城市明挖隧道深基坑支護(hù)施工的關(guān)鍵技術(shù)

蘇秋旭

（廣東省基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510000）

明挖隧道工程項(xiàng)目的建設(shè)，能夠從完善城市交通道路網(wǎng)絡(luò)的角度，有效促進(jìn)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著我國(guó)建筑行業(yè)不斷發(fā)展，明挖隧道工程的技術(shù)水平不斷提高，使得隧道工程的開挖基坑深度不斷增加。基于工程實(shí)例對(duì)城市明挖隧道深基坑支護(hù)施工的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，能夠?yàn)樗淼拦こ痰氖┕そㄔO(shè)提供一定的技術(shù)優(yōu)化和思路創(chuàng)新。

1 城市隧道施工的難點(diǎn)

1.1 基坑周邊建筑物和環(huán)境

隧道工程施工很容易對(duì)周邊環(huán)境和建筑物產(chǎn)生影響，而城市隧道工程周邊環(huán)境普遍存在較多的建筑物，且以復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和地下電力設(shè)備、通信線路情況為主。在這種情況下進(jìn)行隧道工程施工，很容易影響既有城市建設(shè)。部分隧道工程在施工中還需要對(duì)道路交通進(jìn)行臨時(shí)管制，部分工程會(huì)因存在比較重要的建筑物而產(chǎn)生一定風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)約束隧道工程的作業(yè)空間，從而增加深基坑支護(hù)施工的難度。

1.2 基坑作業(yè)深度增加

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，高層建筑已經(jīng)成為城市現(xiàn)代化的主要標(biāo)志。為保證高層建筑質(zhì)量與功能滿足業(yè)主要求，需要增加基坑作業(yè)的深度，保障建筑基坑的穩(wěn)定性。在這一前提下，不僅基坑開挖的工作量增加，還會(huì)使得基坑施工接觸地下水，影響基坑施工質(zhì)量。再加上地形地勢(shì)以及氣候條件的影響，都容易導(dǎo)致被迫停止施工，造成基坑積水，影響支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和質(zhì)量。

2 城市明挖隧道深基坑支護(hù)施工關(guān)鍵技術(shù)分析

明挖隧道工程對(duì)于促進(jìn)城市建設(shè)發(fā)展具有重要的作用。以保障城市明挖隧道工程施工質(zhì)量為主要目標(biāo)，在進(jìn)行深基坑支護(hù)施工的過程中，需要重視各種關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，充分發(fā)揮關(guān)鍵技術(shù)在保障工程項(xiàng)目施工質(zhì)量中的重要作用。以廣東省廣州市番禺區(qū)濱河路工程為例，對(duì)城市明挖隧道深基坑支護(hù)施工中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

2.1 基面處理

廣東省廣州市番禺區(qū)濱河路工程中的金光西大道至金光東大道段是典型的城市明挖隧道工程，整體線位沿新造水道呈東西走向。匝道隧道全長(zhǎng)670m，其中，暗埋段長(zhǎng)520m， 敞開段長(zhǎng)150m。隧道共分22 個(gè)節(jié)段，節(jié)段長(zhǎng)30～40m。隧道施工采用明挖法，最大基坑深度達(dá)到25m。隧道節(jié)段基坑采用Φ1.4m@1.6m 鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐+Φ0.7m@0.55m 三軸攪拌樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，支護(hù)樁上設(shè)置1.4m×1m 的冠梁，與混凝土支撐連成一個(gè)整體（如圖1）。

圖1 基坑支護(hù)平面圖

支護(hù)樁第1 道支撐為鋼筋混凝土支撐，尺寸為0.6m×0.8m，支撐間距8m，第2～5 道支撐為鋼支撐，鋼支撐間距4m，支撐豎向間距均為4m（如圖2）。

圖2 匝道隧道第1 節(jié)段基坑支護(hù)剖面圖

在原有施工方案中，第1 道鋼筋混凝土支撐完工后，需待支撐強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，方可向基坑下方開挖4m，隨后安裝4m 位置處的鋼支撐。鋼支撐安裝完成后，需繼續(xù)向基坑底開挖4m，再安裝4m 位置處鋼支撐，重復(fù)此工序，直到挖至基坑底標(biāo)高。項(xiàng)目B 匝道節(jié)段位置入巖較早，當(dāng)施工深度挖至8m 時(shí)會(huì)進(jìn)入巖層，基坑巖層厚度約為17m?；谶@一情況，由于施工階段入巖較早，原有施工方案與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況之間存在沖突，該工程對(duì)實(shí)際施工工序進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整（如圖3）。在處理工程基面前，施工至第3 道支撐時(shí)，為了滿足施工機(jī)械作業(yè)面的要求，現(xiàn)場(chǎng)須挖8m 深度才能安裝4m 位置處的鋼支撐，安裝完鋼支撐，繼續(xù)往基坑底開挖4m，即鋼支撐距開挖面8m 的距離，再安裝4m 位置處的鋼支撐，重復(fù)此工序，直到挖至基坑底標(biāo)高。

