矿山法施工在顶管工程中的应用
摘要：通过矿山法在顶管施工的应用，大大降低了顶管施工过程中的难度，投资小、工期快、对地面影响小，使工程取得了顺利进展。
关键词：矿山法；顶管施工；
施工工艺
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；工程
流程
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一、工程概况
北京市××工程为城市污水管顶管工程，顶管直径约为2.0m，污水管采用钢筋混凝土管。在前期顶管工程施工过程中，顶进时遇到了漂石，致使无法顶进。根据目前施工情况，为保证工程顺利进行，能够继续顶进，经过仔细研究，拟采用矿山法施工配合顶管。矿山法隧道施工时的开挖、超前支护技术，隧道开挖一个循环即进行顶管顶推，利用管道作为隧道的初衬。此种方案投资小、工期快、对地面影响小。
二、矿山法工艺流程与施工方法
（一）工艺流程
图1
（二）施工方法
1．隧道开挖
隧道掘进时，顶部和掌子面按主隧道的断面形状开挖，但其尺寸比主隧道断面大350mm，完成初衬后，便与主隧道开挖尺寸一致。
开挖分上下台阶共四个断面进行开挖，拱部开挖前，拱部1500范围内采用φ42小导管超前预注浆，固化周边土体。
四个断面开挖的进程安排为：断面1掘进12m，即完成该断面掘进和初衬后再开始断面2的开挖，断面2掘进12m并完成初衬后，开挖断面3，断面3完成掘进和初衬后，开始开挖断面4。
根据本工程的情况和土体注浆加固的情况，采用风枪和风镐作为掘进机具，用人工进行开挖，减少掘进对注浆加固土体的扰动影响。
隧道台阶法施工，应在拱部初期支护结构基本稳定且喷射混凝土达到
设计
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强度的70％以上时，方可进行下部台阶开挖。
2．隧道初衬施工
（1）喷射混凝土。按湿式喷射混凝土施工法实施，并掺加速凝剂和早强剂。
喷射混凝土由下向上分段、分片螺旋式喷射，喷射厚度为5cm。喷射混凝土配比、喷射方法按设计参数及施工规范进行。根据实际施工情况，若掌子面地下水丰富或掌子面自稳能力非常差，则采用钢筋网、喷射砼封闭。
（2）挂网。格栅钢架的内外侧各有一层纵向连接筋（Φ22）和钢筋网（φ8@200×200）。施工时，先打设短锚杆用于固定钢筋网，再按设计要求加工钢筋网，随受喷面起伏铺设，同定位锚杆固定牢固，钢筋网与受喷面的间隙以3cm左右为宜，混凝土护层大于5cm。
（3）格栅钢架安装。格栅钢架沿纵向每0.5m设置一道。
3．小导管超前预注浆施工
（1）注浆管施工。小导管采用Ф42×3.25无缝钢管，管长2.5m,一端呈尖头形，另一端焊上铁箍，注浆孔沿管壁布置，间距100～200mm，梅花形布设，孔位互成90°，孔径6～8mm。在开挖轮廓线范围内全断面布置，小导管外插角12°，环向间距为200mm，纵向间距1.5m，搭接长度为1.0m。小导管制作如图2所示。小导管布置如图3所示。由于隧道围岩地质多为软流塑砂层，小导管采用风镐直接打入，注浆采用注浆泵。
小导管布置示意图
（2）超前注浆。注浆施工包括封闭工作面、钻孔、安设导管、注浆、效果检验等工序。
注浆
材料
关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料
采用1：1水泥浆液，注浆压力根据现场试验而定。注浆材料、注浆方式及配合比将根据现场围岩情况调整。
（3）小导管注浆的工序流程，如图4所示：
图4
4．防水层施工
暗挖隧道外防水采用PVC防水卷材，防水板两侧采用400g/m2无纺布作为缓冲层及保护层。
PVC防水板施工主要程序如下：基面处理→铺设缓冲层材料→粘贴防水卷材→粘结防水卷材接缝→收头处理→检查修补→保护层施工。
5．二次衬砌施工
