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摘要：近年来随着燃气事业的发展，燃气管道建设与市政基础设施现状出现了较多的交叉情况，尤其像高速公路、铁路、地铁及供水暗渠。为确保燃气安全稳定供应，施工安全、质量及进度间的矛盾凸显。浅埋暗挖工艺虽然在施工安全及施工质量方面较为可靠，但施工周期较长；顶管作业虽然施工周期较短，但对地质条件的适应性及隧道可控性较差。目前通过浅埋暗挖做一衬，顶管代替二衬的工艺正逐渐的应用到燃气管线建设工程中，该技术能够较好的综合两种工艺的优点。
关键词：非开挖 隧道 浅埋暗挖顶管一衬顶管
中图分类号：U45文献标识码： A
1 工程介绍
总后勤司令部管理局供热厂程庄路锅炉房煤改气基建工程（京石高速-丰体南路）。本工程设计次高压A管线起点接京石高速辅路北侧现状DN500次高压A管线，沿程庄路向南敷设至设计丰体南路-总后干休所红线外管线。
穿越京石高速，设计采用先进行暗挖隧道施工在进行顶管施工铺设套管，隧道直径DN1930，锚喷结构厚250毫米，隧道外径2430毫米；套管管径为DN1550，钢筋混凝土T12级管材，管壁厚160毫米，管外徑1870毫米，钢承口，混凝土抗渗等级P8。穿越京石主路结构覆土厚8.25米，穿越京石匝道结构覆土厚7.73米。
穿越京石匝道顶管工作坑在京石匝道北侧，桩点0+132.30，工作坑底标高为43.25，深度10米，南水北调暗涵顶高程为44.90，暗涵中桩点为0+85.87，顶管工作坑底与南水北调暗涵顶高差为1.65米，净距为46.3米。以下为工作坑施工工艺和结构图（详见工作坑与南水北调暗涵断面图）
2 施工技术工艺
2.1暗挖隧道初支施工方案
采用圆形暗挖隧道初支+顶进混凝土管的方式。隧道结构断面净尺寸1.93m，高1.93m。初期支护采用格栅喷射C20混凝土结构（钢筋格栅+钢筋网+喷射混凝土）。
隧道初衬设计要求如下：
1）隧道初衬钢格栅间距0.5 m，每圈钢格栅分为2段，拱顶一段，拱底一段采用螺栓连接。
2）拱部三分之二范围设超前小导管，长度为1.75m，间距30cm，注水泥浆。
3）钢筋格栅内外设双层φ6＠10×10cm钢筋网格的钢筋网片、双层环距0.7m的Φ16纵向连接钢筋。
4）锚喷混凝土标号采用C20，厚度250mm。
5）初衬施工时，拱部钢格栅架立后立即在两侧拱脚位置各打入两道锁脚锚管，锁脚锚管采用φ32×3.25mm、长度1.5m。
2.2 隧道内顶管施工
（在穿京石高速主路0+66.5始发井由北向南顶进，在穿京石匝道0+140.8始发井由南向北顶进）在隧道暗挖施工完毕后，在隧道内顶进1550mm套管。
顶管采用人工顶管，在顶管之前先在隧道下部用M10水泥砂浆找平并涂蜡降低摩擦阻力。
管头处加设管靴，管靴与混凝土管底夹角控制在50左右，管靴安装见图5-1。
2.3 顶后处理
2.3.1 背后回填注浆
管道顶进完成后对工作坑内隧道与混凝土之间的缝隙进行封闭以便背后回填注浆。
注浆所需的设备有：空压机、搅拌机、压力罐、注浆管等。注浆设备加装隔膜型压力表，参考注浆压力为0.05～0.15MPa。使用的注浆材料为1;1的水泥浆，由管道内部的注浆孔压注，注浆次数不少于三次，两次间隔时间不大于24小时。
每两节混凝土管编为一组，第一节管注浆孔注浆，第二节管注浆孔排浆，从管道一端开始，依次进行。将注浆泵清洗干净，吸浆龙头放入灰浆池内，开启注浆泵，打开第一组注浆口，当第一组排浆口冒出灰浆后，关闭阀门，再打开第二组，以此类推，直到全线完成。初凝后疏通注浆管，进行下次注浆。
注浆工作从开始至结束，都应有专职人员全过程控制，并随时到管内检查注浆管路、接头以及管内有无裂缝等情况，如发现异常要立即停止注浆，并将情况反馈。
