深基坑明挖隧道施工关键技术探析

深基坑明挖隧道施工关键技术探析

张顺顺

中铁四局集团第二工程有限公司

摘要：科技的发展，各领域的技术水平逐渐提高，信息技术应用更加广泛的今天，市政隧道覆土厚度一般较小，多采用明挖法或盾构法施工。明挖段隧道横断面型式主要为标准的矩形箱涵断面和折板拱断面。

关键词：深基坑；明挖隧道；施工关键技术

引言

隧道采用明挖方法施工相对简单，具有安全可控、施工进度快等优势，是浅埋式隧道主要采用的施工方法。对于有一定埋深的超长隧道工程，在考虑增加作业面以提高施工效率的情况下，也会采用明挖法进行施工。然而，由于工作面铺展较大，工序往往比较繁琐，质量控制存在不稳定的风险；其次，这种施工方式为工程管理带来了较大挑战，在统筹不良的情况下，易产生不可预见的成本消耗；加之，露天作业面对环境的扰动也比较大，环境保护压力大。

1地基加固

地基加固的目的是通过加固既有隧道四周土体，形成一道屏障，隔断上方隧道施工造成的影响，可显著降低坑底和既有区间隧道顶部隆起变形。值得注意的是，土体加固施工过程中会破坏土体结构，且施工设备的超载也不容忽视。常用的地基加固工法有深层水泥土搅拌桩、高压旋喷桩、全方位高压喷射注浆（MJS）等。其中，MJS工法是一种能进行360°全方位地基加固的施工工法，加固效果可靠。该工法通过调节排泥量控制地内压力，控制喷射注浆引起的地基隆起与下沉，可有效控制施工对相邻建构筑物的影响，且设备体积及重量较小，进行区间上方土体加固时可将对轨道交通区间隧道影响降至最低。根据相关工程经验，该节点地基加固工法采用三轴水泥土搅拌桩以及MJS工法组合门式加固。既有区间隧道正上方及其两侧1.5 m范围内，采用MJS工法加固，竖向自原状地面至区间隧道顶1.5 m；既有区间隧道外侧1.5～4.5 m范围内，采用三轴水泥土搅拌桩加固，竖向自地面加固至区间隧道底以下4.0 m，平面上加固至基坑外侧5.0 m；既有区间隧道外侧4.5 m以外的土体，采用三轴水泥土搅拌桩加固，竖向自原状地面至坑底以下3.0 m，加固区域超出第一道变形缝2.0 m。三部分加固共同形成门式加固，起到基坑开挖、底板尚未形成强度之前既有区间隧道的变形控制作用。施工时先施工水泥土搅拌桩，在区间隧道两侧形成约束，再施工区间上方的MJS加固，且MJS作业顺序应沿区间隧道横断面方向跳仓施工，避免产生叠加影响。

2主体结构施工

将基坑开挖到设计要求的深度并将其底部整平后，立即开始桩头防水，并及时对垫层进行封底，按照设计和施工要求铺设保护层及防水层，然后按照标准的程序进行流水施工。主体结构的侧墙主要使用大块钢模与三角支架进行施工；主体结构的中、顶板主要利用满堂脚手架、钢模倒角模板与塑料板底模进行施工。在主体结构施工过程中，应通过适当设置定位卡具来严格控制钢筋间的距离，并设置垫块保证钢筋的保护层厚度达到要求。在安装模板前应将其表面打磨干净，并均匀涂刷一层脱模剂。混凝土浇筑施工应分层进行，并将浇筑好的混凝土振捣至密实状态；在混凝土达到终凝前，应对施工缝部位的混凝土进行凿毛并覆盖一层土工布，及时洒水养护。

