趙建剛 易磊 孟子楊 常飛飛 陳偉峰

摘要 隨著城市的快速發(fā)展，城市隧道工程越來(lái)來(lái)多。隧道工程施工質(zhì)量尤為重要，不同的地質(zhì)情況、結(jié)構(gòu)形式、采取的施工工藝等都是工程施工過(guò)程中質(zhì)量控制的重點(diǎn)。文章對(duì)鄭州市東三環(huán)（107）隧道工程施工過(guò)程中采用的施工工藝、關(guān)鍵環(huán)節(jié)的措施、質(zhì)量控制重點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)等進(jìn)行總結(jié)歸納，能有效提高隧道工程施工質(zhì)量，促進(jìn)市政隧道工程施工的良好發(fā)展。

關(guān)鍵詞 市政工程;箱式隧道;明挖施工;支護(hù);混凝土澆筑

中圖分類號(hào) U455.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）03-0162-03

0 引言

伴隨著城市不斷快速發(fā)展，市政工程建設(shè)已全面展開(kāi)，隧道工程建設(shè)已逐漸成熟，施工的形式也呈現(xiàn)多樣化。該文主要對(duì)隧道施工過(guò)程中開(kāi)挖、支護(hù)、鉆孔灌注樁、防水等關(guān)鍵施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 工程概況

鄭州市東三環(huán)快速化工程，作為鄭州“井字+環(huán)形”快速路網(wǎng)形成三環(huán)快速路全線閉合最東面一環(huán)，其中隧道段全長(zhǎng)2.8 km，由敞開(kāi)段U型槽和暗埋段兩部分組成。里程K10+984.00～K11+140.00、K11+679.00～K12+200.00暗埋段采用單層雙孔箱涵結(jié)構(gòu)型式;里程K11+140.00～K11

+679.00雙層雙孔箱涵結(jié)構(gòu)型式。

2 隧道施工技術(shù)應(yīng)用和施工流程

2.1 隧道施工技術(shù)應(yīng)用

2.1.1 隧道基坑開(kāi)挖及支護(hù)

（1）隧道開(kāi)挖。該標(biāo)段隧道基坑開(kāi)挖敞開(kāi)段設(shè)計(jì)采取放坡明挖方式;暗埋段設(shè)計(jì)采取鉆孔灌注樁結(jié)合混凝土支撐及鋼支撐支護(hù)明挖基坑。

（2）隧道基坑支護(hù)。隧道北接地點(diǎn)——七里河北路段（K10+800～K10+186）位于現(xiàn)狀107輔道上，采取明挖放坡施工;

七里河北路～蓮湖路南側(cè)段（K11+186～K13+100）位于現(xiàn)狀綠地、河道及規(guī)劃圃田西路上，主線基坑深度10.5～16.5 m，采取樁撐支護(hù)主要為首道冠梁為混凝土支撐其余支撐位φ800鋼支撐;

隧道南接地點(diǎn)——蓮湖路南側(cè)段（K13+100～K13+636）位于現(xiàn)狀107輔道上，采取明挖放坡施工[1]。

2.1.2 隧道防水施工

隧道工程施工主要采取混凝土自防水;外部設(shè)置自粘貼式SBS防水卷材;同時(shí)結(jié)構(gòu)施工縫、變形縫等部位采用橡膠式防水卷材配合鋼邊式止水帶進(jìn)行加強(qiáng)。

2.1.3 隧道基坑降水

該工程隧道基坑降水施工根據(jù)設(shè)計(jì)地勘報(bào)告結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采取管井降水與輕型井點(diǎn)降水組合形式。

2.2 施工流程

該隧道總體施工順序：施工準(zhǔn)備→按設(shè)計(jì)要求改遷地上、地下管線→基坑支護(hù)排樁及兩側(cè)施工便道→基坑降水→基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及土方開(kāi)挖→隧道主體外防水施工→隧道隧道主體施工→隧道主體頂板防水施工→覆土回填→地上、地下附屬設(shè)施及路面結(jié)構(gòu)[2]。

