特殊地形條件下隧道明洞施工技術(shù)探討

杜 松

(中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司，重慶 400000)

0 引言

隨著重慶市經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)也日趨完善。在已建成并投入使用的諸多市政工程中，出現(xiàn)了許多洞口地形條件特殊、建設(shè)場地狹小的隧道工程。然而，在目前的市政工程建設(shè)中我們發(fā)現(xiàn)，隨著基礎(chǔ)設(shè)施的不斷整合，諸如出入口二隧道明洞工程建設(shè)所處特殊位置的隧道工程越來越多，甚至更特殊、更復(fù)雜。在施工過程中，如何快速、安全完成建設(shè)工程，確保建設(shè)工程周邊構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)安全問題是擺在我們面前的一個急需解決的課題。

1 工程概況

出入口二明洞工程毗鄰民國外交部舊址和西三水產(chǎn)市場，設(shè)計(jì)建筑界限寬7.00 m，高3.59 m，開挖跨度8.70 m。線路左側(cè)結(jié)構(gòu)邊線距西三水產(chǎn)市場結(jié)構(gòu)邊線4.22 m;線路右側(cè)結(jié)構(gòu)邊線距民國外交部舊址結(jié)構(gòu)邊線4.24 m，明洞段隧址埋深在4 m～11 m之間。設(shè)計(jì)方案揭示，開挖邊線將侵入民國外交部舊址基礎(chǔ)2.10 m，侵入西三水產(chǎn)市場基礎(chǔ)1.70 m。按設(shè)計(jì)方案組織施工，將迫使上述構(gòu)筑物基礎(chǔ)懸空、長時間裸露，若施工方法和支護(hù)方式處理不當(dāng)，很容易造成構(gòu)筑物傾塌事故，嚴(yán)重威脅構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)安全。通過對提出的“鋼管樁加固，垂直開挖”和“抗滑樁加固，小坡率開挖”方案進(jìn)行比選，充分考慮毗鄰構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)安全、明洞施工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益等因素，結(jié)合現(xiàn)場特殊地形條件、施工圖紙和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、要求，出入口二明洞工程采用“抗滑樁加固，小坡率開挖”施工。于民國外交部舊址基礎(chǔ)，靠近線路一側(cè)設(shè)置6根抗滑樁施工，并加強(qiáng)邊坡錨噴防護(hù)，確保民國外交部舊址和西三水產(chǎn)市場多層建筑結(jié)構(gòu)安全。結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)平面布置如圖1所示。

圖1 隧道明洞結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)平面布置圖

2 方案優(yōu)化、選擇

2.1 施工工藝

明洞施工的安全、質(zhì)量和進(jìn)度控制，關(guān)鍵在于民國外交部舊址和西三水產(chǎn)市場建筑結(jié)構(gòu)的安全防護(hù)措施是否到位，只有在確保其結(jié)構(gòu)安全的前提下，才能降低明洞施工安全風(fēng)險，創(chuàng)造良好的施工平臺，提高明洞施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度。因此，本工藝率先施工靠近民國外交部舊址側(cè)抗滑樁，待樁結(jié)構(gòu)施工結(jié)束達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，小坡率放坡開挖明洞土石方工程，開挖完成后及時施作明洞襯砌和防排水工程，然后對明洞進(jìn)行快速回填，使其達(dá)到新的受力平衡，進(jìn)而確保構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)安全，保證其使用壽命。具體工序施作順序如下:

抗滑樁施工→土石方開挖→邊坡防護(hù)→明洞仰拱、回填施工→明洞二襯施工→明洞防排水施工→明洞回填。

2.2 地表構(gòu)筑物沉降、位移監(jiān)測

在民國外交部舊址、西三水產(chǎn)市場靠近出入口二線路側(cè)，各埋設(shè)一排地表沉降、位移監(jiān)測樁。施工過程中加強(qiáng)對地表沉降、位移監(jiān)測的信息反饋，若連續(xù)3 d沉降、位移均達(dá)到1 cm以上則表明明洞的施工已對地表構(gòu)筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有一定的影響，采取減慢土石方開挖施工進(jìn)度的方法來確保結(jié)構(gòu)安全;若連續(xù)3 d沉降、位移均達(dá)到2 cm以上則表明明洞的施工對構(gòu)筑物基礎(chǔ)影響明顯，應(yīng)立即停止施工并應(yīng)啟動應(yīng)急預(yù)案，采取相應(yīng)基礎(chǔ)加固措施。

