位于城市风景区的陡崖隧道出洞口施工技术
·岩土工程与地下工程·
位于城市风景区的陡崖隧道出洞口施工技术
1
赵中华，刘
俊
2
（1.中铁隧道集团一处有限公司，重庆401121；2；重庆大学土木工程学院，重庆400074）
【摘要】重庆轨道交通六号线小什字车站及区间隧道工程出洞口位于著名古建筑风景区“洪崖洞”
旁，地形陡峭，洞口轮廓范围为危岩卸荷带，有一巨型危石。为确保出洞安全，根据洞口地形及周边施工环“先外后内”出洞方案按照的施工原则，洞外采用搭设超高防护棚，设截水盲沟、设锚喷支护加固边坡，预境，
应力锚索加支墩联合支护方式处理危石；洞内采用大管棚与静态爆破开挖的方式，并加强隧道围岩变形监控，成功实现了安全出洞。
【关键词】隧道；出洞口；
【中图分类号】U453.1
危石；
陡崖；
施工
【文献标识码】B
1工程概况
小什字车站及区间隧道工程地处重庆市渝中区，为重庆市轨道交通六号线一期工程渝中半岛部分，隧道全长631.627m，埋深最浅处不到10m，其中车站开挖断面面积达430m，进口接长江东水门大桥，出口接嘉陵江千厮门大桥，出洞口位于重庆市著名古建筑风景区洪崖洞旁，地形陡峭。隧道总体走向与地质构造线近于直交，基岩岩性以中风化砂隧道拱顶埋设12m，断岩为主。隧道出口段属于深埋隧道，
2
面面积为83.39m。洞口断面轮廓范围为危岩卸荷带，有一危岩体长约15m，最大厚度危岩分布在隧道出洞口左侧，
3
1.9m，高约5.5m，为楔形危岩体，其体积约110m，属特大形成高约10m，深约型危岩体。危岩体下部岩体已经坠落，2.8m的凹腔，其下部完全临空，出洞口工程难度为重庆市同类工程中少有，如图1、图2
。
图2
洞口轮廓线内的巨型孤石
（3）出口段刚好穿越城市道路，且出口段下方为著名古
建筑群风景旅游区。若采取爆破开挖势必会造成出口端的岩石飞溅，对道路和古建筑群造成较大影响和安全隐患。
3施工方案
为确保隧道顺利、安全出洞，同时确保洞口旁的古建筑群风景区受到施工的最小影响，根据洞口地形及周边施工环“先外后内”境，按照的原则施工，即先施工洞外防护工程，然后再进行洞内施工。洞口段施工顺序为：搭设防护棚→洞口处理（设截水盲沟、打设锚杆）→危石处理（加设支墩、锚索施工）→大管棚施工→静态爆破开挖。
4
4.1
图1
出洞口现场
施工技术
边坡施工防护棚搭设
4.1.1
2施工特点与难点
由于出洞口侧为高而陡的峭壁，洞口端的岩石长期暴露在自然条件下，存在两块大而散的孤石，为防止隧道施工过程中绝壁上的碎石滚落，在进行洞口施工前先搭设防护棚对［2012－07－31定稿日期］
［作者简介］赵中华（1985～），男，助理工程师，从事隧道施工技术工作。
（1）隧道出口位于陡崖上，临空面高而陡，没有施工通道可以达到，如何组织进行隧道出口的护坡施工难度较大。（2）出洞口存在危岩卸荷带，出口端下方为人行通道路口和休息的小阁楼，隧道在开挖掘进过程中对洞口巨型危石和孤石的处理显得较为重要，对其下方的行人和建筑物影响较大
。
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下方的人行和小阁楼进行保护，同时搭设好的防护棚可作为后期进行洞口边坡支护和管棚施工的操作平台。出洞口防护如图3、图4
。
水土流失、导致边坡防护受到损坏。
4.1.3巨型危石处理
由于轮廓线内的危岩体下部岩体已经坠落，形成高约10m、深约2.8m的凹腔，其下部完全临空，如图2。为避免隧道出洞施工过程对其的扰动，使其重心改变发生倾斜或掉落，采取了预应力锚索加支墩联合支护处理，这样既避免了锚索又充分发挥了混凝土的抗压特性。抗剪强度弱的受力特性，
施工时在该孤石凹腔下方设三个C30混凝土支墩支撑，断面
高度为9m。孤石与岩层面下方的缝隙采取灌为2m×2m，
注M30水泥浆填充密实，支撑完毕之后再对危石进行预应力
锚索加固。锚索施工在防护棚上面搭设简易操作平台，每个锚索长度为15m，每孔为7根孤石的锚索为三排两列，j
15.24mm的钢绞线，采用二次高压灌浆锚索。
图3
出洞口防护立面
4.2洞口施工
由于出口端地形陡峭，在施工过程中只能采取从洞内向
受外界施工条件影响，采取传统的爆破法造成外进行开挖，
的飞石会对风景区内的古建筑群和洞口下部人行道的人行
造成较大的安全隐患。因此，采取在洞外向里打设长30m的超前大管棚预支护，洞内采取静态爆破的施工方案施工出口段最后15m，很好的控制了飞石对风景区及人行的影响。4.2.1
大管棚施工
（1）套拱施工。套拱拱内设3榀I22工字钢，拱架间距0.6m，导向墙1.2m，在其中布设56个133孔口管，孔口管
图4
出洞口防护剖面
I22工字型钢采用25与I22工字钢焊接为整体，孔口管、固定钢筋连接，连接间距为0.5m，孔口管与型钢拱之间用25固定钢筋采用双面焊接，焊缝长度大于5倍钢筋直径。套拱混凝土为C30，可加适量早强剂，在施工过程中必须保不偏移、不沉降，必时要增加一些临时支撑。持套拱的稳定、
