摘 要 本文介紹了在復雜地質、地貌條件下修建興隆莊煤礦地下通道的超淺埋暗挖施工技術及所采取的一系列綜合技術措施，該成功經(jīng)驗可為今后類似工程提供借鑒依據(jù)。
關鍵詞 超淺埋暗挖法 鐵路吊軌 長管棚 小導管注漿 臨時支撐
1 工程概況
該地下通道位于兗州市興隆莊煤礦礦區(qū)內，其結構總長407.119m，其中明挖敞口段長
202.2m，明挖封閉段長354.919m，超淺埋暗挖段長50m(圖1)。
圖1 通道結構縱斷面示意圖
地下通道功能是滿足人、自行車、摩托車及小型汽車通行。通道凈寬10m，凈高3.5m，覆土厚僅0.5m，采用坦拱、直墻式斷面，路面最大坡度為4.5%．由于通遭穿越六條運煤鐵路專用線，在鐵路下面的50m范圍內采用暗挖法施工，不影響鐵路的正常交通運輸。
暗挖段地表層為雜填土，厚度為2.0m左右．主要由煤矸石、煤粉等組成，含少量粘性土，第二層為粉土，厚度在2.5m左右，部分地段為粉質粘土：第三層為帖土，厚度在1.5m左右。這些復雜的地質條件和大跨坦拱斷面形式都曾給施工造成了極大的困難。
2 通道暗挖施工
由于通道跨度大，埋深淺，地質條件差，為確保施工期間鐵路的行車安全，在開挖前首先對暗挖段進行了地層加固處理和鐵路吊軌措施，提前打設直徑108長管棚井注漿超前支護：對五條鐵路提前進行吊軌處理：洞內打設直徑32小導管注漿加固地層，控制路基沉降。施工中根據(jù)實際情況，簡化施工步驟，優(yōu)化施工工藝，提高施工進度，保障了施工工期。開挖方法為短臺階法，按照“嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則進行施工．初期支護形式為格柵鋼架和30cm厚C20網(wǎng)噴混凝土：二襯為50cm厚C25，s8防水鋼筋混凝土(圖2)，初支與二襯間敷設防水層。
2.1 鐵路吊軌處理
對五條鐵路采用吊軌處理是通道暗挖施工的重要組成部分，以確保鐵路在施工期間運輸?shù)陌踩头€(wěn)定(圖3)。
圖3 鐵路加固平面示意圖
2.1.1 施作支承樁
為承擔縱粱所傳遞的荷載，五條鐵路共設置支承樁14根，樁徑為1.3m(含護壁30cm)的13根：樁徑為2.Om(含護壁30cm)的1根，樁深均為12m(圖4)。
挖孔樁采用人工挖孔，簡易轆轤提升出土，每下挖1.0m澆注一次30cm厚的C20混凝土護壁，兩節(jié)護壁之間預留7.5cm混凝土澆注作業(yè)空間，以便于護壁混凝土的澆注，使挖孔樁始終在護壁的保護下進行下部開挖作業(yè)(圖4)，以確保施工人員的人身安全．挖孔樁所需各種鋼筋在地面彎制，焊接成型，預先弊扎好鋼筋籠(分為兩節(jié))，人工送入孔內，并澆注樁身混凝土。
由于是在鐵路線上施工，必須按既有鐵路施工技術安全規(guī)定要求做好預防措施，利用列車運行間隙進行施工。
2.1.2 鋪設橫抬粱
為托起每條鐵路的鋼軌，每條鐵路設置13組橫抬梁．每組均采用兩根1 40cm工宇鋼用U卡捆在一起并排擺放，間距為1.Om，五條鐵路共計65組橫抬粱。人工將軌道下面的道碴掏空(每間隔兩根原軌枕掏空一個)，把橫抬粱塞進去就位，使橫抬粱的頂面緊緊托起鋼軌的底面(見圖5)，并將橫抬粱周圍用道碴回填、搗實。
2.1.3 架設縱粱
為承擔橫抬粱傳來的荷載，每條鐵路設置2根16m長、1100cm工宇鋼縱粱，共計10根。在縱粱架設之前，先在每個挖孔支承樁的頂面擺放方木(長X寬X高二130X20X20cm)5根，以增加支座彈性，減少行車時的振動。采用30T吊車將縱粱分別吊移到五條鐵路線精確就位，使縱梁的兩端牢穩(wěn)地坐臥在方木墊上(圖5)；要求兩條鐵路之間的縱梁、u型卡等設施均不得侵入鐵路。
2.1.4 縱梁和橫抬粱的聯(lián)結
待所有縱梁就位調整好后，每組橫抬粱采用2根直徑20高強U型卡螺栓與縱粱牢固地聯(lián)結為一體，使其形成整體結構(圖6)，并將各條鐵路的軌道吊起，以承擔列車活載。原鋼筋混凝土軌枕保持原位不動，確保軌道在行車時不移動。
2.2長管棚施工
