工段内部杂物并铺设柔性内衬管；

S7：施作隧道顶部管棚；

S8：隧道开挖施工。

通过采用上述技术方案，通过对排水管施工段进行截留强排施工，便于后续施作隧道时排水管施工段无污水通过，减少排水管施工段自承重对自身的影响，同时有利于减少后续施作隧道时，排水管施工段内污水从破损处渗出至排水管底部土体，导致隧道开挖过程中隧道出现涌水涌砂的情况。通过在排水管施工段底部与两侧分别施作底托件与侧托件，便于通过底托件与侧托件两者对排水管形成包裹加固，实现对排水管施工段的预加固，进而减少因后续隧道开挖引发土体扰动导致排水管施工段破损加剧的情况。

优选的，在步骤S5中，通过注浆花管往孔洞内注浆形成侧托件后，将注浆花管伸出地面一端通过锚固件固定在地面。

通过采用上述技术方案，一方面便于通过注浆花管往孔洞内注射混凝土浆液以形成侧托件，另一方面，将注浆软管伸出地面的一端锚固在地面后，便可通过注浆管软管将底托件与侧托件组合形成悬吊体系以将排水管施工段托起，减少后续隧道开挖导致排水管施工段发生不规则沉降的情况。

优选的，在步骤S8中，隧道每掘进施工一段距离，在隧道拱顶环绕拱顶外轮廓打设双排注浆管组，所述双排注浆管组包括包括上位注浆管与下位注浆管，所述上位注浆管与下位注浆管均穿出至管棚背离隧道的一侧；通过上位注浆管与下位注浆管往管棚外土体注入混凝土浆液以形成隔水加固层。

通过采用上述技术方案，便于通过隔水加固层加固排水管底部土体以限制排水管发生沉降，同时利用隔水加固层进一步限制排水管底部空洞以及水囊内的污水渗入至隧道内的情况。

优选的，在步骤S8中，隧道每次掘进前，在隧道掌子面的上端面打设若干注浆小导管，并通过注浆小导管往土体内注入混凝土浆液；同时对掌子面喷射混凝土。

通过采用上述技术方案，实现对掌子面内侧土体的加固，有利于减少后续挖除掌子面土体时，掌子面上端面的土体发生成滑塌涌砂等不良地质灾害。

优选的，在步骤S4中，施作底托件时，采用跳孔法由排水管施工段两端朝向排水管施工段的中间位置依次施工。

通过采用上述技术方案，有利于减少底托件施作过程中排水管底部土体发生不规则扰动的情况，使得排水管施工段不易出现不规则沉降。

优选的，所述锚固件包括设置在地面的锚固钢板，所述锚固钢板开设有穿孔，所述注浆花管穿设于穿孔且注浆花管外周与穿孔内周焊接固定。

通过采用上述技术方案，实现将注浆花管远离底托件的一端固定在地面，进而便于通过注浆花管将底托件与两侧的侧托件组合形成悬挑结构将排水管施工段托起。

优选的，在步骤S6中，铺设柔性内衬管时,将柔性内衬管端部外翻在排水管施工段端部外周并通过外箍环套设固定在排水管端部外周。

通过采用上述技术方案，实现对柔性内衬管与排水管施工段端部间隙的封堵，便于后续污水更好地流经柔性内衬管。

优选的，所述封堵件为气囊。

通过采用上述技术方案，封堵排水管施工段时，将气囊放入至排水管施工段端部，往气囊内充入气体使气囊膨胀直至气囊外周与排水管外周抵紧，便可实现排水管施工段的封堵。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在排水管施工段底部与两侧分别施作底托件与侧托件，利用侧托件与底托件对排水管施工段进行包裹保护，有利于减少后续隧道施工时因土体扰动加剧排水管施工段破损的情况。

2.通过利用注浆花管注浆形成侧托件后，将注浆花管远离侧托件的一端通过锚固件锚固在地面，实现将底托件与两侧的侧托件组合形成悬挑结构将排水管施工段托起，进而限制排水管施工段在隧道施工过程中发生沉降。

3.通过在掌子面上断面插打注浆小导管，并通过注浆小导管往掌子面内部土体注入混凝土，实现对掌子面的加固，有利于减少开挖掌子面土体时，掌子面上部区域的土体发生垮塌的情况。

