“半蓋半挖法”在城市景區環保型隧道負埋深段施工中的應用

李利強

摘要：本文主要介紹了半蓋半挖法在城市景區環保型隧道負埋深段施工中的應用。僅供大家參考。

關鍵詞：半蓋半挖法；城市景區；施工

1 引言

隨著國民經濟的發展，城市交通擁堵問題日趨嚴重，特別是一些一線城市尤為突出，加快城市道路建設已經迫在眉睫，杭州紫之隧道工程，從紫金港路到之浦路，全長14.4公里，是全國最長的城市隧道。紫之隧道工程的建設，將對完善杭州市第三象限道路網、緩解西湖風景區交通壓力、加強主城西側南北向交通聯系以及對外聯系、經濟交往協作、改善周邊地塊道路環境均具有重要意義，對社會和國民經濟所產生的效益顯著。但紫之隧道位于西湖景區，施工環境保護要求高，同時施工用地限制大，工程項目建設以“不破壞就是最大的保護”為環保理念，實現了建設與自然地和諧。下面結合一個工程實例，介紹“半蓋半挖法”在城市景區環保型隧道負埋深段施工中的應用。

2 紫之隧道2#西線半蓋半挖法施工

2.1 工程概況及研究背景

紫之隧道2#隧道西線負埋深段位于距離洞口段60m處，長度15m，最大負埋深2.8m，原設計采用蓋挖法施工，即先在該段開挖邊仰坡，然后施作混凝土護拱，最后采用暗挖法通過。但此露頭段位于龍井茶園山坳，原設計方案必須征用紅線外茶園和林地，修建臨時運輸便道，在露頭段施做鋼架砼預支護拱，但臨時用地征用困難，而且投資巨大，并且對景區環境破壞嚴重。

2.2 施工方案比選

2.2.1原設計施工方案（蓋挖法）

1、邊仰坡開挖

邊仰坡自頂向下分層開挖，回填線以下坡率1：0.5，回填線以上坡率1：0.75，噴C25砼10cm，掛Φ8鋼筋網@20×20cm，Φ22砂漿錨桿L=3.5m，間距1.5m×1.5m，梅花型布置。

2、護拱施作參數

護拱采用50cm厚C30鋼架混凝土，拱部130°設置，拱腳處為擴大基礎，并采用Φ25中空注漿錨桿L=4.5m鎖腳。護拱內輪廓與原初支內輪廓保持一致，護拱內預埋初期支護中I22a工字鋼，縱向間距50cm，取消護拱范圍內的超前支護和系統錨桿。

3、回填

護拱施作完畢混凝土達到設計強度后，回填土石，上覆粘土隔水層，厚度50cm，保證拱頂附土厚度不小于1.5m，植草綠化。

4、排水設計

護拱回填層外施作M10漿砌片石渡槽引排原有地表水，設置范圍為隧道中線兩側各30m。

圖1：原設計K5+075～K5+090（15m）段施工圖

2.2.2 原設計方案存在問題

1、由于施工便道在原臨時征地紅線外，臨時征地審批手續繁瑣，耗時較長；

2、該方案需修建臨時便道，并且要開挖邊仰坡，對景區環境破壞較大；

3、該方案施工周期長，投資金額較大。

2.2.3 優化后施工方案（半蓋半挖法）

總體思路：以“不破壞就是最大的保護”為環保理念，不開挖邊仰坡，“零進零出”，對露頭段兩側的仰坡進行加固，然后強行出洞施工護拱，再二次進洞。

1、反向施工超前小導管

在負埋深段出口處反向打設Φ42mm雙層超前注漿小導管，外層小導管長度6.0m，以10°角打入，環向間距中距中30cm；內層小導管長度6m，以5°角打入，環向間距中對中30cm。打設范圍為拱頂120°范圍。與洞內雙層小導管形成搭接交錯的棚架作用，然后強行出洞。

2、半蓋半挖法施工

（1）機械出洞

隧道露頭后，根據挖掘機出洞所需要的高度（大約3m）開挖中槽，具備挖掘機出洞高度后挖機出洞。

（2）挖機出洞后先清除施工區域原地表的雜草和松散土。

（3）測量人員放出隧道二次進洞的實際里程（要求拱頂覆土1.5m以上）以及護拱施工開挖邊線，并根據現場實測高程計算開挖深度。

（4）根據地形測量結果開挖上臺階工字鋼腳板基礎，開挖高度為洞內三臺階施工上臺階高度。

（5）在負埋深段二次進洞處正向打設雙層超前注漿小導管，外層小導管長度6.0m，以10°角打入，環向間距中距中20cm；內層小導管長度6m，以5°角打入，環向間距中距中20cm。打設范圍為拱頂120°范圍。

（6）在15m負埋深里程段內立設上臺階工字鋼，工字鋼型號為I22a，縱向間距50cm，拱腳打設L=4.5m鎖腳錨桿（每榀8根），連接筋間距1m，通長雙面焊接，安裝雙層鋼筋網片@20×20cm，C25噴射混凝土厚度50cm（拱腳位置噴射混凝土厚度80cm）。為提高噴射混凝土密實度，工字鋼立好后，內模采用石棉板封閉，然后再采用從上而下噴射混凝土。

（7）洞內施工仍按照原設計施工。

（8）在初期支護封閉成環后，工字鋼外層（原設計套拱范圍內）用防水砂漿抹面，厚度5cm，然后鋪設“兩布一板”防水層，及時施工仰拱和二次襯砌。

（9）二次襯砌施工完成達到設計強度后，根據征地進度原設計施工洞頂護拱回填土及防排水系統。

圖2：優化后K5+075～K5+090處護拱施工圖

2.3實施效果

由于施工方案的優化，負埋深段施工過程中僅占用紅線范圍內施工用地120m2，與原方案相比節約用地580m2，并且避免了修建臨時便道對地表植被的破壞，很好的保護了施工場地的環境，而且洞內運輸減少了對周邊環境的影響，降低了粉塵污染。