摘 要 本文介绍了在复杂地质、地貌条件下修建兴隆庄煤矿地下通道的超浅埋暗挖施工技术及所采取的一系列综合技术措施，该成功经验可为今后类似工程提供借鉴依据。
关键词 超浅埋暗挖法 铁路吊轨 长管棚 小导管注浆 临时支撑
1 工程概况
该地下通道位于兖州市兴隆庄煤矿矿区内，其结构总长407.119m，其中明挖敞口段长
202.2m，明挖封闭段长354.919m，超浅埋暗挖段长50m(图1)。
图1 通道结构纵断面示意图
地下通道功能是满足人、自行车、摩托车及小型汽车通行。通道净宽10m，净高3.5m，覆土厚仅0.5m，采用坦拱、直墙式断面，路面最大坡度为4.5%．由于通遭穿越六条运煤铁路专用线，在铁路下面的50m范围内采用暗挖法施工，不影响铁路的正常交通运输。
暗挖段地表层为杂填土，厚度为2.0m左右．主要由煤矸石、煤粉等组成，含少量粘性土，第二层为粉土，厚度在2.5m左右，部分地段为粉质粘土：第三层为帖土，厚度在1.5m左右。这些复杂的地质条件和大跨坦拱断面形式都曾给施工造成了极大的困难。
2 通道暗挖施工
由于通道跨度大，埋深浅，地质条件差，为确保施工期间铁路的行车安全，在开挖前首先对暗挖段进行了地层加固处理和铁路吊轨措施，提前打设直径108长管棚井注浆超前支护：对五条铁路提前进行吊轨处理：洞内打设直径32小导管注浆加固地层，控制路基沉降。施工中根据实际情况，简化施工步骤，优化施工工艺，提高施工进度，保障了施工工期。开挖方法为短台阶法，按照“严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行施工．初期支护形式为格栅钢架和30cm厚C20网喷混凝土：二衬为50cm厚C25，s8防水钢筋混凝土(图2)，初支与二衬间敷设防水层。
2.1 铁路吊轨处理
对五条铁路采用吊轨处理是通道暗挖施工的重要组成部分，以确保铁路在施工期间运输的安全和稳定(图3)。
图3 铁路加固平面示意图
2.1.1 施作支承桩
为承担纵粱所传递的荷载，五条铁路共设置支承桩14根，桩径为1.3m(含护壁30cm)的13根：桩径为2.Om(含护壁30cm)的1根，桩深均为12m(图4)。
挖孔桩采用人工挖孔，简易辘轳提升出土，每下挖1.0m浇注一次30cm厚的C20混凝土护壁，两节护壁之间预留7.5cm混凝土浇注作业空间，以便于护壁混凝土的浇注，使挖孔桩始终在护壁的保护下进行下部开挖作业(图4)，以确保施工人员的人身安全．挖孔桩所需各种钢筋在地面弯制，焊接成型，预先弊扎好钢筋笼(分为两节)，人工送入孔内，并浇注桩身混凝土。
由于是在铁路线上施工，必须按既有铁路施工技术安全规定要求做好预防措施，利用列车运行间隙进行施工。
2.1.2 铺设横抬粱
为托起每条铁路的钢轨，每条铁路设置13组横抬梁．每组均采用两根1 40cm工宇钢用U卡捆在一起并排摆放，间距为1.Om，五条铁路共计65组横抬粱。人工将轨道下面的道碴掏空(每间隔两根原轨枕掏空一个)，把横抬粱塞进去就位，使横抬粱的顶面紧紧托起钢轨的底面(见图5)，并将横抬粱周围用道碴回填、捣实。
2.1.3 架设纵粱
为承担横抬粱传来的荷载，每条铁路设置2根16m长、1100cm工宇钢纵粱，共计10根。在纵粱架设之前，先在每个挖孔支承桩的顶面摆放方木(长X宽X高二130X20X20cm)5根，以增加支座弹性，减少行车时的振动。采用30T吊车将纵粱分别吊移到五条铁路线精确就位，使纵梁的两端牢稳地坐卧在方木垫上(图5)；要求两条铁路之间的纵梁、u型卡等设施均不得侵入铁路。
2.1.4 纵梁和横抬粱的联结
待所有纵梁就位调整好后，每组横抬粱采用2根直径20高强U型卡螺栓与纵粱牢固地联结为一体，使其形成整体结构(图6)，并将各条铁路的轨道吊起，以承担列车活载。原钢筋混凝土轨枕保持原位不动，确保轨道在行车时不移动。
2.2长管棚施工
