市政隧道工程施工技術(shù)探討

孫涵生

（南平市市政工程有限公司）

市政隧道工程施工技術(shù)探討

孫涵生

（南平市市政工程有限公司）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和改革的不斷深入，我國(guó)城市化水平也不斷擴(kuò)大和提高，而市政工程建設(shè)與城市化的發(fā)展始終是緊密相連的。當(dāng)前，伴隨著城市人口密集的增加和滿(mǎn)足我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的需要，如何提高市政工程建設(shè)水平已成為了當(dāng)前重要的難題。市政隧道工程項(xiàng)目是市政工程的重點(diǎn)項(xiàng)目，因?yàn)榫哂泄こ痰刭|(zhì)條件復(fù)雜、施工難度大、不可預(yù)見(jiàn)因素多以及施工風(fēng)險(xiǎn)多等特點(diǎn)，成為了市政工程建設(shè)項(xiàng)目中的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。本文結(jié)合筆者在南平市獅子山隧道工程施工中的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)隧道工程的施工技術(shù)的要點(diǎn)進(jìn)行了深入的探討，希望為以后的市政隧道工程施工，起到幫助和借鑒的作用。

市政工程；獅子山隧道；施工技術(shù)；探討

1　隧道工程概況

獅子山隧道位于南平市浦南高速南平城區(qū)連接線(xiàn)道路的中段，隧道東起湖尾村，在大家廠(chǎng)村東北側(cè)山體出洞。隧道區(qū)地形總體趨勢(shì)為中間高、兩端低，所穿山脊最高高程約為260m，湖尾村側(cè)地面高程在112.3～143.2m之間，大家廠(chǎng)村側(cè)地面高程為125.0～95.4m之間。隧道單洞長(zhǎng)分別是左線(xiàn)1069m，右線(xiàn)1042m。場(chǎng)地覆蓋層主要有人工填土、第四系沖洪積層及殘坡積層，下伏基巖為燕山早期第三次黑云母花崗巖。

隧道所處地區(qū)為亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，溫暖潮濕，雨量充沛，降雨在年內(nèi)可分為四個(gè)時(shí)期：3～4月的春雨期，5～6月的梅雨期，7～9月的臺(tái)風(fēng)雨期及10～次年2月的少雨期。所在地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造主要為小規(guī)模的斷裂及破碎帶，未發(fā)現(xiàn)有大的斷層破碎帶存在，以近南北向和北東向?yàn)橹?，伴隨有北北西和北西西向的共軛結(jié)構(gòu)面，該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造為相對(duì)穩(wěn)定區(qū)。

2　隧道工程新技術(shù)的采用和施工流程

2.1新技術(shù)的采用

隧道工程是地下工程，具有隱蔽性、復(fù)雜性的特征。目前地質(zhì)勘察手段很難完全、準(zhǔn)確的判斷出隧道所經(jīng)區(qū)域的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況，因此，施工時(shí)在地質(zhì)調(diào)查等綜合判斷的基礎(chǔ)上，需要時(shí)應(yīng)采用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)等手段，清楚地了解開(kāi)挖掌子面前方的地質(zhì)情況，保證施工安全。隧道在施工期間，可采用TSP203超前探測(cè)系統(tǒng)、GPR（探地雷達(dá)）和超前地質(zhì)水平鉆孔等綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)手段，對(duì)工作面前方圍巖、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況進(jìn)行比較準(zhǔn)確、全面、系統(tǒng)的探測(cè)和判斷，確定不良地質(zhì)體的位置和危害程度，結(jié)合監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，提出施工措施和建議，確保工程施工順利進(jìn)行。

2.2施工流程

該隧道工程總體施工順序?yàn)椋菏┕で皽?zhǔn)備→進(jìn)出口明挖→洞外臨時(shí)排水系統(tǒng)及支護(hù)→超前管棚或小導(dǎo)管支護(hù)→洞挖→初期支護(hù)→鋪設(shè)排水盲管、防水板→模筑二次襯砌→管溝、人行道、檢修道施作→路基、路面施工→管理房、配電房施工→隧道附屬設(shè)施施工→洞內(nèi)裝潢和洞門(mén)結(jié)構(gòu)的裝潢。

3　隧道工程施工技術(shù)要點(diǎn)分析

3.1隧道開(kāi)挖要點(diǎn)

在隧道開(kāi)挖過(guò)程中，建議Ⅱ級(jí)圍巖采用全斷面開(kāi)挖法施工，Ⅲ級(jí)圍巖采用臺(tái)階開(kāi)挖法施工，Ⅳ級(jí)圍巖采用臺(tái)階分部（留核心土）開(kāi)挖法施工。并應(yīng)堅(jiān)持“短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的原則，采用機(jī)械開(kāi)挖和人工配合進(jìn)行施工。在施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）在洞口開(kāi)挖前，應(yīng)及早清理洞頂坡面，并做好地表水引排工作。應(yīng)及早施工，盡量避免冬期和雨季施工，在低洼處施工時(shí)應(yīng)隨時(shí)對(duì)洞口的邊仰坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有失穩(wěn)跡象需及時(shí)采取措施。

