山区城市道路明挖隧道施工技术

唐文军

(中铁二局昆明工程公司，云南昆明 650000)

1 工程概况

贵阳市北京东路道路工程A标段起点与北京路、宝山北路交叉口相接，终点与128县道相连，全长1.6 km。线路宽度40 m，双向六车道;最大纵坡为5.99%，最小纵坡为0.468%。标段主要工程包括道路工程、排水工程、隧道工程。其中0号隧道长380 m，1号隧道长560 m，路基长660 m，土石方总量约25万m3。1号隧道K0+590～K0+700段为明挖涵洞段，其余地段为双向六车道浅埋连拱隧道，隧道开挖宽度为35m，洞顶覆土深度只有5.4m～19 m。

2 基坑围护施工

明挖段采用人工挖孔桩及锚索进行基坑支护，桩基直径1.2 m，长14 m，间距4 m。桩基采用人工挖孔，C30商品混凝土，根据实际情况采取干灌法施工，护壁混凝土为自拌微膨胀C25早强混凝土，人工浇筑。

1)人工挖孔桩。

放线定桩位:桩位均用Ф12钢筋头钉入地下200 mm或用红油漆在水泥地上做记号，钢筋顶部涂以红油漆，以利于检查核对;桩位放样完毕后，测量组先将放样结果交项目技术负责人验收，再请专业监理工程师验收，经双方负责人在桩位放样单上签字认可，方可进行下道工序的施工。

安装提升设备:挖孔约1.5 m后架设提升设备，加固后请安全员验收。其中钢丝绳、吊篮、轴承支架、开关均进行检查，合格后方可使用，提升设备在使用中经常检查。

开挖桩孔土方:桩孔土方采取往下分段开挖，每段挖深高度取0.8 m～1.0 m为一段;孔内挖出的土装入吊桶，采用电动葫芦提升设备将渣土垂直运输到地面，堆积到井口2 m以外指定地点，由专门运输小组运到弃土场;孔壁必须修正修直，偏差控制在20 mm以内，每段土方底面必须挖平，以便于立模板。

支设护壁模板:护壁模板采用一套组合钢模，高度分为1.2 m和0.7 m;施工时，模板在桩内拼装，螺栓锁固;模板每次使用前对表面进行打磨除锈，使模板表面光洁、平整，并涂上脱模剂，确保质量。

浇筑护壁混凝土:混凝土为自拌，使用人工灌注，钢钎插捣，然后敲击护壁模板，以保证混凝土密实;每挖掘0.8 m～1.0 m深时，即立模灌注混凝土护壁，平均厚度20 cm;护壁内竖向插入直径12的钢筋，要求间距为20 cm，环向每18 cm做一道Ф12的环向箍筋。

放置操作平台:内模支设后，吊放角钢和钢板制成的两半圆形合成的操作平台入桩孔内，置于内模顶部，以放置料具和浇筑混凝土操作之用。

拆除模板继续下段施工:大约经24 h后拆除模板，开挖下段的土方，再支模浇筑混凝土，如此重复循环直至挖到设计要求的深度。

力层开挖:成孔采用手持式风钻，钻孔时先开小风门，待钻入岩石，加大风门;钻孔应根据岩层性质合理布置并严格掌握钻眼方向、深度及间距;如遇坚硬的岩层用风镐极难掘进时，采用多孔小药量松动爆破，炸药采用防水硝铵炸药，电雷管引爆。

排除孔底积水:检查孔底地质已符合设计要求后，用潜水泵抽出孔底的积水。

清渣验收:清除护壁上的淤泥和孔底沉渣，然后请监理工程师和勘察设计单位进行工程验收;验收合格后，请建设单位工地代表或监理工程师在验收单上签字认可。

钢筋笼的制作与吊装:性能要求，加强箍筋采用长度为10D的单面焊缝连接，螺旋筋和主筋连接采用电弧点焊焊接;钢筋直径大于25 mm的主筋采用机械连接，满足Ⅰ级接头要求;钢筋笼在平整的加工场内加工，预先制作成型，满足规范、设计要求，允许偏差值为主筋间距±10 mm、箍筋间距±20 mm、钢筋笼直径±10 mm、整体长度±50 mm;钢筋笼焊接完成，经自检合格后，报监理验收，合格后才能进行钢筋笼吊放;采用吊车下放钢筋笼，人工辅助对准，保持钢筋笼轴线与桩轴线吻合，并保证桩顶标高符合设计要求。