附图说明

图1是用于示意排水管施工段强排截留时的示意图。

图2是用于示意排水管、明挖基坑以及隧道的位置示意图。

图3是用于示意底托件与侧托件的位置示意图。

图4是用于示意排水管施工段清理修复后的内部结构示意图。

图5是用于示意在隧道掌子面施打注浆小导管的示意图。

图6是用于在隧道拱顶施打双排注浆管组的示意图。

附图标记说明：

1、排水管施工段；10、检查井；11、柔性内衬管；12、外箍环；13、内箍环；2、气囊；3、明挖基坑；4、隧道；40、管棚；41、隔水加固层；42、注浆小导管；43、双排注浆管组；431、上位注浆管；432、下位注浆管；5、底托件；6、侧托件；61、锚固钢板；62、注浆花管。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

在本实施例中，排水管连通有若干检查井10，排水管与检查井10相连接管节的一端伸入至检查井10内。

本申请实施例公开一种浅埋暗挖隧道临近下穿市政排水管的施工工艺，参照图1及图2，包括以下步骤：

S1：采用地质雷达对排水管进行测量放样，以确定排水管位置，将位于隧道4施工区上方的排水管区域划分为排水管施工段1。

S2：排水管施工段1截流强排施工：通过过排水泵将排水管施工段1上游端与下游端的污水临时引流至其余市政雨污管；通过封堵件对排水管施工段1两端进行封堵处理。

封堵件为气囊2，封堵排水管施工段1两端时，由蛙人通过检查井10进入至排水管施工段1管节端部并将气囊2放入至排水管施工段1内，通过往气囊2内充气直气囊2外周与排水管内周抵紧，便可实现排水管施工段1的封堵。

通过对排水施工段两端进行封堵以及利用水泵将排水管施工段1上下游的污水临时强排至其他管道，便于隧道4施工过程中，排水管施工段1处于无水状态，一方面便于减少排水管施工段1自承重，使得排水管施工段1不易发生沉降，同时有利于减少污水通过排水管施工段1破损处渗出并渗入后续隧道4内的情况。

S3：明挖基坑3施工，在排水管施工段1的一侧施作明挖基坑3。

S4：底托件5施工：参照图2及图3，采用ZLJ-1200型坑道钻机从明挖基坑3朝向排水管施工段1一侧的侧壁沿排水管施工段1的延伸方向等间距钻孔并注射混凝土浆液以形成底托件5，底托件5与排水管施工段1抵接设置。

底托件5的设置，便于通过底托件5加固排水管施工段1底部土体，减少后续隧道4施工过程中对排水管施工段1的扰动。

底托件5注浆施工时采用后退式注浆；底托件5钻孔注浆施工过程中采用跳孔施工的方式由排水管施工段1两端朝向排水管施工段1中间施工，便于减少施作底托件5时，排水管底部两端土体发生不规则扰动导致排水管施工段1发生不规则沉降的情况。

S5：侧托件6施工：在地面于排水管施工段1两侧沿排水管施工段1延伸方向等间距斜向内引孔至底托件5底部，并通过注浆花管62往孔洞内注入混凝土浆液形成侧托件6，侧托件6与排水管施工段1抵接设置；步骤S5的具体操作步骤如下：

S5.1：采用ZLJ-1200型坑道钻机在排水管施工段两侧斜向内引孔至底托件5底部；

S5.2：将ZLJ-1200型坑道钻机钻杆从孔洞内移出；

S5.3：将注浆花管62穿入至孔洞内；注浆花管62底部外周呈梅花形开设有若干溢浆孔；

S5.4：通过注浆花管62往孔洞内压注水泥水玻璃溶液以形成与底托件5锚固连接的侧托件6；水泥水玻璃溶液体积比为1:1，注浆终压控制在0.3Mpa；

S5.5：通过锚固件将注浆花管62伸出地面一端锚固在地面；锚固件包括设置在地面的锚固钢板61，钢板开设有供注浆花管62穿设的穿孔，注浆花管62穿设于穿孔且注浆管花管外周与穿孔内周焊接固定。

通过以上设置，在通过底托件5与侧托件6实现对排水管施工段1进行加固保护的同时，利用注浆花管62将侧托件6与底托件5组合形悬挑结构以将排水管施工段托起，限制挖设隧道4过程中，因排水管施工段1底部土体被挖出导致排水管施工段1发生不规则沉降的情况。

