喻 海

（中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司，北京市 100022）

1 工程概況

某新建電力管道項(xiàng)目建設(shè)位于通州區(qū)北關(guān)大道至通州區(qū)玉帶河大街，西起北關(guān)大道，向東南和東關(guān)北街、東關(guān)中街、東關(guān)南街、東關(guān)一街、新華東街、西上園一路、上園路、上園北二街、上園北一街、上園中街、上園南街、東上園一路依次相交，終止于玉帶河大街西北側(cè)。某標(biāo)段涵蓋從1+315～2+158與其支線，新建2.0 m×2.3 m+2.6 m×2.9 m暗挖電力隧道，總長187 m。

2 工程難點(diǎn)及應(yīng)對措施

2.1 工程難點(diǎn)

暗挖隧道覆土范圍控制在2.8～7.5 m，縱坡≤6.4%，穿越地點(diǎn)包括粉砂、粘質(zhì)粉土、細(xì)砂層。因?yàn)樗淼琅c北運(yùn)河的距離相對較小，并且具備非常豐富的含水量，因此在實(shí)際挖掘的過程中，涌水涌沙的幾率相對較大，并且會(huì)被潛水嚴(yán)重干擾[1]。

在該項(xiàng)目中，暗挖豎井共2座，規(guī)格是12.3 m×5.9 m。井口配置現(xiàn)澆鋼筋混凝土鎖口圈梁，在鎖口圈梁的下部區(qū)域使用“噴射商品混凝土+網(wǎng)構(gòu)架構(gòu)+鋼筋網(wǎng)支護(hù)+防水模板+現(xiàn)澆鋼筋混凝土”的形式，支護(hù)最開始的襯厚度為0.30 m，鋼架數(shù)值方向的間隔控制在0.6 m左右。二襯之后的厚度大致控制在0.3 m左右，所使用的是鋼筋混凝土架構(gòu)。豎井底部的初襯所使用的是噴射混凝土的形式進(jìn)行施工，其整體厚度控制在0.3 m左右。在施工作業(yè)時(shí)，將其自身的厚度控制在0.5 m左右，鋼筋與其二襯側(cè)墻鋼筋連結(jié)起來。初襯鋼架使用的是Φ22 mm的受力鋼筋，之后將Φ12 mm鋼筋冷壓構(gòu)成“8”字筋并與受力筋焊在一起，連接鋼筋使用的是Φ20 mm的鋼筋，環(huán)向當(dāng)中間隔1m之內(nèi)使用外雙層排布，拱架內(nèi)外兩邊配設(shè)Φ6 mm鋼筋網(wǎng)線。因?yàn)樨Q井挖掘的深度相對較低，并且其豎井挖掘穿過地質(zhì)架構(gòu)的穩(wěn)定系數(shù)相對較低，其自身還會(huì)受到地下潛水的影響，因此其挖掘的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)相對較大。

在暗挖區(qū)段（1+875～2+062），因?yàn)榘低?8#豎井區(qū)域?qū)儆谀彻卷?xiàng)目臨時(shí)通道，因此不能臨時(shí)占地。此處堆積有該公司相對較多的材質(zhì)、器械，要求展開對應(yīng)的協(xié)調(diào)工作。

2.2 應(yīng)對措施

（1）隧道展開臺(tái)階作業(yè)，實(shí)時(shí)地架設(shè)格柵封閉成為一個(gè)環(huán)形。

（2）格柵自身的間隔控制在0.5 m左右，由對應(yīng)的工程師全程監(jiān)控，確保各個(gè)過程安裝的整體安全質(zhì)量。

（3）暗挖隧道所使用的是超前注漿穩(wěn)固手段，注漿材質(zhì)所使用的是Φ32 mm的普通鋼管展開穩(wěn)固作業(yè)，加固區(qū)間是挖掘的頂層，注漿閉水材質(zhì)屬于水泥水玻璃漿體。

（4）拱提頂層及其變現(xiàn)以10 m配置沉降點(diǎn)與收斂點(diǎn)為一組，強(qiáng)化檢測的頻度，出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)地矯正并修改方案，確保挖掘作業(yè)的穩(wěn)定性。

（5）豎井挖掘所使用的預(yù)留核心土，對稱挖掘，實(shí)時(shí)配設(shè)格柵，并展開對應(yīng)的密閉作業(yè)；由施工員全程監(jiān)控，嚴(yán)格管理豎井整體架構(gòu)，以及其安全質(zhì)量。

（6）豎井環(huán)向配置側(cè)面的錨管，垂直方向兩榀配置一打，上下分開，其角度控制在15°～20°左右，錨管的半徑為16 mm，整體長度為2.5 m，水平間隔控制在1 m的水平。借助錨管向地基灌注改良的水玻璃漿液來實(shí)現(xiàn)，依照挖掘的切實(shí)土體性質(zhì)及其地下潛水的狀況，調(diào)節(jié)錨管間隔及其注漿材質(zhì)，假若潛水相對富余，應(yīng)把壓注漿液換為水泥-水玻璃漿液，確保豎井是在無水的情況之下完成的作業(yè)，減少豎井挖掘整體，以及其自身的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

3 有限元計(jì)算

3.1 計(jì)算模型

為了探討車輛載荷效益下隧道整體的形變狀況，就該隧道和路面間的位置關(guān)聯(lián)展開研究分析，通過FLAC3D構(gòu)作有限元計(jì)算整體模型。模型建立時(shí)參照了超前管棚的預(yù)注漿效益，以及錨桿整體的穩(wěn)固作用。