明確工程實(shí)際施工情況后，結(jié)合工程施工經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行隧道深基坑支護(hù)施工時(shí)，需要重視基面處理問題。基面處理至開挖達(dá)到工程基底深度要求后，進(jìn)行防水施工前，需要做好施工準(zhǔn)備工作。一般基0 面處理需要注意兩方面問題：一是作業(yè)人員在施工中需要重視隧道各個(gè)部分基面的平整處理工作。對(duì)于地下連續(xù)墻、頂板基面等部分存在的鼓包和不平整問題，需要及時(shí)應(yīng)用水泥砂漿進(jìn)行填平處理，在必要時(shí)還可以通過鋪設(shè)土工織物來保護(hù)基面。在進(jìn)行基面平整處理的過程中，需要及時(shí)排空和消除基面水流。二是以預(yù)防基坑施工裂縫為主要目標(biāo)，在基面處理過程中，需要做好收水裂縫的壓實(shí)和閉合處理，對(duì)混凝土基面突出物進(jìn)行根部鑿除后，應(yīng)用聚氨酯密封膠填補(bǔ)鑿除空缺部分。如果頂板混凝土已經(jīng)出現(xiàn)裂縫，則需要基于裂縫寬度，選擇合適的方法進(jìn)行處理。例如，裂縫寬度超過0.3mm 的情況下，可以采用涂刷聚氨酯膜防水加強(qiáng)層的方法對(duì)頂板混凝土裂縫進(jìn)行修復(fù)。

圖3 調(diào)整后的工序圖

2.2 防水板粘貼固定

（1）做好隧道工程深基坑的防水處理，能夠降低水流侵蝕作用對(duì)隧道工程質(zhì)量和穩(wěn)定性的影響。在實(shí)際施工時(shí)，需要重視防水板的粘貼固定工作，保證基坑施工的防水效果。其中，單面自粘式防水板在隧道拱部防水層的建設(shè)中有著較為廣泛的應(yīng)用，雙面自粘式防水板則主要應(yīng)用于隧道的邊墻和底板防水。

（2）在防水板粘貼固定的過程中，主要應(yīng)用機(jī)械固定法來滿足施工要求。為保證隧道工程防水處理效果，固定防水板的釘長(zhǎng)需要超過3.0cm，并將釘間距控制在50cm 之內(nèi)，防水板固定的墊片直徑需要超過2.0cm。

（3）隧道底板部分的防水板施工，需要事先在墊層下方鋪設(shè)約15cm 左右厚的混凝土，在對(duì)混凝土進(jìn)行平整處理的基礎(chǔ)上，在墊層上方鋪設(shè)底板防水板，最后鋪設(shè)約0.5cm 厚的混凝土墊層。

（4）隧道側(cè)墻部分的防水板施工，一般需要事先在隧道基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)和襯砌之間鋪設(shè)找平層，找平層的材料以C20、10cm 厚的細(xì)石混凝土為宜，在找平層鋪設(shè)完畢后，再進(jìn)行雙面自粘式防水板鋪設(shè)。

（5）隧道拱頂部分防水板施工，一般需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)基面進(jìn)行處理后，及時(shí)鋪設(shè)單面自粘式防水板，還需要在防水板上層鋪設(shè)約2.0cm 厚的聚合物防水砂漿，以對(duì)防水板起到保護(hù)作用，提高基坑的防水效果。

2.3 結(jié)構(gòu)混凝土自防水施工

對(duì)于隧道深基坑施工中的混凝土澆筑和防水，需要重視混凝土制備和澆筑養(yǎng)護(hù)兩方面內(nèi)容。

（1）混凝土制備。需要事先進(jìn)行混凝土試樣配比，在制作3 組以上不同配合比的混凝土試樣后，通過試驗(yàn)分析更適合實(shí)際隧道施工情況的混凝土配合比。結(jié)合工程案例，考慮到溫度變化可能會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，混凝土試樣的配比需要保證水膠比在0.44 以下，且保證配合后的混凝土坍落度在120mm 左右，從而有效降低出現(xiàn)裂縫的概率。為了保證后續(xù)混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量效果，在配合混凝土材料的過程中，還可摻入約25%的粉煤灰、高效減水劑和膨脹防水劑來保證混凝土的澆筑施工質(zhì)量。