S6：排水管施工段1清理与修复：清理排水管施工段1内部杂物并铺设柔性内衬管11；参照图4，步骤S6的具体操作步骤如下：

S6.1：拆除封堵件；

S6.2：用联合吸污车利用振动喷头对管道内溢流水泥浆与长期沉积淤泥进行清理；再利用旋转喷头完成管壁中其余污染物的清理；

S6.3：利用CCTV检测设备对排水管施工段1管节破损处进行检测；

S6.4：针对排水管施工段1管节破损处采用聚氨酯嵌缝材料进行嵌补；

S6.5：铺设柔性内衬管11：利用鼓风原理将柔性内衬管11将排水管施工段1内平铺展开，并将柔性内衬管11端部移出至排水管施工段1端部并外翻在排水管施工段1端部，通过外箍环12将柔性内衬管11端部套设固定在排水管施工段1端部外周；最后在柔性内衬管11内间隔1.5m安装内箍环13，内箍环13用于将柔性内衬管11抵紧在排水管施工段1内周。通过外箍环将柔性内衬管11固定在排水管施工段1端部，实现对柔性内衬管11与排水管间间隙的密封的密封，有利于减少后续排水管施工段1恢复通水后，污水从柔性内衬管11与排水管间间隙的密封流入的情况，便于污水更好地流经柔性内衬管11

S7：施作隧道4顶部管棚40。

S8：隧道4开挖施工。

隧道4洞身采用CD法开挖，单侧导洞采用台阶法施工，以中隔壁临时支撑分为左上台阶、左下台阶、右上台阶、右下台阶，同侧上下台阶开挖面纵向错开3-5m，同层左右开挖面纵向错开10-15m，单榀开挖采用掏挖法，开挖进尺不得超过拱架安装净距，开挖期间留置完整上台阶核心土，核心土留置不小于上台阶2/3高度。下步台阶应在拱部初支结构变形基本稳定且喷射混凝土达到设计强度70%后，方可进行开挖，边墙采用单侧交错开挖，禁止上部初支结构同时悬空。

按照开挖轮廓线完成开挖后及时进行开挖面初喷，初喷厚度 30mm，初喷完成后及时进行拱架安装以形成初期支护，拱脚部位采用混凝土块或钢板进行临时支垫，为防止拱顶沉降变形造成排水管施工段1变形破损，在左上、右上拱架1/2处架设临时钢支撑，减少变形，并喷浆封闭初支结构成环。喷浆前在上导洞打设2根锁角锚杆，锁角锚杆长3.5m，两根锁角锚杆呈30°夹角，锁角锚杆应与拱架密贴，锁角锚杆压注水泥浆，喷射混凝土应分片依次自下而上进行，并先喷钢架与壁面间混凝土，然后再喷两拱架之间混凝土，每次喷射厚度边墙为100mm，拱顶为60mm，喷射混凝土表面应密实、平整、无裂缝、脱空、漏喷、空鼓等现象。

初期支护完成后及时进行初支背后注浆、保证初支背后密实，注浆压力控制0.5Mpa，注浆采用A42钢管，注浆孔沿隧道4拱部及边墙布置，环向间距，起拱线以上为2m，边墙为3m，纵向间距3m，梅花型布置，注浆采用水泥浆。

参照图5，在步骤S8中，隧道4每次掘进前，在隧道4掌子面上端面上呈梅花形布置打设若干注浆小导管42，其中掌子面外三排的注浆小导管42打设角度为沿隧道4径向倾斜向上25°，其余注浆小导管42水平打设，通过注浆小导管42往掌子面内侧土体注射混凝土。注浆时需对当前位置掌子面进行喷混封堵处理，掌子面喷混厚度为50mm。通过注浆小导管42往掌子面内注入混凝土，有利于减少后续隧道4开挖过程，掌子面上端面土体发生垮塌的情况。

参照图6，在步骤S8中，在排水管施工段1前后5m范围内，当隧道4每掘进一端距离后，通过地质钻机在隧道4顶部环绕拱顶150°范围内打设双排注浆管组43，双排注浆管组43包括上位注浆管431与下位注浆管432；上位注浆管431与下位注浆管432均穿过隧道4顶部管棚40；通过上位注浆管431与下位注浆管432往管棚40外侧土体注射混凝土浆液以形成隔水加固层41。混凝土浆液选用水泥浆或水泥砂浆、水玻璃双液浆；水泥浆的水灰比宜为0.5:1，水泥砂浆配合比宜为 1:1-1:2，水玻璃双液宜选用体积比为1:1，注浆加固凝结后以拱顶无掉块，拱腰无滑塌为宜。

上位注浆管431与下位注浆管432均为长3m，壁厚3.5mm的钢管，上位注浆管431的打设角度为沿隧道4径向倾斜向上35°，下位注浆管432打设角度为沿隧道4径向倾斜向上20°，沿平行于隧道4径向所在平面的相邻双排注浆管组43之间的间距为1.5m，沿垂直于隧道4径向所在平面的相邻双排注浆管组43之间间距为0.2m。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。