3 隧道工程施工技術(shù)要點(diǎn)分析

3.1 鉆孔灌注樁支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

根據(jù)地質(zhì)及實(shí)際施工情況，樁基選擇反循環(huán)鉆機(jī)施工。

鉆孔前的準(zhǔn)備工作：主要包括樁位放樣，探明地下管線，整理平整場(chǎng)地，布設(shè)施工便道，設(shè)置供電及供水系統(tǒng)，制作和埋設(shè)護(hù)筒，泥漿的制備和準(zhǔn)備鉆孔機(jī)具等，開(kāi)鉆前檢查鉆頭直徑不小于設(shè)計(jì)孔徑。

測(cè)量放樣定位：利用設(shè)計(jì)提供坐標(biāo)控制點(diǎn)及高程控制點(diǎn)，GPS測(cè)量定位樁位及高程誤差控制小于10 mm。具體做法就是用φ14的1.5 m左右的圓鋼打入樁位，為保證樁位的準(zhǔn)確，沿法線方向定4個(gè)控制樁。

埋設(shè)護(hù)筒：護(hù)筒實(shí)際尺寸比設(shè)計(jì)樁徑大300 mm，護(hù)筒頂部高程高出原地面250 mm，護(hù)筒長(zhǎng)根據(jù)實(shí)際地址情況而定，一般在4 m左右，四周采用黏土密封夯實(shí)，防止泥漿從護(hù)筒下部和上口溢出。

采用膨潤(rùn)土制漿，主要作用是護(hù)壁，攜帶鉆渣，減小鉆進(jìn)阻力，泥漿比重根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況及時(shí)調(diào)整，確保泥漿拌制質(zhì)量，提高泥漿重復(fù)利用率，保證鉆機(jī)鉆進(jìn)速度，且不塌孔。鉆孔過(guò)程中對(duì)卡鉆、傾斜等現(xiàn)象及時(shí)處理，鉆孔完成及時(shí)對(duì)鉆孔尺寸、深度等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢查驗(yàn)收，并做好記錄，清空進(jìn)行鋼筋籠吊放。

鋼筋籠制作根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況、運(yùn)輸及吊裝操作空間，采取分段加工制作。同時(shí)在鋼筋籠四周間距4 m設(shè)置耳朵筋，保證樁基灌注混凝土保護(hù)層，吊放鋼筋籠前提前做探籠，確保鉆孔順直，無(wú)踏孔現(xiàn)象，吊裝時(shí)要確保鋼筋籠垂直居中，避免磕碰孔壁，緩慢施工;鋼筋籠對(duì)接焊接質(zhì)量嚴(yán)格把控[3]。

鋼筋籠安裝到位后進(jìn)行二次洗孔，確保鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，安放導(dǎo)管前對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行密閉實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)管間連接要安放密封圈。導(dǎo)管安裝至距離孔底300 mm，準(zhǔn)備混凝土灌注，確保首次灌注混凝土埋設(shè)導(dǎo)管比小于1 m，水下混凝土澆筑時(shí)，保持導(dǎo)管始終埋入混凝土4 m左右，過(guò)程中要不斷上下活動(dòng)導(dǎo)管，防止混凝土初凝導(dǎo)管無(wú)法拔出，灌注混凝土和拔導(dǎo)管交替進(jìn)行，直至混凝土灌注完成。

3.2 隧道基坑降水施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）根據(jù)地勘報(bào)告同時(shí)查閱該工程施工區(qū)域近5年地下水位狀況，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)降水實(shí)驗(yàn)，通過(guò)降水實(shí)驗(yàn)獲得必要的（井深、涌水量、水泵功率、單井降水范圍等）施工參數(shù)，針對(duì)隧道基坑區(qū)域范圍進(jìn)行降水井布置[4]。

（2）基坑內(nèi)降水井采用管徑400 mm的鋼制花管作為井管，外包100目尼龍濾網(wǎng)布;成孔直徑550 mm;濾料使用中粗砂，每口井投料頂面到地面的距離為4 m。

