·巖土工程與地下工程·

位于城市風(fēng)景區(qū)的陡崖隧道出洞口施工技術(shù)

1

趙中華，劉

俊

2

（1.中鐵隧道集團(tuán)一處有限公司，重慶401121；2；重慶大學(xué)土木工程學(xué)院，重慶400074）

【摘要】重慶軌道交通六號(hào)線小什字車站及區(qū)間隧道工程出洞口位于著名古建筑風(fēng)景區(qū)“洪崖洞”

旁，地形陡峭，洞口輪廓范圍為危巖卸荷帶，有一巨型危石。為確保出洞安全，根據(jù)洞口地形及周邊施工環(huán)“先外后內(nèi)”出洞方案按照的施工原則，洞外采用搭設(shè)超高防護(hù)棚，設(shè)截水盲溝、設(shè)錨噴支護(hù)加固邊坡，預(yù)境，

應(yīng)力錨索加支墩聯(lián)合支護(hù)方式處理危石；洞內(nèi)采用大管棚與靜態(tài)爆破開挖的方式，并加強(qiáng)隧道圍巖變形監(jiān)控，成功實(shí)現(xiàn)了安全出洞。

【關(guān)鍵詞】隧道；出洞口；

【中圖分類號(hào)】U453.1

危石；

陡崖；

施工

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

1工程概況

小什字車站及區(qū)間隧道工程地處重慶市渝中區(qū)，為重慶市軌道交通六號(hào)線一期工程渝中半島部分，隧道全長(zhǎng)631.627m，埋深最淺處不到10m，其中車站開挖斷面面積達(dá)430m，進(jìn)口接長(zhǎng)江東水門大橋，出口接嘉陵江千廝門大橋，出洞口位于重慶市著名古建筑風(fēng)景區(qū)洪崖洞旁，地形陡峭。隧道總體走向與地質(zhì)構(gòu)造線近于直交，基巖巖性以中風(fēng)化砂隧道拱頂埋設(shè)12m，斷巖為主。隧道出口段屬于深埋隧道，

2

面面積為83.39m。洞口斷面輪廓范圍為危巖卸荷帶，有一危巖體長(zhǎng)約15m，最大厚度危巖分布在隧道出洞口左側(cè)，

3

1.9m，高約5.5m，為楔形危巖體，其體積約110m，屬特大形成高約10m，深約型危巖體。危巖體下部巖體已經(jīng)墜落，2.8m的凹腔，其下部完全臨空，出洞口工程難度為重慶市同類工程中少有，如圖1、圖2

。

圖2

洞口輪廓線內(nèi)的巨型孤石

（3）出口段剛好穿越城市道路，且出口段下方為著名古

建筑群風(fēng)景旅游區(qū)。若采取爆破開挖勢(shì)必會(huì)造成出口端的巖石飛濺，對(duì)道路和古建筑群造成較大影響和安全隱患。

3施工方案

為確保隧道順利、安全出洞，同時(shí)確保洞口旁的古建筑群風(fēng)景區(qū)受到施工的最小影響，根據(jù)洞口地形及周邊施工環(huán)“先外后內(nèi)”境，按照的原則施工，即先施工洞外防護(hù)工程，然后再進(jìn)行洞內(nèi)施工。洞口段施工順序?yàn)椋捍钤O(shè)防護(hù)棚→洞口處理（設(shè)截水盲溝、打設(shè)錨桿）→危石處理（加設(shè)支墩、錨索施工）→大管棚施工→靜態(tài)爆破開挖。

4

4.1

圖1

出洞口現(xiàn)場(chǎng)

施工技術(shù)

邊坡施工防護(hù)棚搭設(shè)

4.1.1

2施工特點(diǎn)與難點(diǎn)

由于出洞口側(cè)為高而陡的峭壁，洞口端的巖石長(zhǎng)期暴露在自然條件下，存在兩塊大而散的孤石，為防止隧道施工過程中絕壁上的碎石滾落，在進(jìn)行洞口施工前先搭設(shè)防護(hù)棚對(duì)［2012－07－31定稿日期］

［作者簡(jiǎn)介］趙中華（1985～），男，助理工程師，從事隧道施工技術(shù)工作。

（1）隧道出口位于陡崖上，臨空面高而陡，沒有施工通道可以達(dá)到，如何組織進(jìn)行隧道出口的護(hù)坡施工難度較大。（2）出洞口存在危巖卸荷帶，出口端下方為人行通道路口和休息的小閣樓，隧道在開挖掘進(jìn)過程中對(duì)洞口巨型危石和孤石的處理顯得較為重要，對(duì)其下方的行人和建筑物影響較大

。

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下方的人行和小閣樓進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)搭設(shè)好的防護(hù)棚可作為后期進(jìn)行洞口邊坡支護(hù)和管棚施工的操作平臺(tái)。出洞口防護(hù)如圖3、圖4