混凝土的浇筑:混凝土坍落度为70 mm～90 mm，采用导管灌注混凝土;导管应对准孔中心，混凝土在导管中自由坠落;孔内混凝土必须一次性连续灌注完毕，若施工缝不可避免时，应该按照施工缝的要求进行处理，并应在施工缝上设置上下连接钢筋。

2)锚索施工。

锚索设计:K0+590～K0+700基坑左右侧采用桩+锚索支护;锚索采用两级锚固，高强度、低松弛预应力钢绞线，直径为15.24 mm，极限强度 1 860 MPa，锚固段长 10 m，锚索倾角 20°，锚索孔直径150 mm，注浆体强度M30水泥砂浆。

测量定位:待基坑边坡开挖至锚索位置后，根据锚索设计标高在锚索桩上用红油漆做出标记并编号。

钻孔:采用以干循环潜孔冲击钻成孔，钻具为φ73 mm钻杆+φ150 mm钻头;开孔角度为下倾20°，钻孔深度在设计孔深的基础上加深0.5 m。

锚索编制及下锚:在锚索作业区附近选一区域作为加工车间，搭建一锚索编制平台，进行集中编制锚索;根据锚索设计长度另加长1.0m(预留张拉段)下料，用切割机切断钢绞线，禁止电弧切割;把切割下来的钢绞线均匀排列在加工平台上，要求平直、不扭不叉并需要除锈、除油污，对有死弯、机械损伤及锈坑处应整根剔出;锚固段每隔1m设置一个隔离架，对锚固段1和2均整体套上波形套管;自由段涂满黄油，每根套波纹管，再对自由段整体套上光滑套管;锚索中间穿入注浆管，注浆管前端用胶布封住，以免杂物堵塞管口，影响注浆;锚索编制好后要进行编号挂牌，要作好防护，避免雨淋生锈等;钻孔结束清孔后应及时对号安放锚索入孔，入孔时防止锚索扭曲。

注浆:选用挤压式注浆泵，采用从孔底返浆法一次式压力注浆;M(水泥)∶M(砂)∶M(水)=1∶0.5∶0.45，浆液中外加 FDN 高效减水剂，加量0.6%;浆液中加入UEA型膨胀剂，加量8%。

制作腰梁:制作钢筋构件并现场绑扎钢筋笼，然后关模浇筑C30混凝土，要求腰梁的外端斜面必须与锚索轴线垂直，并进行养护。

张拉锚索与锚头封闭:待孔内浆体、腰梁混凝土强度达到设计强度后即可进行张拉;张拉锚具采用具有多次张拉工艺的OHM15-G锚具，超张拉至锚索设计预应力值的110%，稳定5 min后进行锁定;张拉锁定结束后，用砂片切割机切除预留张拉段，用C30素混凝土封闭锚头。

3)基坑开挖机支护施工方法。

放坡开挖的地段，每开挖一层对边坡及时进行锚喷施作，保证边坡的稳定及施工安全。锚喷施工参数:Φ16的螺纹钢筋，间距200 cm×200 cm;Φ8双层钢筋网，间距20 cm×20 cm;C20喷射混凝土12 cm。具有围护结构采用垂直开挖的地段，随挖随进行预应力锚索与腰梁施工，及时支护，桩间采用网喷封闭。

3 主体结构施工

明挖段结构物采用曲边墙现浇箱涵，箱涵共分5节20 m及1节10 m段。涵身采用单箱双室钢筋混凝土结构，为S8C40，涵身施工采用定型全自动液压台车。涵身基础采用8%水泥稳定碎石，厚度为50 cm。

1)垫层施工。

基底清理干净并报监理工程师检查合格后，开始施工水泥稳定碎石层。水泥碎石稳定层在拌合站拌制后，用自卸汽车运至现场。水泥稳定层分两次施作，人工配合挖机找平，小型压路机碾压，边角处采用打夯机夯实。先绑扎仰拱钢筋，并按照规范要求预留出于边墙连接钢筋，仰拱及填充施工完后再绑扎边墙钢筋，台车就位后绑扎顶板钢筋。

2)基础及填充混凝土。

左右线同时开挖，基坑宽度较宽，基础结构物钢筋绑扎采用整幅绑扎好并经监理工程师检查合格后开始立模，并用油漆在模板上标注混凝土高度。模板采用P3015定型钢模、木模配合。