（3）封井是基坑降水井中最后一道重要工序，降水井封堵時(shí)間、封堵順序、封堵位置及封堵質(zhì)量對(duì)工程結(jié)構(gòu)施工整體質(zhì)量至關(guān)重要。在基坑開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，根據(jù)施工場(chǎng)地實(shí)際情況，可以先對(duì)部分降水井進(jìn)行封井，該部分降水井可直接在底板澆筑過(guò)程中灌注混凝土而不需要穿過(guò)底板，剩余降水井持續(xù)抽水至主體結(jié)構(gòu)滿足抗浮要求，再進(jìn)行注漿封井。

（4）局部上層滯水處理：查看現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況及時(shí)采用輕型井點(diǎn)降水，減少不必要施工投入、降低工程造價(jià)的總體目標(biāo)，輕型井點(diǎn)降水法施工應(yīng)遵循以下原則：能采用大間距，不采用小間距;抽排水能遠(yuǎn)運(yùn)，不近排;施工結(jié)束立即停止降水。輕型井點(diǎn)降水根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況判斷需要降水的面積、降水深度等參數(shù)，詳細(xì)制定具體降水措施，計(jì)算規(guī)劃采用降水管組數(shù)、管材、真空泵臺(tái)數(shù)及降水管路布置;局部或整體同時(shí)開(kāi)啟真空泵進(jìn)行抽吸滯水，匯集到總管，然后統(tǒng)一排出基坑，使土體快速產(chǎn)生固結(jié)以方便土方開(kāi)挖。

3.3 隧道基坑開(kāi)挖支撐施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）土方開(kāi)挖前，先進(jìn)行表層草叢、樹(shù)木等清理，用反鏟清除地表腐殖土、亂石及無(wú)用層30 cm。利用推土機(jī)和卡特220挖掘機(jī)配合20 t環(huán)保運(yùn)輸車裝運(yùn)，不進(jìn)行反鏟倒土，部分用于基坑回填和堤外平臺(tái)填筑，部分棄于棄渣場(chǎng)。

（2）按照先高后低、從上而下、由中間向兩邊同步開(kāi)挖的原則，對(duì)基坑土方進(jìn)行分層、分段開(kāi)挖，層厚不超過(guò)3 m，分段長(zhǎng)不超過(guò)100 m;開(kāi)挖與支護(hù)交替進(jìn)行，及時(shí)跟進(jìn);在接近設(shè)計(jì)開(kāi)挖底部高程約20 cm時(shí)，改用人工開(kāi)挖，以防擾動(dòng)基底。施工時(shí)應(yīng)采取排水措施，在基坑四周坡頂設(shè)置截水溝，溝邊距基坑開(kāi)挖邊線不得小于5 m，坡底設(shè)置排水溝，基坑底部及四角相應(yīng)位置設(shè)置集水井，集水井設(shè)置確保不影響施工，基坑底部不得長(zhǎng)期泡水。開(kāi)挖棄土應(yīng)按要求運(yùn)至指定地點(diǎn)，為保證邊坡安全，基坑坡頂30 m范圍內(nèi)不得堆載。

開(kāi)挖截水溝。土方開(kāi)挖前，先開(kāi)挖坡頂截水溝，截水溝最淺處低于地面50 cm。開(kāi)挖方向由中間向兩邊開(kāi)挖。

坡頂開(kāi)挖好截水溝，不設(shè)置下基坑道路，其余各層土方開(kāi)挖用挖機(jī)接力翻土，開(kāi)挖方向從一側(cè)向另外一側(cè)翻挖進(jìn)行運(yùn)輸。需要用于后期回填的土方通過(guò)主便道運(yùn)輸至堆土區(qū)，其余土方通過(guò)渣土車外運(yùn)至指定棄土點(diǎn)，開(kāi)挖預(yù)留250 mm厚原狀土進(jìn)行人工清理，同時(shí)在坡底和基坑底周邊設(shè)置集水溝和匯水井，配置潛水泵對(duì)積水及時(shí)抽排。

