明城墙畔城市隧道改建保护型拆除技术研究与应用

靳坤

摘要：南京城西干道综合改造工程施工中，原集庆门隧道需拆除拓宽重建。原集庆门东侧紧邻明城墙，隧道拆除过程中必须保_护明城墙不受损坏。本文主要从安全性、对交通的影响、经济性、施工工期长四个方面短对隧道拆除的三种方法爆破法、切割法和机械破碎法进行比较分析，得出切割法加机械破碎法为最合理的拆除方法，并阐述拆除施工技术措施。

关键词：明城墙；保护；隧道拆除；切割法；机械破碎法

中图分类号：U452.2 文献标识码：A 文章编号：1674—3024（2016）05—113—03

1概述

城西干道是南京老城核心区西部的一条连接南北的重要隧道，为弥补现有及规划隧道容量不足的现象，提高隧道密度，疏解干道交通，拟对城西干道进行综合改造，原有集庆门隧道为四车道，不能满足设计要求，因此需将原有隧道拆除，新建六车道隧道。

原集庆门隧道拆除前，先期进行靠近城墙一侧新建隧道的支护桩建设，隧道外侧秦淮河钢板围堰建设及交通疏通工程的建设。隧道部分的拆除工作在顺河桥上部结构拆除后进行。

拆除工作不得对交通造成实质性影响；不得对集庆门外临时钢架桥造成影响；不得对西侧墙外止水维护结构造成破坏。同时施工做到安全、环保。

隧道拆除时需考虑新隧道支护体系以及明城墙安全，采用跳仓拆除、跳仓新建。隧道主体按照顶板、中隔墙、侧墙顺序，最后拆除底板。

2方案比选

集庆门隧道的拆除可采用爆破法、切割法和机械破碎的方法。无论采用那种方法，仍需使用机械进行二次破碎和清运。

2.1拆除方法

2.1.1爆破法

爆破法分为以炸药为能源破坏介质的瞬态爆破和以彭涨剂为能原的静态爆破。瞬态爆破，可在爆破瞬间对爆破对象破碎解体，爆破作用快，效果显著，有利于后期的机械二次破碎与清除。其有害效应体现在，爆破时会产生爆破震动、爆破飞石、爆破粉尘与噪声等。静态爆破可避免上述有害效应，但只适用于禁止爆破区域。

2.1.2切割法

切割法对平面结构且厚度较薄的可用盘踞切割，其它结构则使用链踞切割成块。对于悬空结构，须采用满堂支架进行支承，以免切割块体的脱落。对切割的块体，需用吊装设备与运输车辆将其吊离现场其优点是噪声小，无粉尘污染。而切割成本高。采用切割设备切割箱梁之间的连接绞缝。

2.1.3机械法

现场破岩设备发展迅速，且功率越来越大，过去一般机械难以克服的大型钢筋混凝土块体都可以破碎和拆除，且作业效率较高。其缺点是施工噪声大，对相邻介质会产生较大的扰动。

2.2方案比较

2.2.1安全性比较

（1）爆破法：每次爆破都须对爆破点周围200m范围内实行安全警戒，疏散危险区域人员、车辆，临时中断交通等，组织难度大，容易引发社会广泛关注，并且需要充分论证、安全评估并办理行政审批手续。而采用静态破碎法，不适合大厚度的钢筋混凝土的破碎，也难以保证止水维护结构不受破坏。

（2）切割法：隧道内用满堂支架，先对顶板、隔墙和侧墙进行切割与吊装。除支架稳定性和吊装过程存在一定的安全风险外，其它过程是安全可控的。并且在隧道外侧墙拆除过程中，可有效地保证外侧止水维护结构的少受扰动，有利于保留的止水维护结构的安全。切割法采用湿式施工，无粉尘污梁，噪声低，是安全又环境的施工方法。

（3）机械破碎法：由于在地面施工，机械操作的安全性好，施工速度快，成本低；缺点是施工过程噪声大粉尘多，需采取喷淋等技术措施。

2.2.2对交通的影响

（1）爆破法：爆破时须对爆破点周围200m范围进行爆破安全警戒，临时中断交通。每次爆破后须进行爆破效果检查和各种保护目标的安全性检查，每次中断交通时间一般为2小时。一旦出现异常情况时，将警戒与交通管制更长时间。