2.3.2 雷达检测
隧道施工前应由相关专业检测单位进行施工前雷达探测，确定土质情况，是否有酥松和空洞，明确位置，施工时提前采取措施。隧道初衬土壤加固完毕后，再次进行地探雷达检测，检测初衬施工过程中对土体的扰动情况，确定土体松散、空洞的位置与规模。
2.3.3 补充注浆
对雷达检测有空洞的地方，及时对土体再一次充填加固。注浆完成后，拆除主通道浆管和管内弧形浆管，就地清洗，以免浆液凝固堵塞。
2.4 隧道暗挖及顶管中的安全措施
2.4.1 管内照明
隧道及管道内每10米装一只照明灯，照明灯采用24V的安全电压供电。
为防止电缆接头松动、管道内配有部分活动接头箱，即保证了接头质量，又可以避免接头的包扎受潮而产生的漏电事故。
应急电源采用的是地面备用一台发电机，在管道内断电时及时供电以保证照明、通风、施工的正常进行。
2.4.2 供风
在顶进施工过程中，随着管道不断向前延伸，空气中的氧气会逐渐稀少，会给在管内的工作人员带来极大危害，甚至会造成恶性事故。为改善管内工作环境，在管道施工的全过程中采取通风措施，加大管道内空气流通，营造良好的作业环境。
采用压入式通风，空压机安装在地面上，用DN100的硬质PVC通风管道，将风送至工作坑底部，并用同直径的硬质PVC通风管道，从管内把风送至端部掘进机处。通风管要固定在工作坑侧壁及钢筋混凝土管内壁的上，固定要牢固。
3沉降监测
3.1监测范围
本次监测工作的范围为暗挖顶管工程下穿京石高速，监测范围为京石高速主路、辅路、绿化带、匝道、工作坑和接收坑沉降及雷达扫描。
3.2路面下雷达探测
3.2.1施工前探测
为了了解套管施工前的影响范围内土体状态，应对道路下方进行雷达探测，通过雷达测量对京石高速公路的路基密实程度进行探测，及时发现问题，并及时处理，以防施工中引发事故。
雷达测线布置：
在管线中心线及中心线两侧6m范围内间距3m处，共5条测线，测线布置如下图所示；
3.2.2施工后探测
穿过施工区域必定引起周边土体的应力变化，为了解施工影响的程度大小，应对施工后道路下方进行探测，为了与施工前的土体状态进行对比，雷达测线的布置方式与施工前雷达测线布置位置一致。
3.3 路面沉降监测
3.1路面测点布设
根据现场情况，在高速公路主路两侧边各布设一排监测点，两侧辅路外线各布置一排监测点，在出口匝道两侧路面上各布设一排监测点，在高速公路与匝道之间绿地中南水北调管线上方布设三排监测点，在程庄路布设两排测点，布设原则按近密远疏原则；详见测点布置图。
每个竖井布设4个锁口圈沉降点，按每侧1个，同时在竖井周边布设地表沉降观测点每侧布设2个测点，位置与锁口圈点垂直；详见测点布置图。
3.2路面沉降监测方法
路面沉降采用精密水准测量的方法。监测控制网观测按国家一等水准测量的技术要求，布设附合水准路线进行观测，附合差≤0.15n1/2mm，每站高差中误差≤±0.07mm，相邻基准点高差中误差≤±0.3mm。隧道结构变形观测点的观测按国家二等水准测量精度要求进行观测，环线闭合差≤0.30n1/2mm，每站高差中误差≤±0.15mm，视线高低不得低于0.3m。观测时按国家二等水准测量的技术要求施测，对于整体工程作为独立的变形体构成闭合水准路线进行观测。
地表沉降监测点采用地表桩形式。钻孔直径150mm，钻入深度≥1.5m，达原状土层后植入钢筋浇注混凝土，具体深度以实际揭露为准。监测基准点设在自然路面上，采用人工挖孔配合钻机钻孔，成孔为一上大下小的圆台，深度达到原状土层。混凝土浇注养护稳定后方能开始引测基准点标高，并进行首次联测。地表沉降通过地表桩的沉降测量数据变化来反应，本方案采用标准地表桩，地表桩宜采用φ20的钢筋，通过钻机成孔揭露至冻土0.5m以下深度原状土内，将钢筋植入孔内，并于底部浇注水泥砂浆与原位土体接触，在顶部位置做好套筒及加盖保护装置。
