胡国平

（中国铁建大桥工程局集团有限公司，天津 300300）

0 引言

顶管施工是一种管道铺装技术，也称为非开挖施工技术，不需要人工开挖地面，通过施工机械穿越土层线路，在城市管线建设中广泛应用[1]。与普通的施工技术相比，顶管技术所需的施工空间相较之更小，不会影响正常的交通运行；周边环境基本不受影响，噪声小，污染少，适合应用在城市繁华地段；不需要人力开挖地面，节省了大量劳动力[2-5]。在施工过程中，需要针对不良地质采取加固措施，地基的稳定是保障施工安全进行的前提。王凯等[6]通过实际工程研究了富水条件下矩形顶管施工时地基的加固措施，并通过数值模拟分析了地表沉降的变化规律。本文依托在建的广州南沙自贸试验区的合兴变电站至灵新大道段电力隧道顶管工程，针对场地的工程地质条件对四座顶管施工工作井基础加固提出了合理方案，论述了软土地区下不同尺寸和深度的工作井、接收井的加固设计及施工参数，对类似工程施工具有参考价值。

1 工程概况

1.1 设计概况

广州南沙自贸试验区合兴变电站至灵新大道段电力隧道项目起点接现状220kV 合兴站，止点接在建红莲路南侧综合管廊，新建电力隧道工程，隧道总长约661.0m。其中顶管段全长约648.0m，明挖段全长约13.0m。电力隧道顶管段采用圆形截面，内径为3.50m，明挖段采用矩形截面，净尺寸设置为2.50m×3.70m。结合现场用地条件，在项目起点（220kV 合兴站）附近和沥心沙立交东南象限各设置一座顶管工作井（即：1#、2#工作井），在沥心沙立交西南象限和项目终点（红莲路）附近各设置一座顶管接收井（即：1#、2#接收井）。1#工作井位于合兴变电站围墙外侧，至合兴站之间的管段采用明挖法施工，2#接收井位于红莲路与灵新大道交叉口附近，至红莲路综合管廊之间的管段同样采用明挖法施工，四座工作井的地理位置如图1 所示。

图1 电力隧道

1.2 工程地质条件

工程场地地层：

（1）杂填土，褐黄色，稍湿，松散，欠压实。平均厚度为1.50m。

（2）淤泥，灰黑色，流塑，含砂10%，具有贝壳生物碎屑，偶见朽木，干强度高，韧性一般，含有机质，平均厚度为19.0m。

（3）淤泥质黏土，灰黑色，平均厚度为5.0m。

（4）粉质黏土，褐黄色，质软，摇震无反应，含砂5%，干强度及韧性高，呈饱和可塑状态，平均厚度为7.0m。

（5）粉砂，灰白色，局部灰黄色，饱和，稍密，颗粒主要成分为石英，含黏粒20%。平均厚度为17.0m。

（6）强风化泥质粉砂岩，褐红色，饱和，中密～密实，节理裂隙极为发育，极破碎，平均厚度为6.0m。

（7）中风化泥质粉砂岩，褐红色，饱和，密实，主要成分为石英、黏土矿物，厚度埋深55m 以下。

2 工作井、接收井规划

电力隧道设有1#工作井、接收井；2#工作井、接收井总共四座井体。工作井截面为矩形：1#工作井内净空尺寸11.60m×10.60m，工作井壁厚0.80m，开挖深度16.20m；2#工作井内净空尺寸15.60m×10.60m，工作井壁厚0.80m，开挖深度18.0m。1#、2#接收井的截面为内径6.50m 圆形井，接收井壁厚0.80m；1#接收井开挖深度15.50m，2#接收井开挖深度16.19m。工作井、接收井概况如表1 所示。

