明城墻畔城市隧道改建保護型拆除技術(shù)研究與應(yīng)用

靳坤

摘要：南京城西干道綜合改造工程施工中，原集慶門隧道需拆除拓寬重建。原集慶門東側(cè)緊鄰明城墻，隧道拆除過程中必須保_護明城墻不受損壞。本文主要從安全性、對交通的影響、經(jīng)濟性、施工工期長四個方面短對隧道拆除的三種方法爆破法、切割法和機械破碎法進行比較分析，得出切割法加機械破碎法為最合理的拆除方法，并闡述拆除施工技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：明城墻；保護；隧道拆除；切割法；機械破碎法

中圖分類號：U452.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）05—113—03

1概述

城西干道是南京老城核心區(qū)西部的一條連接南北的重要隧道，為彌補現(xiàn)有及規(guī)劃隧道容量不足的現(xiàn)象，提高隧道密度，疏解干道交通，擬對城西干道進行綜合改造，原有集慶門隧道為四車道，不能滿足設(shè)計要求，因此需將原有隧道拆除，新建六車道隧道。

原集慶門隧道拆除前，先期進行靠近城墻一側(cè)新建隧道的支護樁建設(shè)，隧道外側(cè)秦淮河鋼板圍堰建設(shè)及交通疏通工程的建設(shè)。隧道部分的拆除工作在順河橋上部結(jié)構(gòu)拆除后進行。

拆除工作不得對交通造成實質(zhì)性影響；不得對集慶門外臨時鋼架橋造成影響；不得對西側(cè)墻外止水維護結(jié)構(gòu)造成破壞。同時施工做到安全、環(huán)保。

隧道拆除時需考慮新隧道支護體系以及明城墻安全，采用跳倉拆除、跳倉新建。隧道主體按照頂板、中隔墻、側(cè)墻順序，最后拆除底板。

2方案比選

集慶門隧道的拆除可采用爆破法、切割法和機械破碎的方法。無論采用那種方法，仍需使用機械進行二次破碎和清運。

2.1拆除方法

2.1.1爆破法

爆破法分為以炸藥為能源破壞介質(zhì)的瞬態(tài)爆破和以彭漲劑為能原的靜態(tài)爆破。瞬態(tài)爆破，可在爆破瞬間對爆破對象破碎解體，爆破作用快，效果顯著，有利于后期的機械二次破碎與清除。其有害效應(yīng)體現(xiàn)在，爆破時會產(chǎn)生爆破震動、爆破飛石、爆破粉塵與噪聲等。靜態(tài)爆破可避免上述有害效應(yīng)，但只適用于禁止爆破區(qū)域。

2.1.2切割法

切割法對平面結(jié)構(gòu)且厚度較薄的可用盤踞切割，其它結(jié)構(gòu)則使用鏈踞切割成塊。對于懸空結(jié)構(gòu)，須采用滿堂支架進行支承，以免切割塊體的脫落。對切割的塊體，需用吊裝設(shè)備與運輸車輛將其吊離現(xiàn)場其優(yōu)點是噪聲小，無粉塵污染。而切割成本高。采用切割設(shè)備切割箱梁之間的連接絞縫。

2.1.3機械法

現(xiàn)場破巖設(shè)備發(fā)展迅速，且功率越來越大，過去一般機械難以克服的大型鋼筋混凝土塊體都可以破碎和拆除，且作業(yè)效率較高。其缺點是施工噪聲大，對相鄰介質(zhì)會產(chǎn)生較大的擾動。

2.2方案比較

2.2.1安全性比較

（1）爆破法：每次爆破都須對爆破點周圍200m范圍內(nèi)實行安全警戒，疏散危險區(qū)域人員、車輛，臨時中斷交通等，組織難度大，容易引發(fā)社會廣泛關(guān)注，并且需要充分論證、安全評估并辦理行政審批手續(xù)。而采用靜態(tài)破碎法，不適合大厚度的鋼筋混凝土的破碎，也難以保證止水維護結(jié)構(gòu)不受破壞。

（2）切割法：隧道內(nèi)用滿堂支架，先對頂板、隔墻和側(cè)墻進行切割與吊裝。除支架穩(wěn)定性和吊裝過程存在一定的安全風(fēng)險外，其它過程是安全可控的。并且在隧道外側(cè)墻拆除過程中，可有效地保證外側(cè)止水維護結(jié)構(gòu)的少受擾動，有利于保留的止水維護結(jié)構(gòu)的安全。切割法采用濕式施工，無粉塵污梁，噪聲低，是安全又環(huán)境的施工方法。

（3）機械破碎法：由于在地面施工，機械操作的安全性好，施工速度快，成本低；缺點是施工過程噪聲大粉塵多，需采取噴淋等技術(shù)措施。

2.2.2對交通的影響

（1）爆破法：爆破時須對爆破點周圍200m范圍進行爆破安全警戒，臨時中斷交通。每次爆破后須進行爆破效果檢查和各種保護目標的安全性檢查，每次中斷交通時間一般為2小時。一旦出現(xiàn)異常情況時，將警戒與交通管制更長時間。