。

水土流失、導(dǎo)致邊坡防護(hù)受到損壞。

4.1.3巨型危石處理

由于輪廓線內(nèi)的危巖體下部巖體已經(jīng)墜落，形成高約10m、深約2.8m的凹腔，其下部完全臨空，如圖2。為避免隧道出洞施工過程對(duì)其的擾動(dòng)，使其重心改變發(fā)生傾斜或掉落，采取了預(yù)應(yīng)力錨索加支墩聯(lián)合支護(hù)處理，這樣既避免了錨索又充分發(fā)揮了混凝土的抗壓特性�？辜魪�(qiáng)度弱的受力特性，

施工時(shí)在該孤石凹腔下方設(shè)三個(gè)C30混凝土支墩支撐，斷面

高度為9m。孤石與巖層面下方的縫隙采取灌為2m×2m，

注M30水泥漿填充密實(shí)，支撐完畢之后再對(duì)危石進(jìn)行預(yù)應(yīng)力

錨索加固。錨索施工在防護(hù)棚上面搭設(shè)簡(jiǎn)易操作平臺(tái)，每個(gè)錨索長(zhǎng)度為15m，每孔為7根孤石的錨索為三排兩列，j

��15.24mm的鋼絞線，采用二次高壓灌漿錨索。

圖3

出洞口防護(hù)立面

4.2洞口施工

由于出口端地形陡峭，在施工過程中只能采取從洞內(nèi)向

受外界施工條件影響，采取傳統(tǒng)的爆破法造成外進(jìn)行開挖，

的飛石會(huì)對(duì)風(fēng)景區(qū)內(nèi)的古建筑群和洞口下部人行道的人行

造成較大的安全隱患。因此，采取在洞外向里打設(shè)長(zhǎng)30m的超前大管棚預(yù)支護(hù)，洞內(nèi)采取靜態(tài)爆破的施工方案施工出口段最后15m，很好的控制了飛石對(duì)風(fēng)景區(qū)及人行的影響。4.2.1

大管棚施工

（1）套拱施工。套拱拱內(nèi)設(shè)3榀I22工字鋼，拱架間距0.6m，導(dǎo)向墻1.2m，在其中布設(shè)56個(gè)��133孔口管，孔口管

圖4

出洞口防護(hù)剖面

I22工字型鋼采用��25與I22工字鋼焊接為整體，孔口管、固定鋼筋連接，連接間距為0.5m，孔口管與型鋼拱之間用��25固定鋼筋采用雙面焊接，焊縫長(zhǎng)度大于5倍鋼筋直徑。套拱混凝土為C30，可加適量早強(qiáng)劑，在施工過程中必須保不偏移、不沉降，必時(shí)要增加一些臨時(shí)支撐。持套拱的穩(wěn)定、

（2）管棚施工棚管采用��108×6.0mm無縫鋼管，管節(jié)長(zhǎng)3.0m，管棚長(zhǎng)30m，每節(jié)鋼管的接長(zhǎng)采取機(jī)械連接接頭，接頭長(zhǎng)30cm，一端為公絲，另一端為母絲，絲扣長(zhǎng)100～150mm，管壁鉆有四排間距為30cm的梅花形布置的擴(kuò)漿小孔，孔徑��8mm鋼管前端呈尖錐狀，尾部焊接加勁箍，施工時(shí)鋼管沿隧道周邊以1°外插角打入圍巖，插入鋼筋籠，鋼筋籠由4根��20的鋼筋組成，中間為外徑為49mm的固定鋼管環(huán)，再灌注M30水泥砂漿。4.2.2

靜態(tài)爆破施工

（1）靜態(tài)爆破設(shè)計(jì)采用適用溫度在15℃～40℃，規(guī)格為30mm×250mm（外徑×長(zhǎng)度）的藥卷型破裂劑。靜態(tài)爆破開挖同樣需要通過掏槽來形成臨空面，掏槽孔徑設(shè)計(jì)為0.8m。炮眼采用鑿巖機(jī)鉆孔，孔徑為42mm，孔深按循環(huán)進(jìn)尺要求，不超過1.5m。炮眼呈梅花狀排列，排距40～50cm，間距50～60cm。藥量計(jì)算得直徑42mm單位孔長(zhǎng)用藥量為2.3kg/m，每孔（1.5m深）裝藥量為3.8kg。