3.4 噴錨支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）提前加工制作錨桿，根據(jù)設(shè)計(jì)孔徑設(shè)置保護(hù)層，使錨桿注漿更密實(shí)、牢固。

（2）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況確定錨桿位置、深度、角度和數(shù)量，使施工達(dá)到最優(yōu)、最安全。噴錨作業(yè)根據(jù)設(shè)計(jì)厚度要求采取分層、分段、分區(qū)域作業(yè)，嚴(yán)禁一次噴射到位;噴射作業(yè)要嚴(yán)格控制混凝土拌合質(zhì)量，調(diào)整好噴射角度，達(dá)到噴射混凝土均勻密實(shí)，整體厚度一致要求;待第一遍噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后，及時(shí)進(jìn)行二次噴射，對(duì)噴錨區(qū)域進(jìn)行封閉[5]。

（3）在第一次噴射完成后進(jìn)行掛網(wǎng)，按設(shè)計(jì)要求對(duì)鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行加固，特殊部位采用金屬件（螺紋鋼筋或槽鋼）加固。噴射完成后待混凝土終凝及時(shí)對(duì)噴錨面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。

（4）噴射作業(yè)要做好排水引流處理，同時(shí)設(shè)置防噴濺措施，避免對(duì)結(jié)構(gòu)造成二次污染，影響其他作業(yè)面施工;同時(shí)防止飛濺傷人，避免安全隱患。

3.5 隧道主體防水施工技術(shù)要點(diǎn)

3.5.1 施工縫預(yù)留原則

（1）水平施工縫。結(jié)構(gòu)底板上1 m處設(shè)置第一道水平施工縫，其他水平施工縫根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)于第二道鋼支撐（第一道混凝土支撐）下部0.5 m處。

（2）垂直施工縫。隧道設(shè)計(jì)每隔30～50 m設(shè)一道變形縫，施工中考慮到大體積混凝土、混凝土收縮等原因，橫向垂直施工縫結(jié)合永久變形縫按20～30 m設(shè)置，同時(shí)考慮泵房、配電房以及鋼格構(gòu)柱等具體位置，該工程每個(gè)結(jié)構(gòu)段分為若干施工段，節(jié)段間采用跳倉(cāng)施工。

3.5.2 變形縫與施工縫處防水施工

在結(jié)構(gòu)物變形縫外側(cè)鋪設(shè)SBS式防水卷材，分段結(jié)合部位預(yù)埋兩道止水帶（外置橡膠止水帶、內(nèi)置鋼邊式止水帶），并且在相應(yīng)的位置預(yù)留100*100 mm鍵槽，后期安裝接水槽盒。水平施工縫預(yù)埋雙側(cè)鋼邊止水帶，同時(shí)在止水帶外側(cè)預(yù)留20*20 mm凹槽，在澆筑下一倉(cāng)混凝土之前灌注聚氨酯密封膠，增加止水效果。

變形縫填充采用PE泡沫棒填充，在鋸齒位置采用20 mm厚丁腈軟木橡膠隔離，底板背水面兩板之間填充高模量聚氨酯密封膠，厚度20 mm。同時(shí)對(duì)止水帶進(jìn)行加密鋼筋及固定鋼筋[6]。

3.5.3 主體隧道結(jié)構(gòu)外防水施工

自粘貼式防水卷材施工：建基面清理→驗(yàn)收檢查作業(yè)面→界面劑噴涂→關(guān)鍵部位加強(qiáng)處理→卷材鋪設(shè)→搭接部位、特殊部位處理→成品保護(hù)。

防水卷材施工前要確?；娓稍铮瑹o(wú)積水，無(wú)裂縫，平整度及混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求;特殊部位預(yù)留管路、預(yù)留洞口，格構(gòu)柱、降水井等已按照設(shè)計(jì)標(biāo)注及方案進(jìn)行特殊處理，且達(dá)到卷材鋪設(shè)施工要求，并通過(guò)聯(lián)合隱蔽驗(yàn)收，結(jié)構(gòu)物陰陽(yáng)角已全部作弧形處理。

