城市明挖隧道深基坑支护施工的关键技术

苏秋旭

（广东省基础工程集团有限公司，广东 广州 510000）

明挖隧道工程项目的建设，能够从完善城市交通道路网络的角度，有效促进城市的经济发展。随着我国建筑行业不断发展，明挖隧道工程的技术水平不断提高，使得隧道工程的开挖基坑深度不断增加。基于工程实例对城市明挖隧道深基坑支护施工的关键技术进行分析，能够为隧道工程的施工建设提供一定的技术优化和思路创新。

1 城市隧道施工的难点

1.1 基坑周边建筑物和环境

隧道工程施工很容易对周边环境和建筑物产生影响，而城市隧道工程周边环境普遍存在较多的建筑物，且以复杂的地质环境和地下电力设备、通信线路情况为主。在这种情况下进行隧道工程施工，很容易影响既有城市建设。部分隧道工程在施工中还需要对道路交通进行临时管制，部分工程会因存在比较重要的建筑物而产生一定风险，同时约束隧道工程的作业空间，从而增加深基坑支护施工的难度。

1.2 基坑作业深度增加

随着建筑行业的发展，高层建筑已经成为城市现代化的主要标志。为保证高层建筑质量与功能满足业主要求，需要增加基坑作业的深度，保障建筑基坑的稳定性。在这一前提下，不仅基坑开挖的工作量增加，还会使得基坑施工接触地下水，影响基坑施工质量。再加上地形地势以及气候条件的影响，都容易导致被迫停止施工，造成基坑积水，影响支护结构稳定性和质量。

2 城市明挖隧道深基坑支护施工关键技术分析

明挖隧道工程对于促进城市建设发展具有重要的作用。以保障城市明挖隧道工程施工质量为主要目标，在进行深基坑支护施工的过程中，需要重视各种关键技术的应用，充分发挥关键技术在保障工程项目施工质量中的重要作用。以广东省广州市番禺区滨河路工程为例，对城市明挖隧道深基坑支护施工中的关键技术进行分析。

2.1 基面处理

广东省广州市番禺区滨河路工程中的金光西大道至金光东大道段是典型的城市明挖隧道工程，整体线位沿新造水道呈东西走向。匝道隧道全长670m，其中，暗埋段长520m， 敞开段长150m。隧道共分22 个节段，节段长30～40m。隧道施工采用明挖法，最大基坑深度达到25m。隧道节段基坑采用Φ1.4m@1.6m 钻孔灌注桩+内支撑+Φ0.7m@0.55m 三轴搅拌桩作为围护结构，支护桩上设置1.4m×1m 的冠梁，与混凝土支撑连成一个整体（如图1）。

图1 基坑支护平面图

支护桩第1 道支撑为钢筋混凝土支撑，尺寸为0.6m×0.8m，支撑间距8m，第2～5 道支撑为钢支撑，钢支撑间距4m，支撑竖向间距均为4m（如图2）。

图2 匝道隧道第1 节段基坑支护剖面图

在原有施工方案中，第1 道钢筋混凝土支撑完工后，需待支撑强度达到设计要求，方可向基坑下方开挖4m，随后安装4m 位置处的钢支撑。钢支撑安装完成后，需继续向基坑底开挖4m，再安装4m 位置处钢支撑，重复此工序，直到挖至基坑底标高。项目B 匝道节段位置入岩较早，当施工深度挖至8m 时会进入岩层，基坑岩层厚度约为17m。基于这一情况，由于施工阶段入岩较早，原有施工方案与现场实际施工情况之间存在冲突，该工程对实际施工工序进行了适当调整（如图3）。在处理工程基面前，施工至第3 道支撑时，为了满足施工机械作业面的要求，现场须挖8m 深度才能安装4m 位置处的钢支撑，安装完钢支撑，继续往基坑底开挖4m，即钢支撑距开挖面8m 的距离，再安装4m 位置处的钢支撑，重复此工序，直到挖至基坑底标高。

明确工程实际施工情况后，结合工程施工经验发现，进行隧道深基坑支护施工时，需要重视基面处理问题。基面处理至开挖达到工程基底深度要求后，进行防水施工前，需要做好施工准备工作。一般基0 面处理需要注意两方面问题：一是作业人员在施工中需要重视隧道各个部分基面的平整处理工作。对于地下连续墙、顶板基面等部分存在的鼓包和不平整问题，需要及时应用水泥砂浆进行填平处理，在必要时还可以通过铺设土工织物来保护基面。在进行基面平整处理的过程中，需要及时排空和消除基面水流。二是以预防基坑施工裂缝为主要目标，在基面处理过程中，需要做好收水裂缝的压实和闭合处理，对混凝土基面突出物进行根部凿除后，应用聚氨酯密封胶填补凿除空缺部分。如果顶板混凝土已经出现裂缝，则需要基于裂缝宽度，选择合适的方法进行处理。例如，裂缝宽度超过0.3mm 的情况下，可以采用涂刷聚氨酯膜防水加强层的方法对顶板混凝土裂缝进行修复。

