隧道明挖法施工技術綜述

楊樂樂

摘要：隧道挖掘涉及多種地質(zhì)，特殊地質(zhì)下的隧道開挖易發(fā)生不可控事件，需采用合適的施工方式確保施工穩(wěn)定性。基于此，本文對隧道明挖技術深入分析，以具體的案例詳細分析了明挖技術的應用，并提出了幾點施工注意事項，不僅保證了施工的質(zhì)量與安全，而且控制了施工成本。

關鍵詞：隧道;明挖法;施工技術

引言

在箱式隧道埋深較淺且周圍環(huán)境較空闊簡單的條件下，或隧道埋置范圍內(nèi)管線眾多的場區(qū)（如電信、移動公司、強電、燃氣、自來水分布區(qū)等），地下木樁、塊石雜亂分布，其性質(zhì)和分布范圍又難以查明，若采用頂進法、盾構法等方法施工，難度甚大。多選用明挖法施工方法。明挖法的優(yōu)點是施工機械設備簡單，對一些地下障礙物容易處理，其工程進度和投資也容易控制，一般說來，明挖法的成本較低，隧道質(zhì)量也易保證。

一、明挖法施工方式

施工方法有三種基本類型：先墻后拱法、先拱后墻法和墻拱交替法。

（一）先墻后拱法。是最常用的一種方法，適用于地形有利、地質(zhì)條件較好的各種淺埋隧道和地下工程。其施工步驟是：先開挖基坑或塹壕，再以先邊墻后拱圈（或頂板）的順序施做襯砌和敷設防水層，最后進行洞頂回填。當?shù)匦魏褪┕龅貤l件許可，邊坡開挖后又能暫時穩(wěn)定時，可采用帶邊坡的基坑或塹壕。如施工場地受限制，或邊坡不穩(wěn)定時，可采用直壁的基坑或塹壕，此時坑壁必須進行支護。

（二）先拱后墻法。適用于破碎巖層和土層。其施工步驟是：從地面先開挖起拱線以上部分。按地質(zhì)條件可開挖成敞開式基坑，或支撐的直壁式基坑，接著修筑頂拱，然后在頂拱掩護下挖中槽，分段交錯開挖馬口，修筑邊墻。

（三）墻拱交替法。是上述兩種方法的混合使用，邊墻和頂拱的修筑相互交替進行，它適用于不能單獨采用先墻后拱法或先拱后墻法的特殊情況。其施工步驟是：先開挖外側邊墻部位土石方，修筑外側邊墻;開挖部分塹壕至起拱線，修筑頂拱;分段交錯開挖余下的塹壕，筑內(nèi)側邊墻。

二、明挖法防水注意事項

明挖隧道采用何種防水方法要根據(jù)開挖基坑兩側的圍護結構系統(tǒng)的類型而定。采用明挖隧道最為簡單，采用工法樁和鋼板樁支護時，防水更為困難。而圍護結構系統(tǒng)包含許多節(jié)點，防水最為復雜。除了擋土系統(tǒng)外，隧道防水也是必須的。防水不僅降低了隧道腐蝕風險和維護費用，而且延長了隧道壽命，更提高了安全性。在氣候較為寒冷時，隧道滲漏可能造成頂板結冰或者路面淌水。此外，隧道一旦投入使用，再將其關閉則極為不便這給防水維修帶來諸多限制。特別是城市隧道，要進人滲漏區(qū)段并進行維修，可供選擇的方案極為有限。闡明如何做好明挖隧道設計，并將防水設計放在重要的位置，明挖隧道防水設計需要對整個防水系統(tǒng)周密規(guī)劃以及項目設計者和主要承包商施工方密切合作與溝通，設計者通常低估了防水的重要性，導致防水施工往往無法行進，指出通過加強連接處的密封，穿孔處的防水，優(yōu)化配筋頂板排水設置等，可以達到良好的防水效果。

三、隧道施工

（一）基坑開挖?；訃o和基坑加固達到設計強度，降水已經(jīng)達到預期效果，驗收合格，經(jīng)過安全、技術、質(zhì)量交底后基坑才開挖。在開挖過程中掌握好“分段、分層、分塊、對稱、平衡、限時”六要點，遵循“豎向分層、縱向分段、開槽支撐、先撐后挖、嚴禁超挖”的施工原則。

