隧道明挖法施工技術綜述

楊樂樂

摘要：隧道挖掘涉及多種地質，特殊地質下的隧道開挖易發生不可控事件，需采用合適的施工方式確保施工穩定性。基于此，本文對隧道明挖技術深入分析，以具體的案例詳細分析了明挖技術的應用，并提出了幾點施工注意事項，不僅保證了施工的質量與安全，而且控制了施工成本。

關鍵詞：隧道;明挖法;施工技術

引言

在箱式隧道埋深較淺且周圍環境較空闊簡單的條件下，或隧道埋置范圍內管線眾多的場區（如電信、移動公司、強電、燃氣、自來水分布區等），地下木樁、塊石雜亂分布，其性質和分布范圍又難以查明，若采用頂進法、盾構法等方法施工，難度甚大。多選用明挖法施工方法。明挖法的優點是施工機械設備簡單，對一些地下障礙物容易處理，其工程進度和投資也容易控制，一般說來，明挖法的成本較低，隧道質量也易保證。

一、明挖法施工方式

施工方法有三種基本類型：先墻后拱法、先拱后墻法和墻拱交替法。

（一）先墻后拱法。是最常用的一種方法，適用于地形有利、地質條件較好的各種淺埋隧道和地下工程。其施工步驟是：先開挖基坑或塹壕，再以先邊墻后拱圈（或頂板）的順序施做襯砌和敷設防水層，最后進行洞頂回填。當地形和施工場地條件許可，邊坡開挖后又能暫時穩定時，可采用帶邊坡的基坑或塹壕。如施工場地受限制，或邊坡不穩定時，可采用直壁的基坑或塹壕，此時坑壁必須進行支護。

（二）先拱后墻法。適用于破碎巖層和土層。其施工步驟是：從地面先開挖起拱線以上部分。按地質條件可開挖成敞開式基坑，或支撐的直壁式基坑，接著修筑頂拱，然后在頂拱掩護下挖中槽，分段交錯開挖馬口，修筑邊墻。

（三）墻拱交替法。是上述兩種方法的混合使用，邊墻和頂拱的修筑相互交替進行，它適用于不能單獨采用先墻后拱法或先拱后墻法的特殊情況。其施工步驟是：先開挖外側邊墻部位土石方，修筑外側邊墻;開挖部分塹壕至起拱線，修筑頂拱;分段交錯開挖余下的塹壕，筑內側邊墻。

二、明挖法防水注意事項

明挖隧道采用何種防水方法要根據開挖基坑兩側的圍護結構系統的類型而定。采用明挖隧道最為簡單，采用工法樁和鋼板樁支護時，防水更為困難。而圍護結構系統包含許多節點，防水最為復雜。除了擋土系統外，隧道防水也是必須的。防水不僅降低了隧道腐蝕風險和維護費用，而且延長了隧道壽命，更提高了安全性。在氣候較為寒冷時，隧道滲漏可能造成頂板結冰或者路面淌水。此外，隧道一旦投入使用，再將其關閉則極為不便這給防水維修帶來諸多限制。特別是城市隧道，要進人滲漏區段并進行維修，可供選擇的方案極為有限。闡明如何做好明挖隧道設計，并將防水設計放在重要的位置，明挖隧道防水設計需要對整個防水系統周密規劃以及項目設計者和主要承包商施工方密切合作與溝通，設計者通常低估了防水的重要性，導致防水施工往往無法行進，指出通過加強連接處的密封，穿孔處的防水，優化配筋頂板排水設置等，可以達到良好的防水效果。

三、隧道施工

（一）基坑開挖。基坑圍護和基坑加固達到設計強度，降水已經達到預期效果，驗收合格，經過安全、技術、質量交底后基坑才開挖。在開挖過程中掌握好“分段、分層、分塊、對稱、平衡、限時”六要點，遵循“豎向分層、縱向分段、開槽支撐、先撐后挖、嚴禁超挖”的施工原則。