（2）切割法：在隧道主體范圍內(nèi)施工，吊車與運輸車輛在隧道內(nèi)，無需占用圍擋外道路影響交通。

（3）機械破碎法：同切割法。

2.2.3經(jīng)濟性比較

切割法成本最高，爆破法其次，機械法成本最低。

2.2.4工期比較

爆破法：工期可控制在50天；

切割法：由于施工程序復(fù)雜，進度慢，工期至45天；

機械破碎法：由于施工程序相對簡單，工期在35天。

2.2.5綜合比較

綜合以上分析比較，可以看出，采用切割法加機械破碎法更適合本項目的需要。

3工程難點

（1）工期緊，節(jié)點工期明確。

（2）對止水帷幕、西側(cè)支護樁及新建構(gòu)筑物的保護使得部分拆除必須使用切割式輔助手段。

（3）本拆除工程需跳倉拆除、跳倉新建，施工環(huán)境復(fù)雜，空間狹小，施工難度大。

4施工技術(shù)措施

4.1拆除原則

（1）隧道暗埋段頂板及西側(cè)墻體全部采用切割工藝，隧道敞開段及暗埋段東側(cè)墻體采用機械破除。

（2）結(jié)合本工程特點，切割施工過程中工作面較為緊張，大型機械不易展開，故切割分塊重量不宜選擇過大。

（3）根據(jù)隧道圖紙信息，盡量避開鋼筋數(shù)量較多的截面位置設(shè)計切割線。

4.2隧道拆除順序

根據(jù)總工期計劃，首先進行7-2#倉和9-2#倉拆除，然后依次進行7-1#、9-1#、6-1#、10-1#、6-2#、10-2#、5#、11#、4#、12#、3#、13#、2#、14#、1#和15#頂板、側(cè)墻及東（或西）半幅底板拆除，最后完成8#倉拆除，最后從里向外倒著拆除剩下的西（或東）半幅底板。

4.3隧道拆除措施

（1）側(cè)墻切割

側(cè)墻切割，擬投入4臺片鋸?fù)瓿蓚?cè)墻切割任務(wù)，2臺片鋸切2道橫縫，2臺片鋸切豎縫。切橫縫時保證下面一道的作業(yè)空間，橫縫切在距底板0.5m高的位置，另一道橫縫切在3.5m高位置；豎縫計劃間距2.5m。

（2）頂板切割

頂板切割主要是指8#倉頂板切割，因為8#倉位于鋼便橋下，凈空有限，鑿巖機直接破除效率低，很難按節(jié)點工期完成拆除任務(wù)。因此，對8#倉頂板和側(cè)墻先行切割，按照橫縫間距2.5m，縱縫靠側(cè)墻和中間隔墻的兩邊設(shè)置。

（3）頂板拆除

8#倉頂板切割后就形成了寬2.5m，長9.5m的長條形塊體，切割時采用繩鋸，切割有效深度0.75m，對于厚度0.8m的頂板，剛好最下邊的一層鋼筋沒有切斷，能有效防止砼塊體突然掉落。切割后采用液壓剪將頂板剪碎。

其余倉頂板采用鑿巖機站立于頂板上直接破除的作業(yè)方式，作業(yè)效率高，安全可靠。

（4）墻體拆除

西側(cè)墻外是止水帷幕和支護樁，需要保留，不能破壞，因此，西側(cè)墻破除不能用鑿巖機對著墻體直接破除，而是必須切割成塊體后用鑿巖機扳倒后在地板上破除；東側(cè)墻和中間隔墻可以直接用鑿巖機正對著破除，破除效率高，安全穩(wěn)定。

西側(cè)1排支護樁，東側(cè)2排支護樁，西側(cè)支護樁緊鄰止水帷幕且作為新隧道的結(jié)構(gòu)需要保留，最東邊1排支護樁緊鄰新建帷幕，因此，西側(cè)墻和最東側(cè)支護樁必須先行在根部切割，然后在切割部位輕輕打一個三角形口子，用鑿巖機將樁體扳倒在底板上破除，防止震動引起西側(cè)樁和東側(cè)新建止水帷幕的破壞。

（5）底板破除

隨著各倉的進展，倒退著破除剩余底板。鑿巖機破除底板時炮頭正對著底板，能最佳發(fā)揮鑿巖機的功效，因此，破除底板作業(yè)速度最快。

（6）廢渣外運

廢渣外運均安排在晚上進行，每天產(chǎn)生的廢渣當(dāng)天晚上即可外運完畢，廢渣外運不占用總工期時間。

5結(jié)束語

集慶門隧道東側(cè)為明城墻、西側(cè)為秦淮河，均為南京市的名片，保護好明城墻是每一個建設(shè)者的責(zé)任，在設(shè)計上采用了雙排樁的設(shè)計。老隧道采取跳倉拆除、跳倉新建方案，最大限度減少對明城墻的擾動。