南山隧道穿越防空洞群施工方法

姜相松

[摘要]大連市南山隧道工程，為三車道隧道，其與既有防空洞群關(guān)系極其復(fù)雜。針對該隧道的特殊性，采用不同的施工措施及處理方法，成功穿越防空洞群。論文所述的施工方法為今后類似條件下隧道工程的施工提供了相應(yīng)的參考依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]：暗挖法隧道；穿越防空洞；施工方法

中圖分類號：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

工程概況

大連市南山隧道工程起點接解放路橋，終點接新建跨石葵路橋。路線采用分幅式路基穿越南山，南、北線隧道平面設(shè)計線距離：西口約為24.2m，東口約為21.7m，中間最大線間距為46m。北線隧道起止點樁號為K2+000～K3+401，全長1401m，縱坡為0.55%和4.458%，埋深21.8～83.3m。南線隧道起止點樁號為K1+985～K3+390，全長1405m，縱坡為0.5%和4.484%，埋深22.7～89.4m。

隧道雙向六車道，上下行隧道分離，均為單向三車道，隧道建筑為凈寬0.75m（檢修道）+0.5m（路緣帶）+3×3.5m（單向三車道）+0.75m（路緣帶）+0.75（檢修道）=13.25m；隧道凈高：5.0m。

隧址區(qū)基巖為震旦系細(xì)河群橋頭組石英巖夾板巖，部分地段為板巖夾石英巖。地層基巖產(chǎn)狀：走向260°～283°、傾向170°～193°、傾角35°～58°。地表向下可分為全風(fēng)化帶、強(qiáng)風(fēng)化帶和中等風(fēng)化帶，其中全風(fēng)化帶和強(qiáng)風(fēng)化帶僅見于部分地段。

隧道區(qū)域內(nèi)防空洞概況

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，防空洞在南山山體中分布范圍廣泛，主洞基本沿山脊布置，走向與擬建隧道基本一致，防空洞高度位置與隧道開挖輪廓范圍相差不大，主洞分支較多，平面布置基本呈現(xiàn)樹枝狀分布，有多處出入口。防空洞內(nèi)現(xiàn)多作為倉儲使用，也有一些加工海產(chǎn)品的小作坊。

根據(jù)對隧道附近的防空洞勘測、調(diào)查發(fā)現(xiàn)：

（1）、隧道（K2+760～K3+060）防空洞為戰(zhàn)時指揮部，有多處分支及戰(zhàn)備用房間及會議室，線型復(fù)雜，防空洞襯砌內(nèi)輪廓凈寬從3.5～10米不等，拱頂凈高3.1～6米不等，襯砌為磚砌、鋼筋砼襯砌及無支護(hù)三種形式。

（2）、南線隧道東洞口附近（K3+060～K3+390），防空洞在斜上方與隧道相交后平行通過，有二處支洞與隧道拱頂相交。主洞襯砌內(nèi)輪廓凈寬6米，邊墻高2.1米，拱頂凈高4米，襯砌約為厚度0.2米的鋼筋砼襯砌；拱頂超挖嚴(yán)重，未見回填物，開挖輪廓線與襯砌距離在1.0～2.0米之間均為空穴；距洞口30米范圍內(nèi)為毛洞，巖壁有滴水現(xiàn)象。主洞有多處分支，支洞斷面大部分與主洞一致，個別為斷面較小的毛洞。

圖2 防空洞與隧道平面關(guān)系圖

錯綜復(fù)雜的防空洞群和隧道的主要位置關(guān)系有，位于開挖輪廓的頂面、底面、側(cè)面及侵入。

3防空洞處置原則

在施工過程中，根據(jù)設(shè)計圖紙，重新組織測量人員對防空洞進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，對每個防空洞結(jié)構(gòu)進(jìn)行評估，對防空洞圍巖情況進(jìn)行評估，經(jīng)過詳細(xì)調(diào)查后確立穿越防空洞的施工方案。

形成如下處理原則

（1）、沿隧道縱向的防空洞且與隧道凈距在6米以上的，不需處理，需加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)測，采取控制預(yù)爆破，并控制開挖進(jìn)尺。