（2）管棚施工棚管采用108×6.0mm无缝钢管，管节长3.0m，管棚长30m，每节钢管的接长采取机械连接接头，接头长30cm，一端为公丝，另一端为母丝，丝扣长100～150mm，管壁钻有四排间距为30cm的梅花形布置的扩浆小孔，孔径8mm钢管前端呈尖锥状，尾部焊接加劲箍，施工时钢管沿隧道周边以1°外插角打入围岩，插入钢筋笼，钢筋笼由4根20的钢筋组成，中间为外径为49mm的固定钢管环，再灌注M30水泥砂浆。4.2.2
静态爆破施工
（1）静态爆破设计采用适用温度在15℃～40℃，规格为30mm×250mm（外径×长度）的药卷型破裂剂。静态爆破开挖同样需要通过掏槽来形成临空面，掏槽孔径设计为0.8m。炮眼采用凿岩机钻孔，孔径为42mm，孔深按循环进尺要求，不超过1.5m。炮眼呈梅花状排列，排距40～50cm，间距50～60cm。药量计算得直径42mm单位孔长用药量为2.3kg/m，每孔（1.5m深）装药量为3.8kg。
（2）静态爆破施工炮孔成型验收合格后，根据计算每孔装药所用的器具为大口装水容器、炮棍、劳保防装药量装药，
护眼镜和计时手表四种工具。主要步骤如下：容器内装一定量清水，水深以足够浸没平放的药卷为度；把每孔所需药卷
并记录下第一个药卷入水时间；浸水一个个顺序放入水中，
（下转第87页）
根据陡崖的地形，沿着隧道出口方向及下方人员出行和
建筑物的位置，搭设长24m、宽6m、高9m的钢管立柱防护棚，钢管立柱采用600mm厚10mm钢管柱，立柱横向间距
纵向间距6m，共两排，共计12根立柱，立柱之间用设为4m，
置20槽钢水平杆，水平杆之间用20槽钢连接成剪刀撑。短
方向立柱上纵向铺设I32工字钢，工字钢与钢管立柱焊接牢固，工字钢上方满铺4cm厚的钢板。钢管立柱的基础落于
采用钢筋混凝土墩，通过测量放样，在原地貌的硬质基础上，
出口的原地面上放出12个基础点，在12个基础点的地方清
除地表土，浇筑12个立柱基础，每个基础为长1.更多内容请访问久久建筑网
5、宽1.5m、高1.0m，基础顶面预埋尺寸830mm×830mm×10mm钢板，作为焊接钢管立柱的基础面。防护棚搭设好之后再在四周搭设防护栏杆，栏杆搭设高度为2m，栏杆之间用铁丝和竹跳板密封牢固。然后再在钢板上面搭设简易的支架，支架采用
间距为0.9m×0.9m，用于洞口后期的边坡支护碗扣式支架，和锚索施工。
4.1.2洞口处理
先在出洞口顶段5m以外的位置设置一条截水沟，减少大气降水和地表水的渗入对洞口围岩造成破坏。洞口土方锚杆锚入土层不段打设锚杆采用长7m的25的砂浆锚杆，
少于6m，锚入岩层段不少于3m，锚杆间距为1500mm×1500mm，挂8@200×200钢筋网片；喷射混凝土采用C25混凝土，厚度150mm，标号不低于M20，注浆压力0.4～0.6MPa。边坡防护自上而下分层进行，每层高度2～3m。做好坡面喷射混凝土防护层与原坡面衔接，防止坡面扰动，引起
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管理造成超挖，甚至把基坑壁面挖成倒坡，对基坑稳定性造成了不利影响。土方开挖用挖掘机施作，对开完后的边坡、排桩等应及时用人工修整，并使边坡壁面具有一定的粗糙
影响喷射混凝土的粘结强度。度，
（5）未能及时注浆。
（8）继续加强变形观测。
5几点体会
（1）基坑支护设计前，最好对基坑边缘做专项的边坡勘
进一步查明影响基坑变形及稳定的不利条件。察，
（2）合理安排施工顺序，土方开挖顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，且及时支护。
（3）防止地下水渗漏，恶化土的物理力学性能。根据已有资料，桩间土失稳或变形增大多与土体内积水有关。（4）加强基坑变形观察，及时整理基坑变形曲线，做好变形预警提示。
（5）基坑周边严禁超堆荷载。
（6）做好专项支护方案及专家论证，做好专项土方开挖方案及专家论证。
4处理措施
（1）回填。在发现临街出现裂缝后，经有关部门实地考
立即采用回填基坑边坡脚，回填高度至地表察并研究决定，
下1m处。
（2）封闭裂缝。及时采用水泥砂浆封闭裂缝，避免雨水等地表水从绿化带及裂缝处下渗。（3）增设临时排水系统。
（5）更改支护设计方案。根据上述坑壁变形原因分析，为了确保市政道路、市政管线、行人安全、支护施工人员及后期土建施工安全，决定将支护方案改为：冠梁上口直径630mm钢管内支撑；桩间土采用喷射混凝土支护，土层先6.5@200×200的钢筋网；钢筋与人工挖孔桩护壁圈中的预留钢筋连接，然后安装、焊接14@1500×1500钢筋加强网，喷射C20混凝土100mm厚，并间距2.0m，留置排水孔。此支护施工边开挖边进行，并确保土方开挖时桩间土尽量平整、垂直。
（6）对有裂缝及变形的范围进行注水泥浆，以对土体进行加固，提高土体粘聚力。
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