3.2 材料物理力學(xué)參數(shù)

材料物理力學(xué)數(shù)據(jù)依照《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D70—2004），《混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2010），以及其現(xiàn)場的地址診斷結(jié)果來確立，如表1所列。

表1 計(jì)算模型材料力學(xué)數(shù)據(jù)一覽表

3.3 汽車荷載施加

在都市中的隧道作業(yè)環(huán)節(jié)中，必定會(huì)出現(xiàn)繞行的情況。所以在模型建立時(shí)，要考慮到車輛自身的載荷作用。依照《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 11-2011），將其所受到的最不利的載荷考慮到其中，汽車荷載分別按“車道荷載”與“車輛荷載”考慮，所以模型同樣依照兩種形式來進(jìn)行計(jì)算分析，如圖1和圖2所示。

圖1 “車輛荷載”加載受力圖

圖2 “車道荷載”加載受力圖

3.4 施工步序

電力隧道模型區(qū)段的整體寬度控制在11 m左右，借助邊挖掘邊支護(hù)形式展開。每以此挖掘的整體長度控制在1 m左右，挖掘6 m(也就是1/2時(shí))。針對已經(jīng)挖掘的區(qū)段展開二次襯砌，并要求一次澆筑完成。首個(gè)區(qū)段二次襯砌成型后，再展開區(qū)域的挖掘，并且要求挖掘及其支護(hù)形式都是每挖掘1 m再支護(hù)1 m，挖掘作業(yè)完成之后總體展開支護(hù)[2]。

4 計(jì)算結(jié)果

4.1 “車輛荷載”模式加載計(jì)算結(jié)果

因?yàn)檐囕v荷載效益在左車道，隧道挖掘完成之后，在模型上出現(xiàn)有編排部分區(qū)域的沉降總量＞右半部分的情況；行車時(shí)，后輪集中荷載效益區(qū)域豎直方向位的位移極限是2.4 mm，車輛中車輪效益區(qū)域極限豎向的位移是5 mm；隧道底層的極限抬升總量為1.73 mm。

各區(qū)段曲線的整體走向大致相同，隧道的作用區(qū)間大致為7 m；右車道區(qū)域并沒有受到行車載荷的作用，因此沉降總量相對較低；隧道軸線處的沉降總量相對較大，3 m、4 m、7 m、8 m斷面受到的車輛荷載效益及其沉降總量最大；1m、10 m處斷面都處在人行道之上，因此其沉降量最低。

路表面沉降量在車輛荷載作用區(qū)域是最大的，而人行道則最低；隧道頂層的沉降在6 m區(qū)域達(dá)到極限數(shù)值，并且其隧道入口以及其出口斷面豎直沉降的數(shù)量都相對較大。所以，在作業(yè)環(huán)節(jié)中要求開展好隧道出入口區(qū)域的安全防護(hù)工作。

4.2 “車道荷載”模式加載計(jì)算結(jié)果

計(jì)算后得到：在均布荷載的前提下，隧道挖掘結(jié)束的時(shí)候，模型兩側(cè)豎向變形具備顯著的對稱性；相較于人行道沉降量來說，路面沉降量顯著要大，而隧道出洞段路面沉降量又比這兩者均大；隧道拱頂與路面沉降量的極限值分別是1.23 mm、0.9 mm，隧道拱底隆起的極限值是1.83 mm。

沉降槽的分布具備顯著的對稱性；隧道會(huì)對周圍7 m內(nèi)的環(huán)境造成影響，隧道中心線路面沉降存在非常明顯的區(qū)別，其余點(diǎn)位路面沉降量幾乎沒有差異；沉降量最低與最高的分別是1 m、2 m斷面路面、隧道中心線，10 m位置斷面出洞口周圍的沉降量同樣偏大。鑒于此，在實(shí)際作業(yè)時(shí)，一定要重視這一點(diǎn)。在車道都具備荷載的條件下，路面沉降量與隧道沉降量都相對平緩；路面沉降的極限值在隧道出洞口上方，進(jìn)出洞口位置的隧道拱頂沉降都相對較大。鑒于此，在實(shí)際作業(yè)時(shí)務(wù)必注重[3]。

5 價(jià)值分析

（1）以往已經(jīng)有類似工程在沉降變形敏感的地方運(yùn)用淺埋暗挖法。隧道挖掘之后結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性相對較好，并且圍巖變形量也相對理想，結(jié)構(gòu)受力與位移變形值能很好地控制，所以倘若交通沒有中斷，依然能進(jìn)行暗挖施工。

（2）選擇暗挖法下穿公路具備技術(shù)可靠性，可是因?yàn)閷?shí)際作業(yè)中掛車通行要被限制，要防止隧道出現(xiàn)嚴(yán)重變形問題，避免出現(xiàn)坍塌問題。

（3）隧道進(jìn)出洞口位置是作業(yè)中的難點(diǎn)與危險(xiǎn)點(diǎn)，因此進(jìn)洞前應(yīng)運(yùn)用切實(shí)有效的加固手段，還應(yīng)在隧道進(jìn)出口第一時(shí)間完成鎖口操作。

6 結(jié) 語

綜上所述，通過應(yīng)用這種施工方法，電力隧道選擇淺埋暗挖法下穿道路具備較好的可靠性與可行性，不但能使道路的暢通性得到保障，還能使作業(yè)中電力隧道穩(wěn)定性與安全性得到保障，保證了工程的順利施工，值得推廣應(yīng)用。