4 结束语
暗挖顶管结合了浅埋暗挖的可控性与顶管的效率性，一方面对工程土建部分的质量有良好的保障，另一方面对确保工期有很大帮助。
关键词：非开挖 隧道 浅埋暗挖顶管一衬顶管
中图分类号：U45文献标识码： A
1 工程介绍
总后勤司令部管理局供热厂程庄路锅炉房煤改气基建工程（京石高速-丰体南路）。本工程设计次高压A管线起点接京石高速辅路北侧现状DN500次高压A管线，沿程庄路向南敷设至设计丰体南路-总后干休所红线外管线。
穿越京石高速，设计采用先进行暗挖隧道施工在进行顶管施工铺设套管，隧道直径DN1930，锚喷结构厚250毫米，隧道外径2430毫米；套管管径为DN1550，钢筋混凝土T12级管材，管壁厚160毫米，管外徑1870毫米，钢承口，混凝土抗渗等级P8。穿越京石主路结构覆土厚8.25米，穿越京石匝道结构覆土厚7.73米。
穿越京石匝道顶管工作坑在京石匝道北侧，桩点0+132.30，工作坑底标高为43.25，深度10米，南水北调暗涵顶高程为44.90，暗涵中桩点为0+85.87，顶管工作坑底与南水北调暗涵顶高差为1.65米，净距为46.3米。以下为工作坑施工工艺和结构图（详见工作坑与南水北调暗涵断面图）
2 施工技术工艺
2.1暗挖隧道初支施工方案
采用圆形暗挖隧道初支+顶进混凝土管的方式。隧道结构断面净尺寸1.93m，高1.93m。初期支护采用格栅喷射C20混凝土结构（钢筋格栅+钢筋网+喷射混凝土）。
隧道初衬设计要求如下：
1）隧道初衬钢格栅间距0.5 m，每圈钢格栅分为2段，拱顶一段，拱底一段采用螺栓连接。
2）拱部三分之二范围设超前小导管，长度为1.75m，间距30cm，注水泥浆。
3）钢筋格栅内外设双层φ6＠10×10cm钢筋网格的钢筋网片、双层环距0.7m的Φ16纵向连接钢筋。
4）锚喷混凝土标号采用C20，厚度250mm。
5）初衬施工时，拱部钢格栅架立后立即在两侧拱脚位置各打入两道锁脚锚管，锁脚锚管采用φ32×3.25mm、长度1.5m。
2.2 隧道内顶管施工
（在穿京石高速主路0+66.5始发井由北向南顶进，在穿京石匝道0+140.8始发井由南向北顶进）在隧道暗挖施工完毕后，在隧道内顶进1550mm套管。
顶管采用人工顶管，在顶管之前先在隧道下部用M10水泥砂浆找平并涂蜡降低摩擦阻力。
管头处加设管靴，管靴与混凝土管底夹角控制在50左右，管靴安装见图5-1。
2.3 顶后处理
2.3.1 背后回填注浆
管道顶进完成后对工作坑内隧道与混凝土之间的缝隙进行封闭以便背后回填注浆。
注浆所需的设备有：空压机、搅拌机、压力罐、注浆管等。注浆设备加装隔膜型压力表，参考注浆压力为0.05～0.15MPa。使用的注浆材料为1;1的水泥浆，由管道内部的注浆孔压注，注浆次数不少于三次，两次间隔时间不大于24小时。
每两节混凝土管编为一组，第一节管注浆孔注浆，第二节管注浆孔排浆，从管道一端开始，依次进行。将注浆泵清洗干净，吸浆龙头放入灰浆池内，开启注浆泵，打开第一组注浆口，当第一组排浆口冒出灰浆后，关闭阀门，再打开第二组，以此类推，直到全线完成。初凝后疏通注浆管，进行下次注浆。
注浆工作从开始至结束，都应有专职人员全过程控制，并随时到管内检查注浆管路、接头以及管内有无裂缝等情况，如发现异常要立即停止注浆，并将情况反馈。
2.3.2 雷达检测
隧道施工前应由相关专业检测单位进行施工前雷达探测，确定土质情况，是否有酥松和空洞，明确位置，施工时提前采取措施。隧道初衬土壤加固完毕后，再次进行地探雷达检测，检测初衬施工过程中对土体的扰动情况，确定土体松散、空洞的位置与规模。