因通道暗挖段為超淺埋，且跨度大，坦拱，地層自穩(wěn)性差，在開挖時又路行車限界(自股遭中線至設施邊緣≥1875mm)．要受到擾動和破壞，極易造成坍塌，嚴重危及施工人員的安全。同時．為確保鐵路的行車安全。
圖4 挖孔樁斷面示意圖
圖5 縱梁、橫抬梁斷面示意圖
圖6 縱梁和橫抬梁聯(lián)結方式示意圖
2.4 下部開挖與支護
采用小型履帶式挖掘機結合人工進行下部開挖。當上臺階開挖與支護前進3.0m左右時，即進行下部的開挖與支護．開挖時先挖左側(5)部，井安裝鋼架和立柱，后挖右側(7)部；左、右錯開開挖，即左側墻開挖、支護2．0m后，再開挖、支護右側墻．嚴禁在同一斷面上左、右側墻同時開挖，以避免一榀拱架的兩個拱腳同時懸空，減少拱頂下沉，確保施工安全．待右側墻支護完成后，即進行中部(9)的開挖與支護(圖7)。
2.5 二襯施工
2.5.1 鋪掛防水層
首先將初支表面凹凸不平之處用水泥砂漿抹平，外露鋼筋頭切除：采用新型專用爬行式熱楔焊接機對防水板(復合型)進行拱、墻及底部無釘鋪掛的焊接，待防水板鋪設完成后，再在防水板上面抹一層5cm厚的C15混凝土保護層，以免綁扎、焊接鋼筋時破壞防水層。
2.5.2 綁扎鋼筋
待混凝土保護層具有一定強度后，即可綁扎底板、側墻和拱部鋼筋。
2.5.3 模筑混凝土
在模筑混凝土時，首先灌注底板C25、s8防水鋼筋混凝土，厚度為50cm．待底板混凝土具有一定強度后，再架立墻、拱模板支架(120工字鋼)，并安裝組合式小模板．因洞室內灌注混凝土較為困難，特將暗挖段50m長的通道分為三段來進行施工，按每循環(huán)(即每段)16m左右進行一次支模和灌注。
采用一臺JS500型強制式攪拌機和兩臺滾筒式攪拌機共同拌料，HBJ--1406型拖拉式混凝土轄送泵擠壓送料，模筑二襯C25、S8防水鋼筋混凝土50cm厚(圖2)．只是在灌注拱部時，由于鋼筋密度大，混凝土流動性差，采取的是分段后退式壓注法(即每隔4m左右分一段)．在拱頂最高處模板上預留孔洞，并焊牢固定混凝土輸送管接頭，當?shù)谝欢螇簼M混凝土后，封閉第一個管接頭，輸送管再換接第二個接頭，泵壓第二段模板混凝土．如此連續(xù)灌注，灌滿為止，灶果較好。同時，在拱貝處沿縱向每間隔1.0m左右預埋一根豎向注漿管，待模筑混凝土具有一定強度后，再向拱鄙襯砌與初支之間壓注漿液．充填空隙，以增加支護強度和承壓效果。
2.6 結構防水
根據(jù)設計要求，在通道結構中設置了兩遭防水線：第一道是在二襯與初支之間設置防水層：第二道是防水混凝土結構自防水．在做好這兩道防水線的同時，還要做好防水的薄弱環(huán)節(jié)—施工縫、變形縫處的防水處理。
在防水層的施工過程中給予了高度的重視，加強管理，嚴把施工工藝質量關，在搭接、收頭、結構轉彎處等部位最易出現(xiàn)缺損，必須認真檢查，防止漏焊。另外，在綁扎鋼筋時更易損壞防水層．要格外小心．特別是施工縫、變形縫處最難防水．為保險起見，在施工縫和變形縫中間設置了橡膠止水帶進行防水處理，且在變形縫外層設置彈性密封膏嵌縫，確保了結構不滲不漏。
3 結束語
興隆莊煤礦地下通道過鐵路暗挖段屑超淺埋、軟土圍巖，其土體物理力學性能極差，且上有五條運煤鐵路專用線通過，施工難度相當大．但由于在施工期間綜合運用了一系列技術處理措施，一是通過對鐵路進行吊軌加固處理，使通道上方地層不再承受鐵路運輸活載；二是采用長管棚超前支護，使鋼管插入到原狀土體內部，可起到骨架和縱向梁的作用，保障丁開挖掌子面的穩(wěn)定和控制地表的沉降；三是利用小導管注漿．以一定的壓力將漿液注入到洞周松散。軟弱的土體中，從而形成復合性穩(wěn)定的固結體，使周圍地層的力學性能得到改善：四是增加臨時支撐(洞室中部設兩排立柱)等加固、加強處理措施，有效地控制了地層沉降和支護結構的頂部下沉，成功地解決了該通道超淺埋暗挖安全施工的難題，使工程安全、順利地如期完成，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻
1 劉昌用等．試論城市地下工程淺埋暗挖技術．隧道及地下工程第十二屆年會論文集．2002．10
