人防隧道工程变截面施工技术控制

摘要：人防工程的施工中经常会遇到隧道截面突变的情况，这使施工中的难度增加，需要采取切实可行的技术措施保证变截面的施工质量。本文结合南京市人防606工程的实际情况，重点阐述变截面隧道施工的要点，分析在施工中存在问题和解决办法，从而提出变截面隧道施工技术的重点质量控制措施。

关键词：变截面；隧道施工；工况；被复；大跨度；稳定性

Abstract: The construction of civil air defense projects are often encountered in tunnel abrupt change of cross-section, which increase the difficulty in construction, it need to take practical measures to ensure the construction quality of variable section. Combining with practical situation in Nanjing city civil air defense project 606, focus on key points of variable cross section of tunnel construction, analyzes the existing problems and solutions in construction, and puts forward the key quality control measures of construction technology of variable cross-section tunnel.

Keywords: variable section; tunnel construction; conditions; coating; long span; stability

中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：

一.前言

随着我国经济建设的快速发展，国防建设的发展要求也日益突出，人防工程的建设是新时期国防建设的一个重要内容，人防工程与民用工程两者在建设施工中往往纵横交错，相互联系。特别是在地下隧道的施工中，面临着同样的施工条件和技术难题，例如，在地下采用暗挖方式进行的新旧结构结合施工的工况，这种施工情况比较少，但又是不可避免的。对于这一类施工工况，传统的施工条件有所限制，并不是很理想，需要在施工中根据周围施工环境、地质条件、施工技术基础等因素，合理的确定施工技术方案，制定详细的施工技术，以确保在大跨度、变截面隧道的施工中，保证施工质量和安全，并满足施工中的各项技术条件要求，建设高质量的人防工程。

二.工况

由中铁上海工程局市政工程有限公司承建的南京市人防606工程为坑道式人防指挥所，位于南京市溧水县宋家水库北侧，无想山西南坡。地面高程在55～159m之间，场地地貌单元为丘陵。本工程为平面呈“U”型的隧道，主体结构为坑道式一层，局部二层钢筋混凝土被复结构，坑道主轴线长度1131.275m，主要由口部穿廊、通道段，车辆掩蔽所，主体段，大跨度大厅段及电站防护段组成，工程等级为二等。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），震设防烈度为七度，设计基本地震加速度为0.1g。

工程场地位于复合火山穹窿西南侧的东庐山唤醒喷发带上，由巨厚的熔结凝灰岩所组成，原生流动构造极为发育，局部岩体破碎。岩土层分布自上而下为杂填土、残坡积土、全风化安山岩、强风化安山玢岩、中风化安山玢岩、中风化凝灰岩，场地地下水类型为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。场地地表水和地下水对混凝土结构具微腐蚀性；对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

三.施工中存在的技术难点及采取的对策

针对工程的地质水文特点，施工中存在以下难点：

1. 坑道口部断面小，初支后断面宽度3m，给施工运输造成了很大不便。

2. 主坑道内的拐弯处、支坑道较多，不利于坑道施工通风。

3. 各口部均为浅埋，地质条件差，覆土厚度4m左右，施工风险较高，对进洞前的地表加固和超前支护质量要求高。

4. 指挥大厅大跨度段的开挖、被复施工是重、难点。

5. 结构复杂，断面较多，变截面施工条件较多，无法用整体式被复台车，被复的及时跟进是重、难点。

根据施工中的存在难点，经过详细分析设计，确定的相应施工对策为：

1. 利用102、201口边墙有预埋风管进行扩挖，扩挖后断面宽度4.2m，作为运输专用通道。

2. 以101、202口作为通风专用通道，安装4台75kW轴流风机，同时在坑道拐弯处安装射流风机，加快洞内空气流通。

3. 对口部地表进行注浆加固，采用双层注浆小导管超前支护进洞，加强初期支护，钢拱架加密。

4. 采用三台六步法开挖，根据现场地质和地下水情况调整分部开挖顺序；拱、墙被复分层分部浇筑。施工前编制专项施工方案，进行专家认证。

5. 坑道主体段采用门架+型钢拱架组合模板支撑体系，确保主体段的被复跟进，口部穿廊、通道段被复采用满堂脚手架支撑体系，施工前编制专项施工方案。

四. 变截面施工优选方案及技术措施选择

1.多线大跨段隧道开挖、支护

1）方案的确定

爆坑道开挖施工主轴线为口部穿廊段开挖坑道主体开挖指挥大厅开挖，支通道、竖井开挖穿插施工。

2）施工工艺

坑道开挖采用新奥法施工，切口要小，坑道开挖采用YT-28风动凿岩机进行钻眼，炮眼φ42mm，采用2#岩石乳化炸药，周边眼采用φ25mm药卷不偶合装药，其他炮眼用φ32mm药卷连续装药，采用炮泥封堵炮眼。为减少对围岩扰动及减少超挖，采用光面爆破技术。不同断面的开挖施工技术，如小断面变大断面，剖面图如下4-1：