图3 调整后的工序图

2.2 防水板粘贴固定

（1）做好隧道工程深基坑的防水处理，能够降低水流侵蚀作用对隧道工程质量和稳定性的影响。在实际施工时，需要重视防水板的粘贴固定工作，保证基坑施工的防水效果。其中，单面自粘式防水板在隧道拱部防水层的建设中有着较为广泛的应用，双面自粘式防水板则主要应用于隧道的边墙和底板防水。

（2）在防水板粘贴固定的过程中，主要应用机械固定法来满足施工要求。为保证隧道工程防水处理效果，固定防水板的钉长需要超过3.0cm，并将钉间距控制在50cm 之内，防水板固定的垫片直径需要超过2.0cm。

（3）隧道底板部分的防水板施工，需要事先在垫层下方铺设约15cm 左右厚的混凝土，在对混凝土进行平整处理的基础上，在垫层上方铺设底板防水板，最后铺设约0.5cm 厚的混凝土垫层。

（4）隧道侧墙部分的防水板施工，一般需要事先在隧道基坑维护结构和衬砌之间铺设找平层，找平层的材料以C20、10cm 厚的细石混凝土为宜，在找平层铺设完毕后，再进行双面自粘式防水板铺设。

（5）隧道拱顶部分防水板施工，一般需要结合现场实际情况对基面进行处理后，及时铺设单面自粘式防水板，还需要在防水板上层铺设约2.0cm 厚的聚合物防水砂浆，以对防水板起到保护作用，提高基坑的防水效果。

2.3 结构混凝土自防水施工

对于隧道深基坑施工中的混凝土浇筑和防水，需要重视混凝土制备和浇筑养护两方面内容。

（1）混凝土制备。需要事先进行混凝土试样配比，在制作3 组以上不同配合比的混凝土试样后，通过试验分析更适合实际隧道施工情况的混凝土配合比。结合工程案例，考虑到温度变化可能会导致混凝土结构出现裂缝，混凝土试样的配比需要保证水胶比在0.44 以下，且保证配合后的混凝土坍落度在120mm 左右，从而有效降低出现裂缝的概率。为了保证后续混凝土浇筑和养护的质量效果，在配合混凝土材料的过程中，还可掺入约25%的粉煤灰、高效减水剂和膨胀防水剂来保证混凝土的浇筑施工质量。

（2）混凝土浇筑施工和养护。需要重点关注温度变化对混凝土结构的影响，通过加强温度控制和提高混凝土密实度来减少裂缝的出现，提高基坑混凝土浇筑施工质量。在实际浇筑混凝土的过程中如果出现临时中断的情况，需控制恢复浇筑的时间在1h 之内。在对混凝土进行养护的过程中，一般以洒水润湿和表面覆盖保湿的方法为主，考虑到隧道深基坑支护施工中应用的混凝土体积规模较大，混凝土的养护需要超过14d。而在考虑明挖隧道工程实际施工要求后，在混凝土浇筑和养护的过程中需要加强质量管理和控制。本工程在进行质量管理的过程中，一方面，通过第三方对基坑的施工质量进行监测。例如，在第三方监测项目中，对地面沉降观测点的布置提出了明确的要求。在实际施工中，沿基坑周边和邻近建筑物布点20 个，并在基坑开工前设点进行初始测量，将各个观测点的频率控制在3～4d 观测一次，如果在实际施工中遇到突变或大暴雨季节，应适当提高观测点的观测频率；在开挖卸载阶段，观测间隔时间应不超过3d，其余情况下可延至5d；工程要求在所有基坑施工任务完成后，全面检查施工情况，对于检查中发现的质量未达标的部分，需要及时采取补救措施。另一方面，通过建立更为完善的现场施工组织机构和质量管理体系，加强对整个混凝土施工环节的质量监控和管理。

2.4 电力及综合通信管网施工安装

电力及综合通信管网施工是明挖隧道工程施工中需要重点关注的内容之一。在明挖隧道工程深基坑支护施工的过程中，作业人员需要严格依据施工方案中的规划内容，在实际施工中避免破坏既有地下管网。具体而言，在进行电力及综合通信管网施工安装的过程中，需要检查电力和各类综合通信管网的安全程度，依据施工方案设置具体的管线安装位置，而在安装的过程中，需要充分考虑既有城市管网的维护和环境因素，在施工的同时注重采取安全措施，加强整个安装过程的安全管理。同时，需要保证管网线路内部和外部连接紧密，通过技术检验的方法来保证各类管网的安装质量。除此之外，要在管网线路中安装漏电保护装置，进一步提高线路安装过程的安全性。

3 结语

综上所述，保证深基坑支护施工关键技术在城市明挖隧道工程中的应用效果，对保障隧道工程的施工质量具有重要作用。在越来越多城市朝着现代化发展的趋势下，城市隧道工程的建设数量不断增多。为了更好地保障隧道工程的施工质量，需要在进行深基坑支护施工的过程中，做好基面处理、防水板粘贴固定、结构混凝土自防水施工及电力、综合通信管网的安装工作。