特殊地形条件下隧道明洞施工技术探讨

杜 松

(中铁十一局集团第五工程有限公司，重庆 400000)

0 引言

随着重庆市经济的飞速发展，基础建设也日趋完善。在已建成并投入使用的诸多市政工程中，出现了许多洞口地形条件特殊、建设场地狭小的隧道工程。然而，在目前的市政工程建设中我们发现，随着基础设施的不断整合，诸如出入口二隧道明洞工程建设所处特殊位置的隧道工程越来越多，甚至更特殊、更复杂。在施工过程中，如何快速、安全完成建设工程，确保建设工程周边构筑物结构安全问题是摆在我们面前的一个急需解决的课题。

1 工程概况

出入口二明洞工程毗邻民国外交部旧址和西三水产市场，设计建筑界限宽7.00 m，高3.59 m，开挖跨度8.70 m。线路左侧结构边线距西三水产市场结构边线4.22 m;线路右侧结构边线距民国外交部旧址结构边线4.24 m，明洞段隧址埋深在4 m～11 m之间。设计方案揭示，开挖边线将侵入民国外交部旧址基础2.10 m，侵入西三水产市场基础1.70 m。按设计方案组织施工，将迫使上述构筑物基础悬空、长时间裸露，若施工方法和支护方式处理不当，很容易造成构筑物倾塌事故，严重威胁构筑物结构安全。通过对提出的“钢管桩加固，垂直开挖”和“抗滑桩加固，小坡率开挖”方案进行比选，充分考虑毗邻构筑物结构安全、明洞施工质量和经济效益等因素，结合现场特殊地形条件、施工图纸和规范标准、要求，出入口二明洞工程采用“抗滑桩加固，小坡率开挖”施工。于民国外交部旧址基础，靠近线路一侧设置6根抗滑桩施工，并加强边坡锚喷防护，确保民国外交部旧址和西三水产市场多层建筑结构安全。结构基础平面布置如图1所示。

图1 隧道明洞结构基础平面布置图

2 方案优化、选择

2.1 施工工艺

明洞施工的安全、质量和进度控制，关键在于民国外交部旧址和西三水产市场建筑结构的安全防护措施是否到位，只有在确保其结构安全的前提下，才能降低明洞施工安全风险，创造良好的施工平台，提高明洞施工质量，加快施工进度。因此，本工艺率先施工靠近民国外交部旧址侧抗滑桩，待桩结构施工结束达到设计强度后，小坡率放坡开挖明洞土石方工程，开挖完成后及时施作明洞衬砌和防排水工程，然后对明洞进行快速回填，使其达到新的受力平衡，进而确保构筑物结构安全，保证其使用寿命。具体工序施作顺序如下:

抗滑桩施工→土石方开挖→边坡防护→明洞仰拱、回填施工→明洞二衬施工→明洞防排水施工→明洞回填。

2.2 地表构筑物沉降、位移监测

在民国外交部旧址、西三水产市场靠近出入口二线路侧，各埋设一排地表沉降、位移监测桩。施工过程中加强对地表沉降、位移监测的信息反馈，若连续3 d沉降、位移均达到1 cm以上则表明明洞的施工已对地表构筑物基础结构有一定的影响，采取减慢土石方开挖施工进度的方法来确保结构安全;若连续3 d沉降、位移均达到2 cm以上则表明明洞的施工对构筑物基础影响明显，应立即停止施工并应启动应急预案，采取相应基础加固措施。

2.3 抗滑桩加固施工

施工前，根据控制点定出桩位。在锁口混凝土施工完成后于护圈两侧设置桩位复合点位，并在施工过程中加强对垂直度，结构尺寸等控制力度。由于抗滑桩所处地质条件较差，抗滑桩采用跳桩施工，受到周边环境的限制，抗滑桩采用非爆破方式人工切割法进行开挖;孔内采用人工装碴，孔口安装支架及慢速卷扬机吊桶提升出碴;弃碴人工运至临时存碴点集中堆放，一定数量后用弃碴车运至指定的弃碴场;抗滑桩开挖结束后及时组织验桩和钢筋混凝土浇筑施工。

2.4 小坡率土石方开挖及边仰坡防护

边、仰坡开挖采用机械自上而下分层开挖，开挖至设计坡度及标高后，局部欠挖地方人工配合修整。边、仰坡采用锚喷防护，布置形式为:锚杆间距120 cm×120 cm，梅花形布置;挂网采用φ8钢筋网片，钢格尺寸为20 cm×20 cm;采用C30喷射混凝土锚喷支护。

2.5 明洞衬砌、防排水及回填施工

仰拱浇筑宜采用整幅开挖施工，最大单次浇筑长度不得超过7.5 m，二衬混凝土应紧跟仰拱施工。为有效控制边坡位移、沉降，确保地表构筑物结构安全，二衬施工时可不按台车长度模数施工，根据仰拱实际施工情况，结合监测资料，及时施作二次衬砌。二次衬砌施工完毕后，及时进行明洞防水层施工。明洞防排水施工后应及时进行明挖部分的回填工作。明挖回填在二次衬砌混凝土达到设计强度后进行，上层回填部分采用夯实土分层压实回填，侧墙回填应两侧对称进行，每层厚度不大于0.3 m，两侧回填土面的高差不得大于0.5 m。回填至与拱顶齐平后，再分层满铺填筑至设计高度。机械回填应在人工夯填超过拱顶1.0 m以上后进行;表层回填土采用100 cm 6%灰土隔水层和50 cm种植土回填。拱背回填粘土隔水层时，隔水层应与地表搭接良好，封闭紧密，防止地表水下渗影响回填体的稳定。

3 结语

随着我国基础设施建设的快速发展，像出入口二隧道明洞工程这样特殊地形条件的工程建设设计与施工在今后将日益增多。根据对出入口二隧道明洞工程施工方法的总结表明，该方法是成功的，切实可行的。该施工工艺有效保证了西三水产市场和民国外交部旧址结构安全，并顺利完成该段落的结构建设施工，为后续洞内工程施工奠定了坚实的基础。采用该方案施工，主要有以下优点:

1)对民国外交部旧址及西三水产市场多层建筑基础扰动小;2)克服场地狭小，地形特殊等不利施工因素，可以将施工作业面控制在最小范围内，最大限度减小对房屋基础结构的扰动、破坏;3)施工周期短，降低施工工期对房屋结构造成的安全风险。采用抗滑桩施工资源配置简单，人员、设备进出场速度较快，可在短时间内完成施工，减少结构基础裸露和扰动时间，快速施工完成后可以及时组织明洞回填，从而达到新的受力平衡，起到对结构基础的保护作用;4)采用该方法施工时，应加强对两侧构筑物的监测频率，及时反馈监测信息用以指导施工，确保构筑物结构安全，必要时应采取相应的补救措施。

［1］朱培良，邵德良，徐正明，等.偏压状态下隧道洞口段明洞暗挖施工［J］.浙江交通职业技术学院学报，2012(2):36-37.

［2］何英伟.复杂地形条件下山岭隧道单口出洞施工技术［J］.公路工程，2011(3):60-61.

［3］吴荣峰.隧道洞口施工技术［J］.铁道工程学报，2008(11):42-43.