“半蓋半挖法”在城市景區(qū)環(huán)保型隧道負(fù)埋深段施工中的應(yīng)用

李利強(qiáng)

摘要：本文主要介紹了半蓋半挖法在城市景區(qū)環(huán)保型隧道負(fù)埋深段施工中的應(yīng)用。僅供大家參考。

關(guān)鍵詞：半蓋半挖法；城市景區(qū)；施工

1 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通擁堵問題日趨嚴(yán)重，特別是一些一線城市尤為突出，加快城市道路建設(shè)已經(jīng)迫在眉睫，杭州紫之隧道工程，從紫金港路到之浦路，全長(zhǎng)14.4公里，是全國(guó)最長(zhǎng)的城市隧道。紫之隧道工程的建設(shè)，將對(duì)完善杭州市第三象限道路網(wǎng)、緩解西湖風(fēng)景區(qū)交通壓力、加強(qiáng)主城西側(cè)南北向交通聯(lián)系以及對(duì)外聯(lián)系、經(jīng)濟(jì)交往協(xié)作、改善周邊地塊道路環(huán)境均具有重要意義，對(duì)社會(huì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)所產(chǎn)生的效益顯著。但紫之隧道位于西湖景區(qū)，施工環(huán)境保護(hù)要求高，同時(shí)施工用地限制大，工程項(xiàng)目建設(shè)以“不破壞就是最大的保護(hù)”為環(huán)保理念，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)與自然地和諧。下面結(jié)合一個(gè)工程實(shí)例，介紹“半蓋半挖法”在城市景區(qū)環(huán)保型隧道負(fù)埋深段施工中的應(yīng)用。

2 紫之隧道2#西線半蓋半挖法施工

2.1 工程概況及研究背景

紫之隧道2#隧道西線負(fù)埋深段位于距離洞口段60m處，長(zhǎng)度15m，最大負(fù)埋深2.8m，原設(shè)計(jì)采用蓋挖法施工，即先在該段開挖邊仰坡，然后施作混凝土護(hù)拱，最后采用暗挖法通過。但此露頭段位于龍井茶園山坳，原設(shè)計(jì)方案必須征用紅線外茶園和林地，修建臨時(shí)運(yùn)輸便道，在露頭段施做鋼架砼預(yù)支護(hù)拱，但臨時(shí)用地征用困難，而且投資巨大，并且對(duì)景區(qū)環(huán)境破壞嚴(yán)重。

2.2 施工方案比選

2.2.1原設(shè)計(jì)施工方案（蓋挖法）

1、邊仰坡開挖

邊仰坡自頂向下分層開挖，回填線以下坡率1：0.5，回填線以上坡率1：0.75，噴C25砼10cm，掛Φ8鋼筋網(wǎng)@20×20cm，Φ22砂漿錨桿L=3.5m，間距1.5m×1.5m，梅花型布置。

2、護(hù)拱施作參數(shù)

護(hù)拱采用50cm厚C30鋼架混凝土，拱部130°設(shè)置，拱腳處為擴(kuò)大基礎(chǔ)，并采用Φ25中空注漿錨桿L=4.5m鎖腳。護(hù)拱內(nèi)輪廓與原初支內(nèi)輪廓保持一致，護(hù)拱內(nèi)預(yù)埋初期支護(hù)中I22a工字鋼，縱向間距50cm，取消護(hù)拱范圍內(nèi)的超前支護(hù)和系統(tǒng)錨桿。

3、回填

護(hù)拱施作完畢混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，回填土石，上覆粘土隔水層，厚度50cm，保證拱頂附土厚度不小于1.5m，植草綠化。

4、排水設(shè)計(jì)