混凝土浇筑前，浇筑范围内杂物、积水清理干净;在中心排水管管径两侧每3 m左右用6号铁丝绑扎在钢筋上，并伸出仰拱混凝土20 cm用于固定中心排水管。混凝土浇筑时先浇筑仰拱混凝土，待仰拱混凝土初凝后浇筑填充混凝土，顶面高程和坡率按设计和规范要求进行施作。混凝土捣实采用插入式振动器，移动间距不超过振动器作用半径的1.5倍;与模板保持50 mm～100 mm的距离;插入下层混凝土50 mm～100 mm;每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒;应避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。

3)洞身混凝土浇筑。

台车就位:拱墙二次衬砌采用全断面衬砌台车施工。为美观考虑，在基础(填充)施工后应先施作矮边墙，矮边墙与二次衬砌边墙的接缝控制在水沟盖板底面高程。采用人工架立组合钢模板、泵送浇筑混凝土。

衬砌台车立模:台车两侧设带螺旋千斤顶的斜腿支撑，既保证混凝土施工时不中断运输作业，又保证灌注混凝土时台车不跑模移位;模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。

混凝土灌注:采用6m3～8m3的混凝土罐车运输，60m3/h混凝土输送泵泵送入模，插入式捣固棒及附着式捣固器进行捣固密实。初凝后开始洒水养护，混凝土表面覆盖保湿材料，随时保证混凝土表面润湿，养护时间不得小于7 d。

4 防水层施工

1)沉降缝防水。明挖段共设置7道沉降缝，采用紫铜片止水带(距混凝土外轮廓8 cm)和橡胶止水带(距衬砌内轮廓18 cm)。紫铜片止水带采用焊接，橡胶止水带采用热粘结，搭接长度不小于15 cm。沉降缝处钢筋必须断开，并用3 cm厚的聚乙烯塑料板粘贴在先施工的涵身混凝土当头处，在另一组混凝土施工完后，分别用双组分聚硫密封胶嵌缝，嵌缝深2.5 cm，再用水泥砂浆抹缝，抹缝深0.5 cm。2)施工缝防水。在水平施工缝和每段衬砌施工缝处设置中埋式止水条。用氯丁橡胶粘结和水泥钉相结合的方式将中埋式止水条固定水平施工缝中部。水泥钉固定时避开中埋式止水条注浆管，并将注浆管引出模板。3)外包防水。仰拱防水板铺设:a.清理卷材防水基层，预铺BAC防水卷材;b.揭除隔离膜，将卷材空铺于水稳层上;c.铺贴第2幅卷材时，先将第1幅卷材搭接部位上表面隔离膜揭除，确保两幅卷材之间的搭接宽度为100 mm，并用压辊或刮板对搭接边进行辊压;d.将BAC防水卷材上表面隔离膜全部揭除。边墙、顶板防水:顶部防水板铺设与仰拱相同;边墙首先进行BAC防水卷材预铺;第1幅卷材两侧边及幅中用射钉加钢垫片按500 mm间距固定;将第1幅BAC防水卷材上表面隔离膜揭除;铺贴第2幅卷材时，先将与第1幅卷材搭接的另一边及幅中也用射钉加钢垫片按500 mm间距固定，再把与第1幅卷材搭接的边与第1幅卷材进行搭接;将第2幅BAC防水卷材上表面隔离膜揭除，对卷材幅中射钉穿透防水层的孔眼进行修补;最后将BAC防水卷材上表面隔离膜全部揭除。

5 隧道回填施工

先回填箱涵中墙，采用C20片石混凝土。片石的厚度不小于15 cm，片石参量不大于总体积的25%，与模板之间的距离不得小于10 cm，片石与片石之间的距离不得小于20 cm。箱涵侧壁混凝土回填时强度不低于设计强度85%(34 MPa)，两侧对称回填，回填高差不超过1 m。两侧填料采用级配碎石压实回填，回填后天然饱和容重不小于21 kg/m3。顶面道路基层以下部分采用碎石类土进行回填压实。

6 结语

贵阳市北京东路道路工程A标段目前已经建成通车，有效地连接了贵阳东边片区，开发了贵阳最大的楼盘之一“中天未来方舟”，总占地9.53 km2，建设用地5 600亩，建筑面积约720万m2，规划居住人口约17万人，大大地拓宽了贵阳主城区，缓解了交通拥挤问题。本文就山区城市道路隧道明挖法施工技术进行了详细介绍，主要包括基坑围护结构人工挖孔桩和锚索、基坑开挖及支护施工、主体结构、防水层和回填施工等，可为类似工程提供参考。