（2）混凝土澆筑施工和養(yǎng)護(hù)。需要重點(diǎn)關(guān)注溫度變化對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響，通過加強(qiáng)溫度控制和提高混凝土密實(shí)度來減少裂縫的出現(xiàn)，提高基坑混凝土澆筑施工質(zhì)量。在實(shí)際澆筑混凝土的過程中如果出現(xiàn)臨時(shí)中斷的情況，需控制恢復(fù)澆筑的時(shí)間在1h 之內(nèi)。在對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的過程中，一般以灑水潤(rùn)濕和表面覆蓋保濕的方法為主，考慮到隧道深基坑支護(hù)施工中應(yīng)用的混凝土體積規(guī)模較大，混凝土的養(yǎng)護(hù)需要超過14d。而在考慮明挖隧道工程實(shí)際施工要求后，在混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)的過程中需要加強(qiáng)質(zhì)量管理和控制。本工程在進(jìn)行質(zhì)量管理的過程中，一方面，通過第三方對(duì)基坑的施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。例如，在第三方監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，對(duì)地面沉降觀測(cè)點(diǎn)的布置提出了明確的要求。在實(shí)際施工中，沿基坑周邊和鄰近建筑物布點(diǎn)20 個(gè)，并在基坑開工前設(shè)點(diǎn)進(jìn)行初始測(cè)量，將各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的頻率控制在3～4d 觀測(cè)一次，如果在實(shí)際施工中遇到突變或大暴雨季節(jié)，應(yīng)適當(dāng)提高觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)頻率；在開挖卸載階段，觀測(cè)間隔時(shí)間應(yīng)不超過3d，其余情況下可延至5d；工程要求在所有基坑施工任務(wù)完成后，全面檢查施工情況，對(duì)于檢查中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量未達(dá)標(biāo)的部分，需要及時(shí)采取補(bǔ)救措施。另一方面，通過建立更為完善的現(xiàn)場(chǎng)施工組織機(jī)構(gòu)和質(zhì)量管理體系，加強(qiáng)對(duì)整個(gè)混凝土施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)控和管理。

2.4 電力及綜合通信管網(wǎng)施工安裝

電力及綜合通信管網(wǎng)施工是明挖隧道工程施工中需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容之一。在明挖隧道工程深基坑支護(hù)施工的過程中，作業(yè)人員需要嚴(yán)格依據(jù)施工方案中的規(guī)劃內(nèi)容，在實(shí)際施工中避免破壞既有地下管網(wǎng)。具體而言，在進(jìn)行電力及綜合通信管網(wǎng)施工安裝的過程中，需要檢查電力和各類綜合通信管網(wǎng)的安全程度，依據(jù)施工方案設(shè)置具體的管線安裝位置，而在安裝的過程中，需要充分考慮既有城市管網(wǎng)的維護(hù)和環(huán)境因素，在施工的同時(shí)注重采取安全措施，加強(qiáng)整個(gè)安裝過程的安全管理。同時(shí)，需要保證管網(wǎng)線路內(nèi)部和外部連接緊密，通過技術(shù)檢驗(yàn)的方法來保證各類管網(wǎng)的安裝質(zhì)量。除此之外，要在管網(wǎng)線路中安裝漏電保護(hù)裝置，進(jìn)一步提高線路安裝過程的安全性。

3 結(jié)語

綜上所述，保證深基坑支護(hù)施工關(guān)鍵技術(shù)在城市明挖隧道工程中的應(yīng)用效果，對(duì)保障隧道工程的施工質(zhì)量具有重要作用。在越來越多城市朝著現(xiàn)代化發(fā)展的趨勢(shì)下，城市隧道工程的建設(shè)數(shù)量不斷增多。為了更好地保障隧道工程的施工質(zhì)量，需要在進(jìn)行深基坑支護(hù)施工的過程中，做好基面處理、防水板粘貼固定、結(jié)構(gòu)混凝土自防水施工及電力、綜合通信管網(wǎng)的安裝工作。