3浇筑

仰拱施工完成后方可进行衬砌施工。先在侧墙外侧完成侧墙防水施工与侧墙钢筋安装，后调整衬砌台车就位，可以台车作为顶板钢筋绑扎平台，完成顶板钢筋安装。在侧墙钢筋与顶板钢筋绑扎完成，并检验合格后可进行顶板盖模安装、调整与固定。盖模安装由侧墙向拱顶的顺序安装，安装时应重点控制模板外侧的保护层厚度。顶板安装就位后安装分层多点布料系统，首先将中央集料槽安放于顶模板中央，再由顶板与侧墙交界处向中央集料槽依次安放滑槽，安装就位的滑槽通过强力磁铁与顶模板临时固定。滑槽上端与中央集料槽的出料口利用挂钩可靠连接，滑槽下方与侧墙顶部安装集料漏斗和串筒连接，形成多点、同步布料系统。布料系统安装就位后需要对各连接位置的可靠性进行检查，确保混凝土浇筑过程中布料系统的稳定。在浇筑时，混凝土通过泵送车连续泵送至中央集料槽中，利用布料系统实现对混凝土分流。浇筑过程中可通过插板阀控制滑槽的开闭，达到混凝土两侧对称分层浇筑的目的。先浇筑侧墙，后浇筑顶板，依次分层浇筑。浇筑过程中只需观察人员对各布料槽布料速度的观察与调整，实现各点均匀布料。在两侧侧墙混凝土浇筑时应及时调整串筒长度，控制混凝土自由下落的高度。在每层混凝土浇筑过程中，先采用插入式振捣器振捣，再启动附着式振捣器振捣，钢筋混凝土主要采用插入式振捣器振捣。侧墙浇筑完成后拆除侧墙集料漏斗和串筒，移动集料漏斗直接插入顶板盖模浇筑孔，并调整滑槽的角度逐层浇筑顶板混凝土。顶板混凝土浇筑至浇筑口后及时封堵该层浇筑口，改由上层浇注口浇筑。封堵后的浇筑孔采用浸水土工布覆盖，以防表面局部失水影响混凝土质量。混凝土浇筑至顶板墩顶位置后，顶板最后一层浇筑可直接利用混凝土泵送车沿着纵向由一侧向另一侧缓慢浇筑。浇筑完成后封盖最后一块顶模。混凝土浇筑完成后应将布料系统移运至固定区域进行清洗，对清洗废水做好处理，避免造成环境污染。

4围护结构

（1）钢筋笼吊装。施工施工用钢筋笼统一在制作平台进行整体加工，钢筋笼上的接头需使用工字钢。（2）混凝土灌注施工。灌注施工方法为导管法，先吊放浇筑架，然后连接导管，一般情况下各槽段需设置不少于2根导管。在混凝土浇筑过程中需设置充气球胆，将其作为隔水栓，施工用混凝土主要利用罐车进行运输，运输到场后将其运送至导管漏斗中。混凝土浇筑必须保持连续，实际上升速度严格按照2~4m/h进行控制，若浇筑时中途停顿，则停顿时间不能超出0.5h。所有导管的浇筑都应同步进行，使混凝土液面保持在水平的状态下不断上升，将实际高差严格控制在300mm以内，保证施工质量。

5标准化工艺

防水工程的标准施工流程基面施工前应对基坑表面进行清扫，对尖锐物体进行清理，对基坑漏水情况进行排除，对阴阳角做圆弧处理；缓冲层为柔性材料，应均匀摊铺，采用水泥钉固定于基面上；在缓冲层上铺设防水板后，浇筑５０ｍｍ细石混凝土保护层，并预先采取施工缝与变形缝防水措施后，再行浇筑主体结构。对于拱顶，在浇筑混凝土后，在其表面均匀涂刷单组分聚氨酯防水涂料，施作水泥砂浆找平层，铺设防水板，按照由仰拱至衬砌的顺序进行。施工缝和变形缝处于衬砌混凝土不连续位置，容易成为漏水关键点，需要加强控制。施工缝分纵向施工缝和环向施工缝两种，纵向施工缝采用镀锌钢板止水带＋水泥基渗透结晶型防水涂料＋注浆管注浆进行防水，环向施工缝采用中埋式钢边橡胶止水带＋水泥基渗透结晶型防水涂料＋注浆管注浆。变形缝可采用复合防水构造的方法，边墙和仰拱部位采用中埋式橡胶止水带（内设加筋）＋背贴式止水带，拱部采用中埋式橡胶止水带（内设加筋），拱墙与仰拱部位设置引水盲管，引入侧沟。变形缝铺以聚乙烯泡沫塑料板、双组分聚硫密封膏填充。

结语

现阶段，深基坑明挖隧道项目越来越多，本文对大断面隧道结构的防水工程、维护工程以及混凝土工程的标准化施工工艺进行研究，对关键控制要点进行总结，提出了技术要点与控制参数。

参考文献

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