明城墻畔城市隧道改建保護型拆除技術研究與應用

靳坤

摘要：南京城西干道綜合改造工程施工中，原集慶門隧道需拆除拓寬重建。原集慶門東側緊鄰明城墻，隧道拆除過程中必須保_護明城墻不受損壞。本文主要從安全性、對交通的影響、經濟性、施工工期長四個方面短對隧道拆除的三種方法爆破法、切割法和機械破碎法進行比較分析，得出切割法加機械破碎法為最合理的拆除方法，并闡述拆除施工技術措施。

關鍵詞：明城墻；保護；隧道拆除；切割法；機械破碎法

中圖分類號：U452.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）05—113—03

1概述

城西干道是南京老城核心區西部的一條連接南北的重要隧道，為彌補現有及規劃隧道容量不足的現象，提高隧道密度，疏解干道交通，擬對城西干道進行綜合改造，原有集慶門隧道為四車道，不能滿足設計要求，因此需將原有隧道拆除，新建六車道隧道。

原集慶門隧道拆除前，先期進行靠近城墻一側新建隧道的支護樁建設，隧道外側秦淮河鋼板圍堰建設及交通疏通工程的建設。隧道部分的拆除工作在順河橋上部結構拆除后進行。

拆除工作不得對交通造成實質性影響；不得對集慶門外臨時鋼架橋造成影響；不得對西側墻外止水維護結構造成破壞。同時施工做到安全、環保。

隧道拆除時需考慮新隧道支護體系以及明城墻安全，采用跳倉拆除、跳倉新建。隧道主體按照頂板、中隔墻、側墻順序，最后拆除底板。

2方案比選

集慶門隧道的拆除可采用爆破法、切割法和機械破碎的方法。無論采用那種方法，仍需使用機械進行二次破碎和清運。

2.1拆除方法

2.1.1爆破法

爆破法分為以炸藥為能源破壞介質的瞬態爆破和以彭漲劑為能原的靜態爆破。瞬態爆破，可在爆破瞬間對爆破對象破碎解體，爆破作用快，效果顯著，有利于后期的機械二次破碎與清除。其有害效應體現在，爆破時會產生爆破震動、爆破飛石、爆破粉塵與噪聲等。靜態爆破可避免上述有害效應，但只適用于禁止爆破區域。

2.1.2切割法

切割法對平面結構且厚度較薄的可用盤踞切割，其它結構則使用鏈踞切割成塊。對于懸空結構，須采用滿堂支架進行支承，以免切割塊體的脫落。對切割的塊體，需用吊裝設備與運輸車輛將其吊離現場其優點是噪聲小，無粉塵污染。而切割成本高。采用切割設備切割箱梁之間的連接絞縫。

2.1.3機械法

現場破巖設備發展迅速，且功率越來越大，過去一般機械難以克服的大型鋼筋混凝土塊體都可以破碎和拆除，且作業效率較高。其缺點是施工噪聲大，對相鄰介質會產生較大的擾動。

2.2方案比較

2.2.1安全性比較

（1）爆破法：每次爆破都須對爆破點周圍200m范圍內實行安全警戒，疏散危險區域人員、車輛，臨時中斷交通等，組織難度大，容易引發社會廣泛關注，并且需要充分論證、安全評估并辦理行政審批手續。而采用靜態破碎法，不適合大厚度的鋼筋混凝土的破碎，也難以保證止水維護結構不受破壞。

（2）切割法：隧道內用滿堂支架，先對頂板、隔墻和側墻進行切割與吊裝。除支架穩定性和吊裝過程存在一定的安全風險外，其它過程是安全可控的。并且在隧道外側墻拆除過程中，可有效地保證外側止水維護結構的少受擾動，有利于保留的止水維護結構的安全。切割法采用濕式施工，無粉塵污梁，噪聲低，是安全又環境的施工方法。

（3）機械破碎法：由于在地面施工，機械操作的安全性好，施工速度快，成本低；缺點是施工過程噪聲大粉塵多，需采取噴淋等技術措施。

2.2.2對交通的影響

（1）爆破法：爆破時須對爆破點周圍200m范圍進行爆破安全警戒，臨時中斷交通。每次爆破后須進行爆破效果檢查和各種保護目標的安全性檢查，每次中斷交通時間一般為2小時。一旦出現異常情況時，將警戒與交通管制更長時間。