（1）分層開挖。當基坑開挖深度大于目前常用挖土機最大挖土深度，一般小于5m時，可采用分層開挖。分層的主要依據(jù)是：基坑開挖深度、現(xiàn)有挖土機的合理挖土深度、土質(zhì)、水位情況以及綜合考慮基坑的其他要求和做法等。

（2）坡道的開設。坡道的開設要根據(jù)機械設備、開行路線以及篪工現(xiàn)場的情況而定，坡道開設是否合理是深基坑土方施工成敗的關鍵之一。坡道的寬度一般為6-8m，坡度1：6-10。坡道可開設在坑外或坑內(nèi)，也可果用坑內(nèi)外相結合的辦法，其中坡道若設在坑內(nèi)可節(jié)省場地，但將給坡道處理帶來一定困難。

（3）排水方法。確定排水方法要綜合分析土質(zhì)情況，特別是滲透系數(shù)，基坑開挖深度和寬度以及場地情況等技術資料，對各種排水方法的技術經(jīng)濟效果進行優(yōu)化對比。軟土地基中的基坑開挖一般采用明排水方法。

（二）模板工程

采用復合模板，板厚1.5cm;隧道墻和頂板的模板最好一次支設，以增強剛度;支模時，墻、頂?shù)亩纯诰毩舫呻A梯形的喇叭口（內(nèi)小外大）;模板支架必須具有足夠的剛度、強度和穩(wěn)定性，要能承受新澆砼的重量、側壓力以及施工荷載，因此對支模材料及其牢固程度等問題要通過支架設計驗算;隧道內(nèi)的頂板支架在隧道的兩端和分段處應設橫向剪刀撐.隧道外墻的支架要加斜撐，以保證隧道模板的穩(wěn)定為滿足抗?jié)B和美觀要求，隧道墻的穿墻螺栓拉桿外露部分用氣焊割去，用防水砂漿抹平。

（三）大體積混凝土澆筑

大體積混凝土施工易產(chǎn)生裂縫，產(chǎn)生裂縫有各方面的原因。如分段是否妥當、結構形式及約束情況，混凝土的均勻性、原材料質(zhì)量、模板剛度，環(huán)境溫度等，都可能引起大體積混凝土的裂縫，其中溫度裂縫是主要現(xiàn)象。因此，施工時要嚴格控制溫度及混凝土配合比，保證混凝土質(zhì)量均勻，振搗密實，養(yǎng)護保溫及時。故施工時應嚴格做好以下幾點：（1）材料：石子中的含泥量不超過1%;粗砂中的含泥量不超過3%（平均粒徑不大于0.5mm）;水泥應采用低水化熱水泥，并可摻一定量的粉煤灰。原材料均應做抽樣試驗。（2）原材料及外加劑配合比要準確。（3）混凝土必須保證攪拌均勻。自拌砼的坍落度要嚴格控制在扣4cm，泵送砼的坍落度控制在14cm以內(nèi)。（4）砼澆筑時不得產(chǎn)生離析，混凝土自高處傾落時，其自由傾落高度不宜超過2m，當超過2m時，應用串筒或斜槽下料。若采用泵送砼應將導管放低，減小硅對模板的沖擊力。（5）墻體混凝土采用分層水平澆筑時，每層厚度宜30-50cm。上下層間隔時間不得超過1.5h，并使?jié)仓蟮捻艤囟确植急容^均勻。但應注意表面水分蒸發(fā)或受凍。澆筑砼時應分別從兩頭同步循環(huán)往上澆筑。當澆到頂板底時，稍待沉實后，從一端向另一端澆筑砼頂板。

四、結束語

明挖法具有施工機械簡便、通用，工程造價較低，遇到障礙物容易處理等優(yōu)點，當隧道埋深較淺，周邊環(huán)境要求不太苛求的情況下，當屬首選的方法。在軟土地基中采用明挖法時，必須著重對基坑支護、基底涌水以及對周圍建筑物及市政管線保護等問題予以高度重視。

參考文獻：

[1]孫鈺程.城市廂式隧道明挖法施工技術探析[J].中華建設，2018（11Z）：58-59.

[2]朱偉.隧道明挖施工技術的應用[J].四川建材，2019，45（05）：131-132+134.

（作者單位：中鐵十五局集團城市建設工程有限公司）