（2）切割法：在隧道主体范围内施工，吊车与运输车辆在隧道内，无需占用围挡外道路影响交通。

（3）机械破碎法：同切割法。

2.2.3经济性比较

切割法成本最高，爆破法其次，机械法成本最低。

2.2.4工期比较

爆破法：工期可控制在50天；

切割法：由于施工程序复杂，进度慢，工期至45天；

机械破碎法：由于施工程序相对简单，工期在35天。

2.2.5综合比较

综合以上分析比较，可以看出，采用切割法加机械破碎法更适合本项目的需要。

3工程难点

（1）工期紧，节点工期明确。

（2）对止水帷幕、西侧支护桩及新建构筑物的保护使得部分拆除必须使用切割式辅助手段。

（3）本拆除工程需跳仓拆除、跳仓新建，施工环境复杂，空间狭小，施工难度大。

4施工技术措施

4.1拆除原则

（1）隧道暗埋段顶板及西侧墙体全部采用切割工艺，隧道敞开段及暗埋段东侧墙体采用机械破除。

（2）结合本工程特点，切割施工过程中工作面较为紧张，大型机械不易展开，故切割分块重量不宜选择过大。

（3）根据隧道图纸信息，尽量避开钢筋数量较多的截面位置设计切割线。

4.2隧道拆除顺序

根据总工期计划，首先进行7-2#仓和9-2#仓拆除，然后依次进行7-1#、9-1#、6-1#、10-1#、6-2#、10-2#、5#、11#、4#、12#、3#、13#、2#、14#、1#和15#顶板、侧墙及东（或西）半幅底板拆除，最后完成8#仓拆除，最后从里向外倒着拆除剩下的西（或东）半幅底板。

4.3隧道拆除措施

（1）侧墙切割

侧墙切割，拟投入4台片锯完成侧墙切割任务，2台片锯切2道横缝，2台片锯切竖缝。切横缝时保证下面一道的作业空间，横缝切在距底板0.5m高的位置，另一道横缝切在3.5m高位置；竖缝计划间距2.5m。

（2）顶板切割

顶板切割主要是指8#仓顶板切割，因为8#仓位于钢便桥下，净空有限，凿岩机直接破除效率低，很难按节点工期完成拆除任务。因此，对8#仓顶板和侧墙先行切割，按照横缝间距2.5m，纵缝靠侧墙和中间隔墙的两边设置。

（3）顶板拆除

8#仓顶板切割后就形成了宽2.5m，长9.5m的长条形块体，切割时采用绳锯，切割有效深度0.75m，对于厚度0.8m的顶板，刚好最下边的一层钢筋没有切断，能有效防止砼块体突然掉落。切割后采用液压剪将顶板剪碎。

其余仓顶板采用凿岩机站立于顶板上直接破除的作业方式，作业效率高，安全可靠。

（4）墙体拆除

西侧墙外是止水帷幕和支护桩，需要保留，不能破坏，因此，西侧墙破除不能用凿岩机对着墙体直接破除，而是必须切割成块体后用凿岩机扳倒后在地板上破除；东侧墙和中间隔墙可以直接用凿岩机正对着破除，破除效率高，安全稳定。

西侧1排支护桩，东侧2排支护桩，西侧支护桩紧邻止水帷幕且作为新隧道的结构需要保留，最东边1排支护桩紧邻新建帷幕，因此，西侧墙和最东侧支护桩必须先行在根部切割，然后在切割部位轻轻打一个三角形口子，用凿岩机将桩体扳倒在底板上破除，防止震动引起西侧桩和东侧新建止水帷幕的破坏。

（5）底板破除

随着各仓的进展，倒退着破除剩余底板。凿岩机破除底板时炮头正对着底板，能最佳发挥凿岩机的功效，因此，破除底板作业速度最快。

（6）废渣外运

废渣外运均安排在晚上进行，每天产生的废渣当天晚上即可外运完毕，废渣外运不占用总工期时间。

5结束语

集庆门隧道东侧为明城墙、西侧为秦淮河，均为南京市的名片，保护好明城墙是每一个建设者的责任，在设计上采用了双排桩的设计。老隧道采取跳仓拆除、跳仓新建方案，最大限度减少对明城墙的扰动。