（2）靜態(tài)爆破施工炮孔成型驗(yàn)收合格后，根據(jù)計(jì)算每孔裝藥所用的器具為大口裝水容器、炮棍、勞保防裝藥量裝藥，

護(hù)眼鏡和計(jì)時(shí)手表四種工具。主要步驟如下：容器內(nèi)裝一定量清水，水深以足夠浸沒平放的藥卷為度；把每孔所需藥卷

并記錄下第一個(gè)藥卷入水時(shí)間；浸水一個(gè)個(gè)順序放入水中，

（下轉(zhuǎn)第87頁(yè)）

根據(jù)陡崖的地形，沿著隧道出口方向及下方人員出行和

建筑物的位置，搭設(shè)長(zhǎng)24m、寬6m、高9m的鋼管立柱防護(hù)棚，鋼管立柱采用��600mm厚10mm鋼管柱，立柱橫向間距

縱向間距6m，共兩排，共計(jì)12根立柱，立柱之間用設(shè)為4m，

置20槽鋼水平桿，水平桿之間用20槽鋼連接成剪刀撐。短

方向立柱上縱向鋪設(shè)I32工字鋼，工字鋼與鋼管立柱焊接牢固，工字鋼上方滿鋪4cm厚的鋼板。鋼管立柱的基礎(chǔ)落于

采用鋼筋混凝土墩，通過測(cè)量放樣，在原地貌的硬質(zhì)基礎(chǔ)上，

出口的原地面上放出12個(gè)基礎(chǔ)點(diǎn)，在12個(gè)基礎(chǔ)點(diǎn)的地方清

除地表土，澆筑12個(gè)立柱基礎(chǔ)，每個(gè)基礎(chǔ)為長(zhǎng)1.更多內(nèi)容請(qǐng)?jiān)L問久久建筑網(wǎng)
5、寬1.5m、高1.0m，基礎(chǔ)頂面預(yù)埋尺寸830mm×830mm×10mm鋼板，作為焊接鋼管立柱的基礎(chǔ)面。防護(hù)棚搭設(shè)好之后再在四周搭設(shè)防護(hù)欄桿，欄桿搭設(shè)高度為2m，欄桿之間用鐵絲和竹跳板密封牢固。然后再在鋼板上面搭設(shè)簡(jiǎn)易的支架，支架采用

間距為0.9m×0.9m，用于洞口后期的邊坡支護(hù)碗扣式支架，和錨索施工。

4.1.2洞口處理

先在出洞口頂段5m以外的位置設(shè)置一條截水溝，減少大氣降水和地表水的滲入對(duì)洞口圍巖造成破壞。洞口土方錨桿錨入土層不段打設(shè)錨桿采用長(zhǎng)7m的��25的砂漿錨桿，

少于6m，錨入巖層段不少于3m，錨桿間距為1500mm×1500mm，掛��8@200×200鋼筋網(wǎng)片；噴射混凝土采用C25混凝土，厚度150mm，標(biāo)號(hào)不低于M20，注漿壓力0.4～0.6MPa。邊坡防護(hù)自上而下分層進(jìn)行，每層高度2～3m。做好坡面噴射混凝土防護(hù)層與原坡面銜接，防止坡面擾動(dòng)，引起

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管理造成超挖，甚至把基坑壁面挖成倒坡，對(duì)基坑穩(wěn)定性造成了不利影響。土方開挖用挖掘機(jī)施作，對(duì)開完后的邊坡、排樁等應(yīng)及時(shí)用人工修整，并使邊坡壁面具有一定的粗糙

影響噴射混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度。度，

（5）未能及時(shí)注漿。

（8）繼續(xù)加強(qiáng)變形觀測(cè)。

5幾點(diǎn)體會(huì)

（1）基坑支護(hù)設(shè)計(jì)前，最好對(duì)基坑邊緣做專項(xiàng)的邊坡勘

進(jìn)一步查明影響基坑變形及穩(wěn)定的不利條件。察，

（2）合理安排施工順序，土方開挖順序、方法必須與設(shè)計(jì)工況一致，并遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則，且及時(shí)支護(hù)。

（3）防止地下水滲漏，惡化土的物理力學(xué)性能。根據(jù)已有資料，樁間土失穩(wěn)或變形增大多與土體內(nèi)積水有關(guān)。（4）加強(qiáng)基坑變形觀察，及時(shí)整理基坑變形曲線，做好變形預(yù)警提示。

（5）基坑周邊嚴(yán)禁超堆荷載。

（6）做好專項(xiàng)支護(hù)方案及專家論證，做好專項(xiàng)土方開挖方案及專家論證。

4處理措施

（1）回填。在發(fā)現(xiàn)臨街出現(xiàn)裂縫后，經(jīng)有關(guān)部門實(shí)地考

立即采用回填基坑邊坡腳，回填高度至地表察并研究決定，

下1m處。

（2）封閉裂縫。及時(shí)采用水泥砂漿封閉裂縫，避免雨水等地表水從綠化帶及裂縫處下滲。（3）增設(shè)臨時(shí)排水系統(tǒng)。

（5）更改支護(hù)設(shè)計(jì)方案。根據(jù)上述坑壁變形原因分析，為了確保市政道路、市政管線、行人安全、支護(hù)施工人員及后期土建施工安全，決定將支護(hù)方案改為：冠梁上口直徑630mm鋼管內(nèi)支撐；樁間土采用噴射混凝土支護(hù)，土層先��6.5@200×200的鋼筋網(wǎng)；鋼筋與人工挖孔樁護(hù)壁圈中的預(yù)留鋼筋連接，然后安裝、焊接��14@1500×1500鋼筋加強(qiáng)網(wǎng)，噴射C20混凝土100mm厚，并間距2.0m，留置排水孔。此支護(hù)施工邊開挖邊進(jìn)行，并確保土方開挖時(shí)樁間土盡量平整、垂直。

（6）對(duì)有裂縫及變形的范圍進(jìn)行注水泥漿，以對(duì)土體進(jìn)行加固，提高土體粘聚力。