（2）開(kāi)挖時(shí)按照設(shè)計(jì)要求從上至下開(kāi)挖邊仰坡，并及時(shí)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行邊仰坡的防護(hù)加固。

（3）邊仰坡連接處采用圓弧順接法進(jìn)行開(kāi)挖，洞口段擋墻和路塹擋墻需使用墻面順坡連接，在擋墻處設(shè)置φ80的泄水孔，保證墻后滲水的順利排除。

（4）邊仰坡使用水泥砂漿片石網(wǎng)格進(jìn)行支護(hù)，防止因隧道施工所導(dǎo)致的環(huán)境惡化以及邊仰坡遇水沖坍塌影響到結(jié)構(gòu)和行車(chē)的安全。在邊仰坡的開(kāi)挖施工中，應(yīng)盡量減少開(kāi)挖范圍，以保護(hù)地表植被和周邊環(huán)境。

（5）采用臺(tái)階法等方法進(jìn)行施工時(shí)，下部斷面的落底和封閉應(yīng)在上部斷面初期支護(hù)基本穩(wěn)定后進(jìn)行。

3.2隧道防排水要點(diǎn)

隧道防排水可分為隧道外防排水和隧道內(nèi)防排水。

（1）隧道外防排水

主要方法為在隧道施工和運(yùn)營(yíng)期的洞口處修建路側(cè)排水溝和邊、仰坡截水溝。在具體施工時(shí)，應(yīng)注意在暗洞口開(kāi)挖坡線(xiàn)外約6m處設(shè)0.5×0.5梯形截水溝，以截留坡面水，并向兩側(cè)排放；在洞口開(kāi)挖坡面上，根據(jù)需要打排水孔。

（2）隧道內(nèi)防排水

隧道內(nèi)防排水應(yīng)按照“以防為主，排堵結(jié)合”的原則進(jìn)行防排水設(shè)計(jì)施工。具體施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

設(shè)置隨機(jī)排水孔和縱橫向軟式透水管溝作為排水通道，并在初期支護(hù)和二次襯砌過(guò)程之間，掛設(shè)點(diǎn)復(fù)合式復(fù)合防水板以隔水；對(duì)開(kāi)挖過(guò)程中的出水點(diǎn)和潛在的出水點(diǎn)，均應(yīng)打出φ36的隨機(jī)排水孔，L=1.5m左右，接至環(huán)向盲溝之中，再排至排水溝；在噴層后面每隔3～5m鋪設(shè)φ50的強(qiáng)速型軟式透水管作為環(huán)向盲溝，在側(cè)墻腳設(shè)φ100縱向軟式透水管，并設(shè)φ50 PVC橫向排水管，將圍巖滲水排入路邊排水溝，φ50 PVC橫向排水管的間距應(yīng)為5m；未設(shè)仰拱路段，按每隔8m設(shè)橫向的地下盲溝，以排除路面下巖層滲水；在明洞結(jié)構(gòu)外表面刷防水涂料，在沉降縫和施工縫中設(shè)外貼式止水帶、中埋式止水帶、止水條；在行車(chē)道的兩側(cè)設(shè)排水溝，以匯集圍巖滲水、路面底積水和路面水，并最終納入到洞外的排水明渠中。

3.3隧道支護(hù)要點(diǎn)

（1）錨桿支護(hù)施工要點(diǎn)

錨桿操作的位置應(yīng)使用紅漆進(jìn)行標(biāo)識(shí)；所有錨桿都應(yīng)安裝墊板，當(dāng)錨桿不垂直巖面時(shí)，可使用墊片進(jìn)行調(diào)整，錨桿安裝后外露的長(zhǎng)度不得超過(guò)10cm；對(duì)中空錨桿的注漿，監(jiān)管人員應(yīng)在旁監(jiān)督記錄，嚴(yán)禁出現(xiàn)不注漿的行為；為確保錨桿的施工質(zhì)量，應(yīng)對(duì)拱部的錨桿采用專(zhuān)業(yè)的錨桿機(jī)進(jìn)行施工操作，錨桿機(jī)的性能應(yīng)滿(mǎn)足硬巖條件下的鉆孔要求。

（2）噴射混凝土支護(hù)施工要點(diǎn)

每次噴射的厚度應(yīng)按照噴射部位和設(shè)計(jì)厚度決定，初次噴射的厚度不應(yīng)小于4cm；噴射作業(yè)應(yīng)分片、分段的由下而上進(jìn)行，每一段的長(zhǎng)度最好不要超過(guò)6m；噴混凝土應(yīng)均勻密實(shí)，且表面光亮平順，沒(méi)有流淌和干斑現(xiàn)象，對(duì)不平順處應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)噴，可使用直尺檢查表面的平整度；噴頭距離巖面的距離以0.6～1.2m為佳，并保持與受?chē)娒娲怪薄?/p>

（3）超前小導(dǎo)管注漿支護(hù)施工要點(diǎn)