2.3 抗滑樁加固施工

施工前，根據(jù)控制點(diǎn)定出樁位。在鎖口混凝土施工完成后于護(hù)圈兩側(cè)設(shè)置樁位復(fù)合點(diǎn)位，并在施工過程中加強(qiáng)對垂直度，結(jié)構(gòu)尺寸等控制力度。由于抗滑樁所處地質(zhì)條件較差，抗滑樁采用跳樁施工，受到周邊環(huán)境的限制，抗滑樁采用非爆破方式人工切割法進(jìn)行開挖;孔內(nèi)采用人工裝碴，孔口安裝支架及慢速卷揚(yáng)機(jī)吊桶提升出碴;棄碴人工運(yùn)至臨時存碴點(diǎn)集中堆放，一定數(shù)量后用棄碴車運(yùn)至指定的棄碴場;抗滑樁開挖結(jié)束后及時組織驗(yàn)樁和鋼筋混凝土澆筑施工。

2.4 小坡率土石方開挖及邊仰坡防護(hù)

邊、仰坡開挖采用機(jī)械自上而下分層開挖，開挖至設(shè)計(jì)坡度及標(biāo)高后，局部欠挖地方人工配合修整。邊、仰坡采用錨噴防護(hù)，布置形式為:錨桿間距120 cm×120 cm，梅花形布置;掛網(wǎng)采用φ8鋼筋網(wǎng)片，鋼格尺寸為20 cm×20 cm;采用C30噴射混凝土錨噴支護(hù)。

2.5 明洞襯砌、防排水及回填施工

仰拱澆筑宜采用整幅開挖施工，最大單次澆筑長度不得超過7.5 m，二襯混凝土應(yīng)緊跟仰拱施工。為有效控制邊坡位移、沉降，確保地表構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)安全，二襯施工時可不按臺車長度模數(shù)施工，根據(jù)仰拱實(shí)際施工情況，結(jié)合監(jiān)測資料，及時施作二次襯砌。二次襯砌施工完畢后，及時進(jìn)行明洞防水層施工。明洞防排水施工后應(yīng)及時進(jìn)行明挖部分的回填工作。明挖回填在二次襯砌混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行，上層回填部分采用夯實(shí)土分層壓實(shí)回填，側(cè)墻回填應(yīng)兩側(cè)對稱進(jìn)行，每層厚度不大于0.3 m，兩側(cè)回填土面的高差不得大于0.5 m?；靥钪僚c拱頂齊平后，再分層滿鋪填筑至設(shè)計(jì)高度。機(jī)械回填應(yīng)在人工夯填超過拱頂1.0 m以上后進(jìn)行;表層回填土采用100 cm 6%灰土隔水層和50 cm種植土回填。拱背回填粘土隔水層時，隔水層應(yīng)與地表搭接良好，封閉緊密，防止地表水下滲影響回填體的穩(wěn)定。

3 結(jié)語

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，像出入口二隧道明洞工程這樣特殊地形條件的工程建設(shè)設(shè)計(jì)與施工在今后將日益增多。根據(jù)對出入口二隧道明洞工程施工方法的總結(jié)表明，該方法是成功的，切實(shí)可行的。該施工工藝有效保證了西三水產(chǎn)市場和民國外交部舊址結(jié)構(gòu)安全，并順利完成該段落的結(jié)構(gòu)建設(shè)施工，為后續(xù)洞內(nèi)工程施工奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。采用該方案施工，主要有以下優(yōu)點(diǎn):

1)對民國外交部舊址及西三水產(chǎn)市場多層建筑基礎(chǔ)擾動小;2)克服場地狹小，地形特殊等不利施工因素，可以將施工作業(yè)面控制在最小范圍內(nèi)，最大限度減小對房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的擾動、破壞;3)施工周期短，降低施工工期對房屋結(jié)構(gòu)造成的安全風(fēng)險。采用抗滑樁施工資源配置簡單，人員、設(shè)備進(jìn)出場速度較快，可在短時間內(nèi)完成施工，減少結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)裸露和擾動時間，快速施工完成后可以及時組織明洞回填，從而達(dá)到新的受力平衡，起到對結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的保護(hù)作用;4)采用該方法施工時，應(yīng)加強(qiáng)對兩側(cè)構(gòu)筑物的監(jiān)測頻率，及時反饋監(jiān)測信息用以指導(dǎo)施工，確保構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)安全，必要時應(yīng)采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。

［1］朱培良，邵德良，徐正明，等.偏壓狀態(tài)下隧道洞口段明洞暗挖施工［J］.浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012(2):36-37.

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［3］吳榮峰.隧道洞口施工技術(shù)［J］.鐵道工程學(xué)報，2008(11):42-43.