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系極其復雜。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的參考依據。

[關鍵詞]：暗挖法隧道；穿越防空洞；施工方法

中圖分類號：U45 文獻標識碼：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。

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

隧道區域內防空洞概況

根據現場調查發現，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，平面布置基本呈現樹枝狀分布，有多處出入口。防空洞內現多作為倉儲使用，也有一些加工海產品的小作坊。

根據對隧道附近的防空洞勘測、調查發現：

（1）、隧道（K2+760～K3+060）防空洞為戰時指揮部，有多處分支及戰備用房間及會議室，線型復雜，防空洞襯砌內輪廓凈寬從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米范圍內為毛洞，巖壁有滴水現象。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系圖

錯綜復雜的防空洞群和隧道的主要位置關系有，位于開挖輪廓的頂面、底面、側面及侵入。

3防空洞處置原則

在施工過程中，根據設計圖紙，重新組織測量人員對防空洞進行詳細調查，對每個防空洞結構進行評估，對防空洞圍巖情況進行評估，經過詳細調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，需加強現場監測，采取控制預爆破，并控制開挖進尺。

（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，對中間圍巖進行注漿加固。

b.防空洞在隧道側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，先對防空洞進行支護處理，在防空洞內對隧道兩側圍巖進行注漿加固，隧道按基坑開挖后再施作明洞施工，明洞襯砌相應加強。

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

（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，可用導水管或導水槽將水引出后注漿止水；大面積滲水地段，地下水無法集中引出時可間隔鋪設土工纖維布及礦碴將水引出后采用全斷面（帷幕）超前預注漿止水。

4施工前測量調查

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

圖3防空洞與隧道橫斷面關系圖（開挖前進方向為：自下而上，自左向右）

5具體施工措施

根據之前的詳細調查結果，開挖過程中，當掌子面距離某處防空洞距離在15米左右時，開挖進尺控制在1~2米，同時爆破分段多分2~3段，在防空洞范圍內施工拱架間距加密到50cm，嚴禁超挖，欠挖部位采用挖掘機二次開挖。同時根據放空洞圍巖情況采取適當的加固措施。根據防空洞的位置不同，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，在擋墻內回填細沙作為緩沖層。

圖4頂部防空洞照片及處理圖

（2）、當防空洞位于隧道側壁時

側壁出現防空洞時，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側壁防空洞照片及處理圖

（3）、當防空洞位于隧道底部時

底部出現防空洞時，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結束語

目前，該隧道已經建成并投入運營，使用狀況良好。防空洞結構穩定，部分已經投入使用。

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，主要得出以下結論和建議供其他施工及設計人員參考：1）隧道開挖前要對隧道區域內的防空洞群做詳細的調查，測量，做到開挖之前心中有數；2）在開挖接近防空洞時，一定要提前減小進尺，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）嚴禁超挖，欠挖處采用機械修理；4）開挖后支護要加強，一般采用密排工字鋼，間距最好不超過50cm；4）開挖后根據防空洞的位置及重要程度采用不同的處理方法，底部及側墻防空洞采用回填混凝土的方法，頂部防空洞采用加護拱后回填沙的方法；5）對防空洞的沉降和變形監測要貫穿整個施工過程，直至工程結束，對于變形較大的防空洞采取結構加固處理。

參考文獻

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

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