（2）、沿隧道縱向的防空洞且與隧道凈距在6米以下的，處理原則如下：

a.防空洞與隧道凈距在2～6米之間，對中間圍巖進(jìn)行注漿加固。

b.防空洞在隧道側(cè)面或下方且凈距小于2米的，回填毛石砼后注漿。

（3）、在隧道上方橫向通過的防空洞，處理原則如下：

a.防空洞在隧道上方且相交的，先對防空洞進(jìn)行支護(hù)處理，在防空洞內(nèi)對隧道兩側(cè)圍巖進(jìn)行注漿加固，隧道按基坑開挖后再施作明洞施工，明洞襯砌相應(yīng)加強(qiáng)。

b.防空洞在隧道上方不相交的，先對防空洞進(jìn)行支護(hù)處理，并在防空洞內(nèi)對中間圍巖進(jìn)行注漿加固。

（4）、防空洞圍巖有裂隙水

防空洞圍巖有裂隙水，以采取截、堵、排、防綜合措施為宜。有集中裂隙水處，可用導(dǎo)水管或?qū)蹖⑺龊笞{止水；大面積滲水地段，地下水無法集中引出時可間隔鋪設(shè)土工纖維布及礦碴將水引出后采用全斷面（帷幕）超前預(yù)注漿止水。

4施工前測量調(diào)查

根據(jù)防空洞處理原則，在施工前進(jìn)行了大量細(xì)致的測量調(diào)查工作，逐樁繪制了隧道與防空洞的橫斷面位置關(guān)系圖，施工時做到心中有數(shù)。下圖為測量的一處防空洞與隧道的逐樁橫斷面關(guān)系圖。

圖3防空洞與隧道橫斷面關(guān)系圖（開挖前進(jìn)方向為：自下而上，自左向右）

5具體施工措施

根據(jù)之前的詳細(xì)調(diào)查結(jié)果，開挖過程中，當(dāng)掌子面距離某處防空洞距離在15米左右時，開挖進(jìn)尺控制在1~2米，同時爆破分段多分2~3段，在防空洞范圍內(nèi)施工拱架間距加密到50cm，嚴(yán)禁超挖，欠挖部位采用挖掘機(jī)二次開挖。同時根據(jù)放空洞圍巖情況采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧８鶕?jù)防空洞的位置不同，采取不同的加固方法，具體措施如下：

（1）、當(dāng)防空洞位于隧道頂部時

防空洞位于隧道頂部時，在初支背后澆筑一個厚50cm的鋼筋混凝土護(hù)拱，同時在其上面漿砌片石2m，最后砌筑一個小擋墻，在擋墻內(nèi)回填細(xì)沙作為緩沖層。

圖4頂部防空洞照片及處理圖

（2）、當(dāng)防空洞位于隧道側(cè)壁時

側(cè)壁出現(xiàn)防空洞時，若防空洞斷面較小，可采用混凝土回填方案，若防空洞較大，可先砌筑一個擋墻，再回填混凝土，保證防空洞正常使用。

圖5側(cè)壁防空洞照片及處理圖

（3）、當(dāng)防空洞位于隧道底部時

底部出現(xiàn)防空洞時，在仰拱部位時采用回填片石混凝土方法。在拱腳部位時，先填筑片石混凝土，然后在拱腳位置澆筑一個鋼筋混凝土地梁，在其上方再施工拱腳，防止拱腳下沉。

圖5底部防空洞照片及處理圖

6結(jié)束語

目前，該隧道已經(jīng)建成并投入運營，使用狀況良好。防空洞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，部分已經(jīng)投入使用。

通過以上對南山隧道工程中穿越防空洞群采用的施工方法，主要得出以下結(jié)論和建議供其他施工及設(shè)計人員參考：1）隧道開挖前要對隧道區(qū)域內(nèi)的防空洞群做詳細(xì)的調(diào)查，測量，做到開挖之前心中有數(shù)；2）在開挖接近防空洞時，一定要提前減小進(jìn)尺，減少爆破裝藥量，同時爆破采用欲裂爆破，做到對防空洞最小擾動；3）嚴(yán)禁超挖，欠挖處采用機(jī)械修理；4）開挖后支護(hù)要加強(qiáng)，一般采用密排工字鋼，間距最好不超過50cm；4）開挖后根據(jù)防空洞的位置及重要程度采用不同的處理方法，底部及側(cè)墻防空洞采用回填混凝土的方法，頂部防空洞采用加護(hù)拱后回填沙的方法；5）對防空洞的沉降和變形監(jiān)測要貫穿整個施工過程，直至工程結(jié)束，對于變形較大的防空洞采取結(jié)構(gòu)加固處理。

參考文獻(xiàn)

[1] 《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F60－2009）.北京：人民交通出版社，2009

[2] 《公路隧道施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T F60－2009）.北京：人民交通出版社，2009