超前小導(dǎo)管支護(hù)所使用的鋼管以及各種材料的規(guī)格和型號(hào)都必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；注漿之前，應(yīng)對(duì)開(kāi)挖面5m范圍左右的坑道噴射厚度為5～10cm的混凝土，以防止在注漿時(shí)，出現(xiàn)跑漿的現(xiàn)象；注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)是以終壓控制為主，并對(duì)注漿量進(jìn)行校正，通常情況當(dāng)注漿壓力位0.7～1.0MPa，并持續(xù)15min即可停止。

（4）鋼筋網(wǎng)支護(hù)施工要點(diǎn)

鋼筋網(wǎng)在巖面噴射一層混凝土以后隨著受?chē)娒娴钠鸱M(jìn)行鋪設(shè)，與受?chē)娒娴拈g隙應(yīng)控制在20～30mm之間；鋼筋網(wǎng)應(yīng)與錨桿或其它固定裝置連接牢固，保證其在噴射混凝土?xí)r，不得發(fā)生晃動(dòng)；使用雙層鋼筋網(wǎng)時(shí)，第二層的鋼筋網(wǎng)應(yīng)在第一層鋼筋網(wǎng)被噴射混凝土覆蓋后鋪設(shè)。

（5）鋼拱架支護(hù)施工要點(diǎn)

鋼拱架的制作可在施工現(xiàn)場(chǎng)完成，按照1：1的胎模冷彎制成；鋼拱架在初噴混凝土后進(jìn)行安裝，并與圍巖緊密貼合；拱架接頭應(yīng)使用機(jī)械鉆孔，孔口采用砂輪機(jī)清除掉鋼渣和毛刺，嚴(yán)禁使用氣割沖孔；鋼架立起以后，可根據(jù)水平線(xiàn)和中線(xiàn)為其校正位置，并使用定位筋固定；鋼架應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行架設(shè)，間距必須符合標(biāo)準(zhǔn)，拱架安裝的位置需使用紅漆標(biāo)注，并編號(hào)。

3.4二次襯砌要點(diǎn)

（1）二次襯砌施工要點(diǎn)

隧道洞口段二襯必須及時(shí)施工，當(dāng)掘進(jìn)超過(guò)50m時(shí)，必須停止開(kāi)挖進(jìn)行二襯施工，同時(shí)洞身段二襯和掌子面的距離不得超過(guò)200m；二襯作業(yè)面距鋪底作業(yè)面距離不能少于100m，距離矮邊墻的作業(yè)面距離不得少于60m，以保證二襯施工的進(jìn)度；為保證襯砌工程質(zhì)量，隧道的二襯施工必須使用全斷面模板臺(tái)車(chē)和泵送進(jìn)行作業(yè)；二襯拆模前后都需進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，通常洞口100m處養(yǎng)護(hù)期不能少于14d，洞身部分的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能少于7d，對(duì)已經(jīng)貫通的隧道二襯養(yǎng)護(hù)期也不得少于14d。

（2）仰拱和鋪底施工要點(diǎn)

仰拱開(kāi)挖應(yīng)嚴(yán)格遵守預(yù)定的開(kāi)挖方案進(jìn)行，仰拱鋼的支撐數(shù)量必須符合設(shè)計(jì)要求，并與邊墻拱架的牛腿進(jìn)行認(rèn)真連接；仰拱二襯鋼筋的綁扎必須要保證每層鋼筋的間距和雙層鋼筋的層距符合設(shè)計(jì)要求，層距的定位通常由焊接鋼筋進(jìn)行確定；仰拱頂上的鋪底和填充層應(yīng)在二襯施工之前就完成，以利于襯砌臺(tái)車(chē)模筑混凝土施工，掌子面與鋪底的距離不要超過(guò)50m。

4　總結(jié)

南平獅子山隧道始建于2007年11月，在隧道順利竣工后，加強(qiáng)了南平中心城市主干路之間的聯(lián)系，并完善了區(qū)域路網(wǎng)的功能，還同時(shí)拉動(dòng)了附近城鄉(xiāng)土地利用與開(kāi)發(fā)，促進(jìn)了南平中心城區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。通過(guò)獅子山隧道施工建設(shè)，大量累計(jì)了市政隧道工程的施工經(jīng)驗(yàn)，并通過(guò)對(duì)施工中所遇到的施工技術(shù)要點(diǎn)的探討和研究，為今后相似類(lèi)型的隧道工程建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]趙國(guó)鋒.云中山隧道工程施工技術(shù)探討[J].山西建筑，2011（1）.

[2]李勇軍.武漢長(zhǎng)江隧道工程施工技術(shù)[J].隧道建設(shè)，2008（3）.

[3]周松.上海西藏路電力隧道工程施工技術(shù)[J].城市道橋與防洪，2006（1）.

[4]張?jiān)诿?地下水與建筑基礎(chǔ)工程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001.

U455.43

A

1673-0038（2015）14-0209-02

2015-3-16

孫涵生（1970-），男，工程師，本科，主要從事市政及房建施工工作。