2.3.3 补充注浆
对雷达检测有空洞的地方，及时对土体再一次充填加固。注浆完成后，拆除主通道浆管和管内弧形浆管，就地清洗，以免浆液凝固堵塞。
2.4 隧道暗挖及顶管中的安全措施
2.4.1 管内照明
隧道及管道内每10米装一只照明灯，照明灯采用24V的安全电压供电。
为防止电缆接头松动、管道内配有部分活动接头箱，即保证了接头质量，又可以避免接头的包扎受潮而产生的漏电事故。
应急电源采用的是地面备用一台发电机，在管道内断电时及时供电以保证照明、通风、施工的正常进行。
2.4.2 供风
在顶进施工过程中，随着管道不断向前延伸，空气中的氧气会逐渐稀少，会给在管内的工作人员带来极大危害，甚至会造成恶性事故。为改善管内工作环境，在管道施工的全过程中采取通风措施，加大管道内空气流通，营造良好的作业环境。
采用压入式通风，空压机安装在地面上，用DN100的硬质PVC通风管道，将风送至工作坑底部，并用同直径的硬质PVC通风管道，从管内把风送至端部掘进机处。通风管要固定在工作坑侧壁及钢筋混凝土管内壁的上，固定要牢固。
3沉降监测
3.1监测范围
本次监测工作的范围为暗挖顶管工程下穿京石高速，监测范围为京石高速主路、辅路、绿化带、匝道、工作坑和接收坑沉降及雷达扫描。
3.2路面下雷达探测
3.2.1施工前探测
为了了解套管施工前的影响范围内土体状态，应对道路下方进行雷达探测，通过雷达测量对京石高速公路的路基密实程度进行探测，及时发现问题，并及时处理，以防施工中引发事故。
雷达测线布置：
在管线中心线及中心线两侧6m范围内间距3m处，共5条测线，测线布置如下图所示；
3.2.2施工后探测
穿过施工区域必定引起周边土体的应力变化，为了解施工影响的程度大小，应对施工后道路下方进行探测，为了与施工前的土体状态进行对比，雷达测线的布置方式与施工前雷达测线布置位置一致。
3.3 路面沉降监测
3.1路面测点布设
根据现场情况，在高速公路主路两侧边各布设一排监测点，两侧辅路外线各布置一排监测点，在出口匝道两侧路面上各布设一排监测点，在高速公路与匝道之间绿地中南水北调管线上方布设三排监测点，在程庄路布设两排测点，布设原则按近密远疏原则；详见测点布置图。
每个竖井布设4个锁口圈沉降点，按每侧1个，同时在竖井周边布设地表沉降观测点每侧布设2个测点，位置与锁口圈点垂直；详见测点布置图。
3.2路面沉降监测方法
路面沉降采用精密水准测量的方法。监测控制网观测按国家一等水准测量的技术要求，布设附合水准路线进行观测，附合差≤0.15n1/2mm，每站高差中误差≤±0.07mm，相邻基准点高差中误差≤±0.3mm。隧道结构变形观测点的观测按国家二等水准测量精度要求进行观测，环线闭合差≤0.30n1/2mm，每站高差中误差≤±0.15mm，视线高低不得低于0.3m。观测时按国家二等水准测量的技术要求施测，对于整体工程作为独立的变形体构成闭合水准路线进行观测。
地表沉降监测点采用地表桩形式。钻孔直径150mm，钻入深度≥1.5m，达原状土层后植入钢筋浇注混凝土，具体深度以实际揭露为准。监测基准点设在自然路面上，采用人工挖孔配合钻机钻孔，成孔为一上大下小的圆台，深度达到原状土层。混凝土浇注养护稳定后方能开始引测基准点标高，并进行首次联测。地表沉降通过地表桩的沉降测量数据变化来反应，本方案采用标准地表桩，地表桩宜采用φ20的钢筋，通过钻机成孔揭露至冻土0.5m以下深度原状土内，将钢筋植入孔内，并于底部浇注水泥砂浆与原位土体接触，在顶部位置做好套筒及加盖保护装置。
4 结束语
暗挖顶管结合了浅埋暗挖的可控性与顶管的效率性，一方面对工程土建部分的质量有良好的保障，另一方面对确保工期有很大帮助。