護(hù)拱回填層外施作M10漿砌片石渡槽引排原有地表水，設(shè)置范圍為隧道中線兩側(cè)各30m。

圖1：原設(shè)計(jì)K5+075～K5+090（15m）段施工圖

2.2.2 原設(shè)計(jì)方案存在問題

1、由于施工便道在原臨時(shí)征地紅線外，臨時(shí)征地審批手續(xù)繁瑣，耗時(shí)較長(zhǎng)；

2、該方案需修建臨時(shí)便道，并且要開挖邊仰坡，對(duì)景區(qū)環(huán)境破壞較大；

3、該方案施工周期長(zhǎng)，投資金額較大。

2.2.3 優(yōu)化后施工方案（半蓋半挖法）

總體思路：以“不破壞就是最大的保護(hù)”為環(huán)保理念，不開挖邊仰坡，“零進(jìn)零出”，對(duì)露頭段兩側(cè)的仰坡進(jìn)行加固，然后強(qiáng)行出洞施工護(hù)拱，再二次進(jìn)洞。

1、反向施工超前小導(dǎo)管

在負(fù)埋深段出口處反向打設(shè)Φ42mm雙層超前注漿小導(dǎo)管，外層小導(dǎo)管長(zhǎng)度6.0m，以10°角打入，環(huán)向間距中距中30cm；內(nèi)層小導(dǎo)管長(zhǎng)度6m，以5°角打入，環(huán)向間距中對(duì)中30cm。打設(shè)范圍為拱頂120°范圍。與洞內(nèi)雙層小導(dǎo)管形成搭接交錯(cuò)的棚架作用，然后強(qiáng)行出洞。

2、半蓋半挖法施工

（1）機(jī)械出洞

隧道露頭后，根據(jù)挖掘機(jī)出洞所需要的高度（大約3m）開挖中槽，具備挖掘機(jī)出洞高度后挖機(jī)出洞。

（2）挖機(jī)出洞后先清除施工區(qū)域原地表的雜草和松散土。

（3）測(cè)量人員放出隧道二次進(jìn)洞的實(shí)際里程（要求拱頂覆土1.5m以上）以及護(hù)拱施工開挖邊線，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)高程計(jì)算開挖深度。

（4）根據(jù)地形測(cè)量結(jié)果開挖上臺(tái)階工字鋼腳板基礎(chǔ)，開挖高度為洞內(nèi)三臺(tái)階施工上臺(tái)階高度。

（5）在負(fù)埋深段二次進(jìn)洞處正向打設(shè)雙層超前注漿小導(dǎo)管，外層小導(dǎo)管長(zhǎng)度6.0m，以10°角打入，環(huán)向間距中距中20cm；內(nèi)層小導(dǎo)管長(zhǎng)度6m，以5°角打入，環(huán)向間距中距中20cm。打設(shè)范圍為拱頂120°范圍。

（6）在15m負(fù)埋深里程段內(nèi)立設(shè)上臺(tái)階工字鋼，工字鋼型號(hào)為I22a，縱向間距50cm，拱腳打設(shè)L=4.5m鎖腳錨桿（每榀8根），連接筋間距1m，通長(zhǎng)雙面焊接，安裝雙層鋼筋網(wǎng)片@20×20cm，C25噴射混凝土厚度50cm（拱腳位置噴射混凝土厚度80cm）。為提高噴射混凝土密實(shí)度，工字鋼立好后，內(nèi)模采用石棉板封閉，然后再采用從上而下噴射混凝土。

（7）洞內(nèi)施工仍按照原設(shè)計(jì)施工。

（8）在初期支護(hù)封閉成環(huán)后，工字鋼外層（原設(shè)計(jì)套拱范圍內(nèi)）用防水砂漿抹面，厚度5cm，然后鋪設(shè)“兩布一板”防水層，及時(shí)施工仰拱和二次襯砌。

（9）二次襯砌施工完成達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，根據(jù)征地進(jìn)度原設(shè)計(jì)施工洞頂護(hù)拱回填土及防排水系統(tǒng)。

圖2：優(yōu)化后K5+075～K5+090處護(hù)拱施工圖

2.3實(shí)施效果

由于施工方案的優(yōu)化，負(fù)埋深段施工過程中僅占用紅線范圍內(nèi)施工用地120m2，與原方案相比節(jié)約用地580m2，并且避免了修建臨時(shí)便道對(duì)地表植被的破壞，很好的保護(hù)了施工場(chǎng)地的環(huán)境，而且洞內(nèi)運(yùn)輸減少了對(duì)周邊環(huán)境的影響，降低了粉塵污染。