图4-1小断面变大断面开挖剖面示意图

大断面变小断面的变截面处开挖后修整成斜坡并打设锚杆挂钢筋网喷砼支护，防止掉块伤人。主体段与指挥大厅坑道主体开挖至指挥大厅后暂停通道Ⅰ、Ⅱ、Ⅱ＇三个工作面的开挖，通道Ⅰ＇工作面继续以主体断面向前开挖至贯通，并按照主体段支护措施作临时支护。掘进至变截面处时，拱部和侧墙开始以一定的坡度向上、向外扩挖，经过10～15m扩挖至大断面设计尺寸后，反向爆破开挖预留部分至变截面处，使之达到设计尺寸。剖面示意图如图4-2：

图4-2 指挥大厅开挖剖面示意图（单位：mm）

大跨段采用复合式衬砌，二次衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定后操作，防水层采用无钉挂设，以保证衬砌质量。口部施工采用超前小导管注浆预支护，梅花型布置小导管；上台阶施工采用弱爆破辅以人工风镐开挖，为保证施工安全，加强洞口段的支护强度，洞口段10m钢拱架间距0.5m，钢架拱脚各设4根长3m，挂C6（C12）钢筋网间距20×20cm，打设C18（C20）砂浆锚杆, L=3.0m ，间距1.0m×1.0m梅花型布置,钢架间采用C22纵向连接钢筋,环向间距1.0m,喷砼至设计厚度12cm（15cm）厚。按此顺序施工每掘进1.0m进行一次循环。待上台阶进洞10m后进行下台的开挖。施工中应遵循“先预报，管超前，严注浆，短开挖，强支护，勤量测，早封闭”的原则。

2. 不同断面被复混凝土浇筑技术措施

因本工程结构复杂，断面多，无法用整体式被复台车，考虑到拆装及改装方便，模板支撑采用简易台车及拱架拼装而成。口部穿廊、通道段，竖井、支通道段被复采用碗扣式满堂红模板支撑体系，对边墙、拱部进行分部分层浇筑。

1）被复混凝土施工流程

（毛洞开挖）复测断面尺寸进行超欠挖整修排除基坑内积水、弃碴及杂物整平层施工测量放样拼装简易台车复测、检测台车安装情况铺设复合土工布防水层设置橡胶止水带、环向排水管绑扎钢筋安装小钢模板浇筑混凝土养护拆模、整理埋设盲沟浇筑底板及排水、电缆沟砼。

2）注意事项

由于工程中涉及专业较多，为了保证混凝土强度，一旦成型后严禁进行钻洞、敲打作业。施工前组织各专业技术人员认真阅读图纸，对图中预留预埋问题进行归总并制作成图。施工过程中，对预留预埋件进行检查，对发现漏埋、误埋及时纠正，检查无误后报监理工程师检验，在监理工程师检查合格并批准后才可进行混凝土浇筑。

3.监控测量

根据业主提供的坐标点、水准点高程，建立坑道口部平面控制网和高程控制网，并将测量数据报监理工程师。为了保证工程的测量精度，项目部配备了1台尼康520全站仪，1台手动安平水准仪及其它相应测量仪器。根据现场测量的需要，对导线点进行加密，水准点复测与加密测量，按水准路线往返测闭合差进行精密评定。主要对洞口外地表沉降位移观测、洞内围岩收敛变形监控测量，实施信息反馈，是隧道施工的重要工作内容，对大跨度变截面、复杂地质隧道安全施工更具有特殊的保护作用。本工程中测量的重点是围岩现场观察和素描、拱顶下沉、周边收敛等。

五.结语

人防工程的质量安全是隧道变截面工程施工的重点，在变截面施工中，如何处理好洞口注浆支护、变截面的开挖和被复混凝土浇筑成型，是人防隧道工程中的主要内容。

参考文献：

[1]吴波，复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降研究[博士学位论文]，成都，西南交通大学，2003.8

[2]于学馥，郑颖，地下工程围岩稳定分析[M]煤炭工业出版社，1996

作者信息：尹跃国（1978—），男，工程师，主要从事铁路、市政桥梁与隧道施工。