頂、底板防水材料鋪貼：嚴(yán)格按照從一側(cè)向另一側(cè)順序鋪筑，禁止兩邊向中間同時(shí)鋪設(shè)，卷材搭接按照行車方向上壓下，順向搭接長(zhǎng)度不小于300 mm，縱向搭接不小于50 mm;鋪筑時(shí)嚴(yán)禁全面鋪開(kāi)，做到邊鋪邊貼，從一端向另一端用滾筒碾壓，排除空氣，確保卷材與建基面結(jié)合緊密，無(wú)空鼓、翹邊現(xiàn)象。

側(cè)向防水卷材鋪貼：豎向鋪筑做好底部搭接處理，并設(shè)置加強(qiáng)層，從底部向上鋪貼，撕除卷材隔離膜要隨鋪隨撕，避免大面積撕除隔離膜造成卷材污染;豎向卷材與墻體固定采用專用防水釘進(jìn)行固定，固定位置距離卷材邊20 mm;在進(jìn)行下一幅卷材鋪設(shè)時(shí)需要對(duì)防水釘進(jìn)行補(bǔ)貼處理，并保證固定位置處于兩幅卷材搭接部位。結(jié)構(gòu)變形縫處理外側(cè)采用自粘貼式高強(qiáng)防水卷材、混凝土自防水，同時(shí)在結(jié)構(gòu)混凝土內(nèi)部埋設(shè)鋼邊橡膠止水帶，封閉成環(huán)并在內(nèi)測(cè)涂抹高模量密封膠嵌縫。按照20 m一道施工縫的原則在兩節(jié)段變形縫之間進(jìn)行劃分，端部進(jìn)行鑿毛。

3.5.4 關(guān)鍵部位防水施工

抗拔樁樁頭處理：首先鑿除樁頭至密室混凝土，同時(shí)控制樁頂高程，對(duì)樁基預(yù)埋進(jìn)結(jié)構(gòu)混凝土的鋼筋進(jìn)行調(diào)直、除銹處理;樁頭部位進(jìn)行防水涂料特殊處理，最后澆筑一層40 mm厚砂漿防水層與底板混凝土同時(shí)施工形成一個(gè)整體?？拱螛跺^入結(jié)構(gòu)物鋼筋設(shè)置遇水膨脹橡膠環(huán)。

過(guò)墻管路處理：在結(jié)構(gòu)過(guò)程中對(duì)過(guò)墻管路加焊止水環(huán)或預(yù)留遇水膨脹橡膠環(huán)。同時(shí)控制預(yù)埋管線與結(jié)構(gòu)物相應(yīng)位置關(guān)系，保證防水處理施工方便，有操作空間。

降水井處理：前期封井時(shí)在澆筑結(jié)構(gòu)物底板墊層時(shí)直接將降水井管頂高程控制，采用鋼板焊死，鋪設(shè)防水卷材，并對(duì)降水井井口進(jìn)行混凝土外包處理。對(duì)必須留至結(jié)構(gòu)物施工完成后才能封閉的降水井，在降水井井管深入結(jié)構(gòu)物底板的管壁上焊接止水翼環(huán)，最后采用微膨脹混凝土進(jìn)行井管澆筑[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

隧道工程施工過(guò)程中降水難、防水出問(wèn)題、滲漏等比較普遍。通過(guò)對(duì)隧道施工過(guò)程中的基坑開(kāi)挖、降水、支護(hù)、隧道防水等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工特點(diǎn)及施工工藝進(jìn)行專項(xiàng)的質(zhì)量控制，為質(zhì)量管理控制提供有力依據(jù);對(duì)隧道施工關(guān)鍵點(diǎn)、特殊部位提出嚴(yán)格的質(zhì)量要求和控制措施，有效地解決滲水等問(wèn)題;通過(guò)質(zhì)量控制手段及措施使隧道施工達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、安全、高效、規(guī)范化，提高市政隧道工程質(zhì)量施工水平。

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