（2）切割法：在隧道主體范圍內施工，吊車與運輸車輛在隧道內，無需占用圍擋外道路影響交通。

（3）機械破碎法：同切割法。

2.2.3經濟性比較

切割法成本最高，爆破法其次，機械法成本最低。

2.2.4工期比較

爆破法：工期可控制在50天；

切割法：由于施工程序復雜，進度慢，工期至45天；

機械破碎法：由于施工程序相對簡單，工期在35天。

2.2.5綜合比較

綜合以上分析比較，可以看出，采用切割法加機械破碎法更適合本項目的需要。

3工程難點

（1）工期緊，節點工期明確。

（2）對止水帷幕、西側支護樁及新建構筑物的保護使得部分拆除必須使用切割式輔助手段。

（3）本拆除工程需跳倉拆除、跳倉新建，施工環境復雜，空間狹小，施工難度大。

4施工技術措施

4.1拆除原則

（1）隧道暗埋段頂板及西側墻體全部采用切割工藝，隧道敞開段及暗埋段東側墻體采用機械破除。

（2）結合本工程特點，切割施工過程中工作面較為緊張，大型機械不易展開，故切割分塊重量不宜選擇過大。

（3）根據隧道圖紙信息，盡量避開鋼筋數量較多的截面位置設計切割線。

4.2隧道拆除順序

根據總工期計劃，首先進行7-2#倉和9-2#倉拆除，然后依次進行7-1#、9-1#、6-1#、10-1#、6-2#、10-2#、5#、11#、4#、12#、3#、13#、2#、14#、1#和15#頂板、側墻及東（或西）半幅底板拆除，最后完成8#倉拆除，最后從里向外倒著拆除剩下的西（或東）半幅底板。

4.3隧道拆除措施

（1）側墻切割

側墻切割，擬投入4臺片鋸完成側墻切割任務，2臺片鋸切2道橫縫，2臺片鋸切豎縫。切橫縫時保證下面一道的作業空間，橫縫切在距底板0.5m高的位置，另一道橫縫切在3.5m高位置；豎縫計劃間距2.5m。

（2）頂板切割

頂板切割主要是指8#倉頂板切割，因為8#倉位于鋼便橋下，凈空有限，鑿巖機直接破除效率低，很難按節點工期完成拆除任務。因此，對8#倉頂板和側墻先行切割，按照橫縫間距2.5m，縱縫靠側墻和中間隔墻的兩邊設置。

（3）頂板拆除

8#倉頂板切割后就形成了寬2.5m，長9.5m的長條形塊體，切割時采用繩鋸，切割有效深度0.75m，對于厚度0.8m的頂板，剛好最下邊的一層鋼筋沒有切斷，能有效防止砼塊體突然掉落。切割后采用液壓剪將頂板剪碎。

其余倉頂板采用鑿巖機站立于頂板上直接破除的作業方式，作業效率高，安全可靠。

（4）墻體拆除

西側墻外是止水帷幕和支護樁，需要保留，不能破壞，因此，西側墻破除不能用鑿巖機對著墻體直接破除，而是必須切割成塊體后用鑿巖機扳倒后在地板上破除；東側墻和中間隔墻可以直接用鑿巖機正對著破除，破除效率高，安全穩定。

西側1排支護樁，東側2排支護樁，西側支護樁緊鄰止水帷幕且作為新隧道的結構需要保留，最東邊1排支護樁緊鄰新建帷幕，因此，西側墻和最東側支護樁必須先行在根部切割，然后在切割部位輕輕打一個三角形口子，用鑿巖機將樁體扳倒在底板上破除，防止震動引起西側樁和東側新建止水帷幕的破壞。

（5）底板破除

隨著各倉的進展，倒退著破除剩余底板。鑿巖機破除底板時炮頭正對著底板，能最佳發揮鑿巖機的功效，因此，破除底板作業速度最快。

（6）廢渣外運

廢渣外運均安排在晚上進行，每天產生的廢渣當天晚上即可外運完畢，廢渣外運不占用總工期時間。

5結束語

集慶門隧道東側為明城墻、西側為秦淮河，均為南京市的名片，保護好明城墻是每一個建設者的責任，在設計上采用了雙排樁的設計。老隧道采取跳倉拆除、跳倉新建方案，最大限度減少對明城墻的擾動。