（1）分層開挖。當基坑開挖深度大于目前常用挖土機最大挖土深度，一般小于5m時，可采用分層開挖。分層的主要依據是：基坑開挖深度、現有挖土機的合理挖土深度、土質、水位情況以及綜合考慮基坑的其他要求和做法等。

（2）坡道的開設。坡道的開設要根據機械設備、開行路線以及篪工現場的情況而定，坡道開設是否合理是深基坑土方施工成敗的關鍵之一。坡道的寬度一般為6-8m，坡度1：6-10。坡道可開設在坑外或坑內，也可果用坑內外相結合的辦法，其中坡道若設在坑內可節省場地，但將給坡道處理帶來一定困難。

（3）排水方法。確定排水方法要綜合分析土質情況，特別是滲透系數，基坑開挖深度和寬度以及場地情況等技術資料，對各種排水方法的技術經濟效果進行優化對比。軟土地基中的基坑開挖一般采用明排水方法。

（二）模板工程

采用復合模板，板厚1.5cm;隧道墻和頂板的模板最好一次支設，以增強剛度;支模時，墻、頂的洞口均須留成階梯形的喇叭口（內小外大）;模板支架必須具有足夠的剛度、強度和穩定性，要能承受新澆砼的重量、側壓力以及施工荷載，因此對支模材料及其牢固程度等問題要通過支架設計驗算;隧道內的頂板支架在隧道的兩端和分段處應設橫向剪刀撐.隧道外墻的支架要加斜撐，以保證隧道模板的穩定為滿足抗滲和美觀要求，隧道墻的穿墻螺栓拉桿外露部分用氣焊割去，用防水砂漿抹平。

（三）大體積混凝土澆筑

大體積混凝土施工易產生裂縫，產生裂縫有各方面的原因。如分段是否妥當、結構形式及約束情況，混凝土的均勻性、原材料質量、模板剛度，環境溫度等，都可能引起大體積混凝土的裂縫，其中溫度裂縫是主要現象。因此，施工時要嚴格控制溫度及混凝土配合比，保證混凝土質量均勻，振搗密實，養護保溫及時。故施工時應嚴格做好以下幾點：（1）材料：石子中的含泥量不超過1%;粗砂中的含泥量不超過3%（平均粒徑不大于0.5mm）;水泥應采用低水化熱水泥，并可摻一定量的粉煤灰。原材料均應做抽樣試驗。（2）原材料及外加劑配合比要準確。（3）混凝土必須保證攪拌均勻。自拌砼的坍落度要嚴格控制在扣4cm，泵送砼的坍落度控制在14cm以內。（4）砼澆筑時不得產生離析，混凝土自高處傾落時，其自由傾落高度不宜超過2m，當超過2m時，應用串筒或斜槽下料。若采用泵送砼應將導管放低，減小硅對模板的沖擊力。（5）墻體混凝土采用分層水平澆筑時，每層厚度宜30-50cm。上下層間隔時間不得超過1.5h，并使澆筑后的砼溫度分布比較均勻。但應注意表面水分蒸發或受凍。澆筑砼時應分別從兩頭同步循環往上澆筑。當澆到頂板底時，稍待沉實后，從一端向另一端澆筑砼頂板。

四、結束語

明挖法具有施工機械簡便、通用，工程造價較低，遇到障礙物容易處理等優點，當隧道埋深較淺，周邊環境要求不太苛求的情況下，當屬首選的方法。在軟土地基中采用明挖法時，必須著重對基坑支護、基底涌水以及對周圍建筑物及市政管線保護等問題予以高度重視。

參考文獻：

[1]孫鈺程.城市廂式隧道明挖法施工技術探析[J].中華建設，2018（11Z）：58-59.

[2]朱偉.隧道明挖施工技術的應用[J].四川建材，2019，45（05）：131-132+134.

（作者單位：中鐵十五局集團城市建設工程有限公司）