表1 工作井、接收井概况

3 地基加固设计概况

3.1 顶管1#工作井端头、槽壁加固

1#工作井井壁内侧范围内采用φ600@450（双管）旋喷加固至刃脚底5m；井壁范围内采用1φ600@450 单轴搅拌桩加固，刃脚底实搅5m，其余空搅；井壁外侧垂直于顶进方向左侧先施作1 排φ800@1000 钻孔灌注桩，桩底进入强风化岩不小于2m，再在灌注桩中间采用1φ600@1000 双管高压旋喷加固刃脚底1m，右侧采用1φ600@600 双管高压旋喷加固至刃脚底1m，平行于顶进方向两侧采用4φ600@450 单轴搅拌桩加固至刃脚底1m；端头井紧邻槽壁加固范围外侧9m 区域内采用φ600@450 单轴搅拌桩加固，底板底往上8.14m 范围内实搅，其余空搅如图2 所示。

图2 顶管1# 工作井端头、槽壁加固布置

3.2 顶管2#工作井端头、槽壁加固

2#工作井井壁内侧范围内采用φ600@450（双管）旋喷加固至刃脚底5m；井壁范围内采用1φ600@450 单轴搅拌桩加固，刃脚底实搅5m，其余空搅；井壁外侧垂直于顶进方向非顶管范围内先施作1 排φ800@1000钻孔灌注桩，桩底进入强风化不小于2m。

3.3 顶管1#接受井端头、槽壁加固

（1）1#接收井井壁内侧范围内采用φ600@450（双管）旋喷加固至刃脚底5m。

（2）井壁范围内采用1φ600@450 单轴搅拌桩加固，刃脚底实搅5m，其余空搅。

（3）井壁外侧采用4φ600@450 单轴搅拌桩加固至刃脚底1m。

（4）1#工作井至1#接收井区间端头井紧邻槽壁加固范围外侧4.3m 区域内（包含4φ600@450 单轴搅拌桩加固范围）采用φ600@450 单轴搅拌桩加固，底板底往上8.14m 范围内实搅，其余空搅。

（5）2#工作井至1#接收井区间端头井紧邻槽壁加固范围外侧9m 区域内（包含4φ600@450 单轴搅拌桩加固范围）采用φ600@450 单轴搅拌桩加固，底板底往上8.14m 范围内实搅，其余空搅，如图3 所示。

图3 顶管1# 接收井端头、槽壁加固布置

3.4 顶管2#接受井端头、槽壁加固

（1）2#接收井井壁内侧范围内采用φ600@450（双管）旋喷加固至刃脚底5m；

（2）井壁范围内采用1φ600@450 单轴搅拌桩加固，刃脚底实搅5m，其余空搅；

（3）井壁外侧采用4φ600@450 单轴搅拌桩加固至刃脚底1m；

（4）2#工作井至2#接收井区间端头井紧邻槽壁加固范围外侧9m 区域内（包含4φ600@450 单轴搅拌桩加固范围）采用φ600@450 单轴搅拌桩加固，底板底往上8.14m 范围内实搅，其余空搅。

4 结语

在建广东南沙自贸区电力顶管隧道长661.0m，穿越既有道路施工，根据该工程周边环境情况，顶管施工过程中总共设置了四座工作井，分别为1#工作井、1#接收井和2#工作井、2#接收井。其中1 号工作井的内净空尺寸设置为11.6×10.6m，其工作井的壁厚80cm，开挖深度达16.2m；2 号工作井的内净空尺寸设置为15.6×10.6m，其工作井壁厚80cm，开挖深度达18.0m。顶管的1 号和2 号接收井截面为圆形，井的内径均为6.50m，井壁厚度80cm；其中1 号接收井的开挖深度达15.5m，2 号接收井的开挖深度达16.19m。顶管的工作井和接收井穿越地层为灰黑色的淤泥，呈流塑状，含砂量约为10%，具腐臭味，呈饱和流塑状态，据地层条件，工作井和接收井均采用排水下沉法施工。基于下沉施工的特点，论述了工作井和接收井的施工加固方案，指导了工程的施工。