二次衬砌采用C30模筑混凝土，主要工序有：模筑前的准备工作、拱（墙）架与模板、混凝土制备与运输、混凝土灌筑工艺、混疑土养护与拆模等。该衬砌在围岩加初期支护稳定后及时施作，此时隧道已成型，二次衬砌在平面上分3段施工，每段长度为10m，施工缝采用快易收口网作模板，并加设250mm宽塑料止水带。竖向采用顺作法，即按仰拱→边墙→拱部的顺序由下到上分缝进行施工，施工缝加设250mm宽塑料止水带。
（1）模筑衬砌施工前的准备工作。在模筑衬砌施工开始前，应进行清理场地、进行中线和水平施工测量、检查开挖断面是否符合设计要求，对欠挖部分加以修凿，然后放线定位，架设衬砌模板支架或架立拱架等。同时，准备衬砌材料、机具、劳动力组织
计划
项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载
安排等。
（2）拱（墙）架与模板施工。模筑衬砌的拱（墙）架的间距为1m，拱架、墙架采用钢轨、型钢、钢管加工制作，模板采用普通钢模板。模板安装时，拱架脚铺木板或方木块。
架设拱架、墙架和模板，应位置准确，连接牢固，严防走动，并应认真做好以下工作：
1）拱架、曲墙架在使用前应先在样台上试拼装，重复使用时应注意检查，如有变形超限应及时修理调整。在拱架外缘沿径向用支撑与围岩顶紧，以防止浇筑过程中拱架变形；
2）架设前应按隧道中线、标高及允许施工误差和预留沉落量，对开挖断面进行复核，围岩突出部位应清除、整修；
3）模板接头应整齐平顺；
4）挡头板应按衬砌断面制作，挡头板与围岩岩壁间隙应嵌堵紧密。
拱架应在垂直于隧道中线方向架设。架设的夹板、螺栓、拉杆等应安装齐全。拱架（包括拱板）的标高应预留沉落量，其数值可符合如下要求：拱部模板应预留沉落量10～30mm，其高程允许偏差为设计高程加预留沉落量0～10mm；施工中应随时观测、调整，使其符合要求。
另外，考虑到测量和施工都有误差，以及灌筑混凝土时拱脚内技，为保证设计净空，拱架（包括模板）的拱脚每侧应加宽5～10cm，拱顶应加高5cm。
（3）模筑衬砌混凝土施工。混凝土采用输送泵输送，坍落度为：仰拱及墙体100～120mm，拱部160～180mm；振捣不得触及防水层、钢筋、预埋件和模板。混凝土浇筑前，必须清除模板上的泥污杂物，且须用水湿润，确保模板不漏浆。
1）仰拱施工
①仰拱浇筑前应清除积水、杂物、虚碴；
②使用模扳浇筑仰拱混凝土。
③混凝土应振捣密实。
2）边墙衬砌混凝土。边墙衬砌混凝土施工应符合下列要求：
①仰拱的施工缝应凿毛并清理干净；
②混凝土应振捣密实。
3）拱圈混凝土衬砌。混凝土衬砌施工应符合下列要求：
①拱圈浇筑顺序应从两侧拱脚向拱顶对称进行，间歇及封顶的层面应成辐射状；
②拱圈浇筑时，应使混凝土充满所有角落，并应充分进行捣固密实。
4）拱圆封顶。拱圈封顶应随拱圈的浇筑及时进行。封顶的混凝土均应适当降低水灰比，并捣固密实，不得漏水。
5）拱墙背后回填。拱墙背后的空隙必须用混凝土回填密实。
6）衬砌混凝土养护与拆模。衬砌混凝土灌筑后10～12h应开始洒水养护，以保持混凝土良好的硬化条件。养护时间应根据衬砌施工地段的气温、空气相对湿度和使用的水泥品种确定，使用硅酸盐水泥时，养护时间一般为7～14天。
当混凝土强度达到2.5Mpa以上时即可拆除模板。
6．隧道衬砌背后注浆
衬砌施工时（含初衬与二衬），在拱顶及两肩处各布置一根注浆管，其纵向间距为2m，初衬施工时预埋注浆管长度为0.55m，二衬施工时预埋注浆管长度为0.60m。注浆管采用φ42无缝钢管，注浆液采用水泥浆。初衬与二衬施工后，分别进行注浆，以填充衬砌与墙背及两次衬砌间的空隙。
三、结语
本工程通过矿山法配合顶管在顶管施工中的应用，解决了顶管过程中的顶进困难，并大大节约了施工工期和成本。实践证明，此方法在顶管施工过程中是科学合理的，能满足设计施工的要求，在以后类似的工程施工中可以作为借鉴。
浙公网安备 33021202002483