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，城市隧道工程越來來多。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程中質(zhì)量控制的重點。文章對鄭州市東三環(huán)（107）隧道工程施工過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、關(guān)鍵點等進(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 U455.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 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，隧道工程建設(shè)已逐漸成熟，施工的形式也呈現(xiàn)多樣化。該文主要對隧道施工過程中開挖、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2.8 km，由敞開段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 隧道基坑開挖及支護(hù)

（1）隧道開挖。該標(biāo)段隧道基坑開挖敞開段設(shè)計采取放坡明挖方式;暗埋段設(shè)計采取鉆孔灌注樁結(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——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——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)計地勘報告結(jié)合現(xiàn)場實際情況，采取管井降水與輕型井點降水組合形式。

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)要點分析

3.1 鉆孔灌注樁支護(hù)施工技術(shù)要點

根據(jù)地質(zhì)及實際施工情況，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，開鉆前檢查鉆頭直徑不小于設(shè)計孔徑。

測量放樣定位：利用設(shè)計提供坐標(biāo)控制點及高程控制點，GPS測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個控制樁。

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

采用膨潤土制漿，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)實驗結(jié)果結(jié)合現(xiàn)場實際施工情況及時調(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。鉆孔過程中對卡鉆、傾斜等現(xiàn)象及時處理，鉆孔完成及時對鉆孔尺寸、深度等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢查驗收，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)場施工實際情況、運輸及吊裝操作空間，采取分段加工制作。同時在鋼筋籠四周間距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，無踏孔現(xiàn)象，吊裝時要確保鋼筋籠垂直居中，避免磕碰孔壁，緩慢施工;鋼筋籠對接焊接質(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)計要求，安放導(dǎo)管前對導(dǎo)管進(jìn)行密閉實驗，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，保持導(dǎo)管始終埋入混凝土4 m左右，過程中要不斷上下活動導(dǎo)管，防止混凝土初凝導(dǎo)管無法拔出，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

（1）根據(jù)地勘報告同時查閱該工程施工區(qū)域近5年地下水位狀況，結(jié)合現(xiàn)場實際情況進(jìn)行現(xiàn)場降水實驗，通過降水實驗獲得必要的（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，降水井封堵時間、封堵順序、封堵位置及封堵質(zhì)量對工程結(jié)構(gòu)施工整體質(zhì)量至關(guān)重要。在基坑開挖至設(shè)計標(biāo)高后，根據(jù)施工場地實際情況，可以先對部分降水井進(jìn)行封井，該部分降水井可直接在底板澆筑過程中灌注混凝土而不需要穿過底板，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)場實際地質(zhì)情況及時采用輕型井點降水，減少不必要施工投入、降低工程造價的總體目標(biāo)，輕型井點降水法施工應(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，不近排;施工結(jié)束立即停止降水。輕型井點降水根據(jù)現(xiàn)場實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，計算規(guī)劃采用降水管組數(shù)、管材、真空泵臺數(shù)及降水管路布置;局部或整體同時開啟真空泵進(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)以方便土方開挖。

3.3 隧道基坑開挖支撐施工技術(shù)要點

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

（2）按照先高后低、從上而下、由中間向兩邊同步開挖的原則，對基坑土方進(jìn)行分層、分段開挖，層厚不超過3 m，分段長不超過100 m;開挖與支護(hù)交替進(jìn)行，及時跟進(jìn);在接近設(shè)計開挖底部高程約20 cm時，改用人工開挖，以防擾動基底。施工時應(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，基坑底部不得長期泡水。開挖棄土應(yīng)按要求運至指定地點，為保證邊坡安全，基坑坡頂30 m范圍內(nèi)不得堆載。

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

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

3.4 噴錨支護(hù)施工技術(shù)要點

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

（2）根據(jù)設(shè)計圖紙要求并結(jié)合現(xiàn)場實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，整體厚度一致要求;待第一遍噴射混凝土達(dá)到設(shè)計要求強(qiáng)度后，及時進(jìn)行二次噴射，對噴錨區(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)計要求對鋼筋網(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對噴錨面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于14天。

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

3.5 隧道主體防水施工技術(shù)要點

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)計圖紙設(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，同時考慮泵房、配電房以及鋼格構(gòu)柱等具體位置，該工程每個結(jié)構(gòu)段分為若干施工段，節(jié)段間采用跳倉施工。

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，同時在止水帶外側(cè)預(yù)留20*20 mm凹槽，在澆筑下一倉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。同時對止水帶進(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保基面干燥，無積水，無裂縫，平整度及混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求;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，并通過聯(lián)合隱蔽驗收，結(jié)構(gòu)物陰陽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鋪設(shè)，卷材搭接按照行車方向上壓下，順向搭接長度不小于300 mm，縱向搭接不小于50 mm;鋪筑時嚴(yán)禁全面鋪開，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)時需要對防水釘進(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，同時控制樁頂高程，對樁基預(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施工形成一個整體?？拱螛跺^入結(jié)構(gòu)物鋼筋設(shè)置遇水膨脹橡膠環(huán)。

過墻管路處理：在結(jié)構(gòu)過程中對過墻管路加焊止水環(huán)或預(yù)留遇水膨脹橡膠環(huán)。同時控制預(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：前期封井時在澆筑結(jié)構(gòu)物底板墊層時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，并對降水井井口進(jìn)行混凝土外包處理。對必須留至結(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

隧道工程施工過程中降水難、防水出問題、滲漏等比較普遍。通過對隧道施工過程中的基坑開挖、降水、支護(hù)、隧道防水等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工特點及施工工藝進(jìn)行專項的質(zhì)量控制，為質(zhì)量管理控制提供有力依據(jù);對隧道施工關(guān)鍵點、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題;通過質(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。

參考文獻(xiàn)

[1]趙國鋒.云中山隧道工程施工技術(shù)探討[J].山西建筑，

2011（1）：157-158.

[2]王永.箱涵施工的質(zhì)量控制[J].河南建材，2012（1）：86-87.

[3]張明明，王允.公路箱涵施工措施探討[J].技術(shù)與市場，2012（5）：192.

[4]堯戰(zhàn)華，余建華.關(guān)于公路隧道施工中存在的問題及對策分析[J].黑龍江交通科技，2019（11）：175+177.

[5]譚國鋒.公路橋梁隧道工程施工防水設(shè)施應(yīng)用研究[J].山西建筑，2017（34）：183-184.

[6]葛方方.明挖法隧道深基坑支護(hù)的施工質(zhì)量控制探討[J].江西建材，2015（16）：167.

[7]林華盛.討論地鐵盾構(gòu)區(qū)間隧道防水施工技術(shù)措施[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018（13）：682.