南山隧道穿越防空洞群施工方法

姜相松

[摘要]大连市南山隧道工程，为三车道隧道，其与既有防空洞群关系极其复杂。针对该隧道的特殊性，采用不同的施工措施及处理方法，成功穿越防空洞群。论文所述的施工方法为今后类似条件下隧道工程的施工提供了相应的参考依据。

[关键词]：暗挖法隧道；穿越防空洞；施工方法

中图分类号：U45 文献标识码：A

工程概况

大连市南山隧道工程起点接解放路桥，终点接新建跨石葵路桥。路线采用分幅式路基穿越南山，南、北线隧道平面设计线距离：西口约为24.2m，东口约为21.7m，中间最大线间距为46m。北线隧道起止点桩号为K2+000～K3+401，全长1401m，纵坡为0.55%和4.458%，埋深21.8～83.3m。南线隧道起止点桩号为K1+985～K3+390，全长1405m，纵坡为0.5%和4.484%，埋深22.7～89.4m。

隧道双向六车道，上下行隧道分离，均为单向三车道，隧道建筑为净宽0.75m（检修道）+0.5m（路缘带）+3×3.5m（单向三车道）+0.75m（路缘带）+0.75（检修道）=13.25m；隧道净高：5.0m。

隧址区基岩为震旦系细河群桥头组石英岩夹板岩，部分地段为板岩夹石英岩。地层基岩产状：走向260°～283°、倾向170°～193°、倾角35°～58°。地表向下可分为全风化带、强风化带和中等风化带，其中全风化带和强风化带仅见于部分地段。

隧道区域内防空洞概况

根据现场调查发现，防空洞在南山山体中分布范围广泛，主洞基本沿山脊布置，走向与拟建隧道基本一致，防空洞高度位置与隧道开挖轮廓范围相差不大，主洞分支较多，平面布置基本呈现树枝状分布，有多处出入口。防空洞内现多作为仓储使用，也有一些加工海产品的小作坊。

根据对隧道附近的防空洞勘测、调查发现：

（1）、隧道（K2+760～K3+060）防空洞为战时指挥部，有多处分支及战备用房间及会议室，线型复杂，防空洞衬砌内轮廓净宽从3.5～10米不等，拱顶净高3.1～6米不等，衬砌为砖砌、钢筋砼衬砌及无支护三种形式。

（2）、南线隧道东洞口附近（K3+060～K3+390），防空洞在斜上方与隧道相交后平行通过，有二处支洞与隧道拱顶相交。主洞衬砌内轮廓净宽6米，边墙高2.1米，拱顶净高4米，衬砌约为厚度0.2米的钢筋砼衬砌；拱顶超挖严重，未见回填物，开挖轮廓线与衬砌距离在1.0～2.0米之间均为空穴；距洞口30米范围内为毛洞，岩壁有滴水现象。主洞有多处分支，支洞断面大部分与主洞一致，个别为断面较小的毛洞。

图2 防空洞与隧道平面关系图

错综复杂的防空洞群和隧道的主要位置关系有，位于开挖轮廓的顶面、底面、侧面及侵入。

3防空洞处置原则

在施工过程中，根据设计图纸，重新组织测量人员对防空洞进行详细调查，对每个防空洞结构进行评估，对防空洞围岩情况进行评估，经过详细调查后确立穿越防空洞的施工方案。

形成如下处理原则

（1）、沿隧道纵向的防空洞且与隧道净距在6米以上的，不需处理，需加强现场监测，采取控制预爆破，并控制开挖进尺。

（2）、沿隧道纵向的防空洞且与隧道净距在6米以下的，处理原则如下：

a.防空洞与隧道净距在2～6米之间，对中间围岩进行注浆加固。

b.防空洞在隧道侧面或下方且净距小于2米的，回填毛石砼后注浆。

（3）、在隧道上方横向通过的防空洞，处理原则如下：

a.防空洞在隧道上方且相交的，先对防空洞进行支护处理，在防空洞内对隧道两侧围岩进行注浆加固，隧道按基坑开挖后再施作明洞施工，明洞衬砌相应加强。

b.防空洞在隧道上方不相交的，先对防空洞进行支护处理，并在防空洞内对中间围岩进行注浆加固。

（4）、防空洞围岩有裂隙水

防空洞围岩有裂隙水，以采取截、堵、排、防综合措施为宜。有集中裂隙水处，可用导水管或导水槽将水引出后注浆止水；大面积渗水地段，地下水无法集中引出时可间隔铺设土工纤维布及矿碴将水引出后采用全断面（帷幕）超前预注浆止水。

4施工前测量调查

根据防空洞处理原则，在施工前进行了大量细致的测量调查工作，逐桩绘制了隧道与防空洞的横断面位置关系图，施工时做到心中有数。下图为测量的一处防空洞与隧道的逐桩横断面关系图。

图3防空洞与隧道横断面关系图（开挖前进方向为：自下而上，自左向右）

5具体施工措施

根据之前的详细调查结果，开挖过程中，当掌子面距离某处防空洞距离在15米左右时，开挖进尺控制在1~2米，同时爆破分段多分2~3段，在防空洞范围内施工拱架间距加密到50cm，严禁超挖，欠挖部位采用挖掘机二次开挖。同时根据放空洞围岩情况采取适当的加固措施。根据防空洞的位置不同，采取不同的加固方法，具体措施如下：

（1）、当防空洞位于隧道顶部时

防空洞位于隧道顶部时，在初支背后浇筑一个厚50cm的钢筋混凝土护拱，同时在其上面浆砌片石2m，最后砌筑一个小挡墙，在挡墙内回填细沙作为缓冲层。

图4顶部防空洞照片及处理图

（2）、当防空洞位于隧道侧壁时

侧壁出现防空洞时，若防空洞断面较小，可采用混凝土回填方案，若防空洞较大，可先砌筑一个挡墙，再回填混凝土，保证防空洞正常使用。

图5侧壁防空洞照片及处理图

（3）、当防空洞位于隧道底部时

底部出现防空洞时，在仰拱部位时采用回填片石混凝土方法。在拱脚部位时，先填筑片石混凝土，然后在拱脚位置浇筑一个钢筋混凝土地梁，在其上方再施工拱脚，防止拱脚下沉。

图5底部防空洞照片及处理图

6结束语

目前，该隧道已经建成并投入运营，使用状况良好。防空洞结构稳定，部分已经投入使用。

通过以上对南山隧道工程中穿越防空洞群采用的施工方法，主要得出以下结论和建议供其他施工及设计人员参考：1）隧道开挖前要对隧道区域内的防空洞群做详细的调查，测量，做到开挖之前心中有数；2）在开挖接近防空洞时，一定要提前减小进尺，减少爆破装药量，同时爆破采用欲裂爆破，做到对防空洞最小扰动；3）严禁超挖，欠挖处采用机械修理；4）开挖后支护要加强，一般采用密排工字钢，间距最好不超过50cm；4）开挖后根据防空洞的位置及重要程度采用不同的处理方法，底部及侧墙防空洞采用回填混凝土的方法，顶部防空洞采用加护拱后回填沙的方法；5）对防空洞的沉降和变形监测要贯穿整个施工过程，直至工程结束，对于变形较大的防空洞采取结构加固处理。

参考文献

[1] 《公路隧道施工技术规范》（JTG F60－2009）.北京：人民交通出版社，2009

[2] 《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60－2009）.北京：人民交通出版社，2009