因通道暗挖段为超浅埋，且跨度大，坦拱，地层自稳性差，在开挖时又路行车限界(自股遭中线至设施边缘≥1875mm)．要受到扰动和破坏，极易造成坍塌，严重危及施工人员的安全。同时．为确保铁路的行车安全。
图4 挖孔桩断面示意图
图5 纵梁、横抬梁断面示意图
图6 纵梁和横抬梁联结方式示意图
2.4 下部开挖与支护
采用小型履带式挖掘机结合人工进行下部开挖。当上台阶开挖与支护前进3.0m左右时，即进行下部的开挖与支护．开挖时先挖左侧(5)部，井安装钢架和立柱，后挖右侧(7)部；左、右错开开挖，即左侧墙开挖、支护2．0m后，再开挖、支护右侧墙．严禁在同一断面上左、右侧墙同时开挖，以避免一榀拱架的两个拱脚同时悬空，减少拱顶下沉，确保施工安全．待右侧墙支护完成后，即进行中部(9)的开挖与支护(图7)。
2.5 二衬施工
2.5.1 铺挂防水层
首先将初支表面凹凸不平之处用水泥砂浆抹平，外露钢筋头切除：采用新型专用爬行式热楔焊接机对防水板(复合型)进行拱、墙及底部无钉铺挂的焊接，待防水板铺设完成后，再在防水板上面抹一层5cm厚的C15混凝土保护层，以免绑扎、焊接钢筋时破坏防水层。
2.5.2 绑扎钢筋
待混凝土保护层具有一定强度后，即可绑扎底板、侧墙和拱部钢筋。
2.5.3 模筑混凝土
在模筑混凝土时，首先灌注底板C25、s8防水钢筋混凝土，厚度为50cm．待底板混凝土具有一定强度后，再架立墙、拱模板支架(120工字钢)，并安装组合式小模板．因洞室内灌注混凝土较为困难，特将暗挖段50m长的通道分为三段来进行施工，按每循环(即每段)16m左右进行一次支模和灌注。
采用一台JS500型强制式搅拌机和两台滚筒式搅拌机共同拌料，HBJ--1406型拖拉式混凝土辖送泵挤压送料，模筑二衬C25、S8防水钢筋混凝土50cm厚(图2)．只是在灌注拱部时，由于钢筋密度大，混凝土流动性差，采取的是分段后退式压注法(即每隔4m左右分一段)．在拱顶最高处模板上预留孔洞，并焊牢固定混凝土输送管接头，当第一段压满混凝土后，封闭第一个管接头，输送管再换接第二个接头，泵压第二段模板混凝土．如此连续灌注，灌满为止，灶果较好。同时，在拱贝处沿纵向每间隔1.0m左右预埋一根竖向注浆管，待模筑混凝土具有一定强度后，再向拱鄙衬砌与初支之间压注浆液．充填空隙，以增加支护强度和承压效果。
2.6 结构防水
根据设计要求，在通道结构中设置了两遭防水线：第一道是在二衬与初支之间设置防水层：第二道是防水混凝土结构自防水．在做好这两道防水线的同时，还要做好防水的薄弱环节—施工缝、变形缝处的防水处理。
在防水层的施工过程中给予了高度的重视，加强管理，严把施工工艺质量关，在搭接、收头、结构转弯处等部位最易出现缺损，必须认真检查，防止漏焊。另外，在绑扎钢筋时更易损坏防水层．要格外小心．特别是施工缝、变形缝处最难防水．为保险起见，在施工缝和变形缝中间设置了橡胶止水带进行防水处理，且在变形缝外层设置弹性密封膏嵌缝，确保了结构不渗不漏。
3 结束语
兴隆庄煤矿地下通道过铁路暗挖段屑超浅埋、软土围岩，其土体物理力学性能极差，且上有五条运煤铁路专用线通过，施工难度相当大．但由于在施工期间综合运用了一系列技术处理措施，一是通过对铁路进行吊轨加固处理，使通道上方地层不再承受铁路运输活载；二是采用长管棚超前支护，使钢管插入到原状土体内部，可起到骨架和纵向梁的作用，保障丁开挖掌子面的稳定和控制地表的沉降；三是利用小导管注浆．以一定的压力将浆液注入到洞周松散。软弱的土体中，从而形成复合性稳定的固结体，使周围地层的力学性能得到改善：四是增加临时支撑(洞室中部设两排立柱)等加固、加强处理措施，有效地控制了地层沉降和支护结构的顶部下沉，成功地解决了该通道超浅埋暗挖安全施工的难题，使工程安全、顺利地如期完成，取得了显著的经济效益和社会效益。
参考文献
1 刘昌用等．试论城市地下工程浅埋暗挖技术．隧道及地下工程第十二届年会论文集．2002．10
(王连池)