曾志威
(廣州市交通工程質量監(jiān)督站,廣州 510378)
明挖法是隧道施工的方法之一,常見的還有暗挖法、盾構法等。明挖隧道指由上至下先將地面挖開,在露天情況下修筑襯砌,然后再覆蓋回填的地下工程施工方法修筑的隧道,多用于淺埋隧道或周圍沒有建筑物及地下有構筑物拆改需要開挖的情形。近年來,隨著中心城市的發(fā)展需求,在靠近市區(qū)的高速公路中也越來越多地采用這種方法修筑隧道,例如目前廣州市修建的機場第二高速公路的機場南隧道及機場北隧道,是使用明挖法修建的全國最大斷面及最長里程的下穿式隧道??梢灶A見,在不久的將來這種結構將會更多地出現(xiàn)在高速公路中。
市政隧道工程中有關明挖隧道的研究不少,如影響隧道結構穩(wěn)定性因素分析、變形縫及其間距的合理性設計等。根據設計要求規(guī)范而有效的隧道施工是保證隧道結構物符合質量要求的關鍵環(huán)節(jié)。市政工程驗收采用的是備案制,公路工程驗收采用的是鑒定制。公路工程的驗收程序及要求與市政工程驗收程序有較大的差別,公路工程除了對隧道施工過程進行實時監(jiān)測及管理外,還需對工程驗收環(huán)節(jié)進行把關,例如增加一些交工檢測指標等,而這些在市政工程驗收中是沒有的,但無論是早在2010年交通部就發(fā)布的旨在規(guī)范和完善公路工程交竣工驗收工作的《關于印發(fā)公路工程竣交工驗收辦法實施細則的通知》(交公路發(fā)〔2010〕65號)(以下簡稱《實施細則》),還是新近修訂的行業(yè)標準《公路工程質量檢驗評定標準 第一冊 土建工程》(JTG F80/1-2017)(以下簡稱《評定標準》),都未對公路明挖隧道的交工質量要求進行明晰。
本文在現(xiàn)有規(guī)范的基礎上,結合筆者多年的公路質量監(jiān)督工作實際,對這一工程結構的交工驗收質量標準及要求進行探討,以供參考。
明挖隧道在施工方法及結構形式上更接近于箱涵,但是在功能及命名上則更接近于山嶺隧道。公路箱涵多采用明挖法施工且具有箱室結構;山嶺隧道在公路工程建設中更為常見,多采用復合式襯砌結構,一般存在圍巖、支護、防水層三個層間接觸界面。在明晰該結構的交工驗收質量標準及要求前,必須先弄清明挖隧道與這兩者的區(qū)別和聯(lián)系。為此,本文從施工方法、斷面形式、功能及施工技術規(guī)范等方面對三者進行了結構功能對比分析(表1)。
從表1不難看出,高速公路明挖隧道自身結構接近于箱涵但是具有樁基結構,功能上則接近于高速公路山嶺隧道。由此可知,在確定其交工驗收質量標準及要求時,應緊密與箱涵、山嶺隧道的質量要求相聯(lián)系,同時也要關注其本身具有的樁基結構及防水要求。
表1 明挖隧道與箱涵、山嶺隧道的結構功能對比
《公路工程質量鑒定辦法》明確公路工程質量鑒定工作包括工程實體檢測、外觀檢查和內業(yè)資料審查三個方面。
如前文所述,明挖隧道本身也屬于隧道的一種,其交工驗收實測指標應在本身結構的基礎上結合箱涵及山嶺隧道的特點予以修正。山嶺隧道的檢測指標有襯砌強度、厚度、大面積平整度、寬度、凈空;箱涵的實測指標有混凝土強度及結構尺寸等。
由于山嶺隧道襯砌采用模注混凝土施工,水泥混凝土的泌水性及收縮性容易造成混凝土背后空洞,而采用明挖法施工的隧道不存在這種情況,因此建議刪除明挖隧道交工驗收襯砌厚度這一指標。
此外,普通山嶺隧道二襯結構根據不同圍巖等級,有些段落有配筋,有些段落無配筋,明挖隧道則全隧道均配筋,結合《地下工程防水技術規(guī)范》(GB50108-2008)中4.1.7條第三款明確提到“防水混凝土的迎水面鋼筋保護層厚度不宜小于50mm”,因此為了加強明挖隧道鋼筋保護層厚度的施工質量控制及隧道的防水要求,建議將“鋼筋保護層厚度”作為明挖隧道交工驗收指標之一。
明挖隧道整個斷面形式為矩形斷面,與山嶺隧道的弧形斷面有所不同,因此建議將山嶺隧道的實測指標“凈空”明確為“凈高”。
建議高速公路明挖隧道實體檢測指標為:襯砌強度、鋼筋保護層厚度、大面積平整度、凈寬、凈高,驗收檢測頻率則參照山嶺隧道交工驗收規(guī)范要求執(zhí)行。這相對于山嶺隧道,在交工驗收指標上進行了一增一減一優(yōu)化,同時涵蓋了箱涵的實測指標。
對于外觀檢查要求,《實施細則》中適用于山嶺隧道的外觀檢查要求基本上適用于明挖隧道,但部分條款應進一步具體明確,如在總體要求中“洞內沒有滲漏水現(xiàn)象”這一條應進一步明晰。明挖隧道的防水工程施工一般按照《地下工程防水技術規(guī)范》(GB 50108-2008)的要求執(zhí)行,而在該規(guī)范中對不同地下工程的防水等級分別提出了不同的防水要求。高速公路明挖隧道按照該規(guī)范要求防水等級應屬于2級,其防水要求為:不允許漏水,結構表面可有少量濕漬,總濕漬面積不應大于總防水面積的2/1 000,任意100m2防水面積上的濕漬不超過3處,單個濕漬的最大面積不超過0.2 m2,平均滲水量不大于0.05L/(m2·d),任意100m2防水面積上滲水量不大于0.15L/(m2·d)。可見《地下工程防水技術規(guī)范》(GB 50108-2008)是允許有少量滲水現(xiàn)象而不允許漏水。因此,建議高速公路明挖隧道的外觀檢查宜具體參照該要求執(zhí)行,如果設計圖紙的防水等級另有要求的則根據其要求執(zhí)行。
內業(yè)資料審查在《實施細則》中要求均是總體性要求,未有針對專門結果單列要求,高速公路明挖隧道的內業(yè)資料審查應按照《實施細則》的要求進行。需要注意的是,明挖隧道一般都設計有單純起抗浮抗拔作用的樁基,同時還有早期用作支護樁后期參與抗浮抗拔樁基作用的支護樁,這些樁基結構屬于永久的工程結構,因此對于這些樁基施工質量的內業(yè)資料審查應參照橋梁工程樁基進行;而對于僅僅參與支護作用的樁基,屬于臨時結構,則在交工驗收階段不需過多關注,這一點往往是容易被忽略的。
本文介紹的明挖隧道交工驗收質量要求的建議,相關指標及要求已應用于廣州新白云國際機場第二高速公路北段工程中的機場南隧道及機場北隧道的交工驗收工作中。該明挖隧道于2020年1月20日通過交工驗收并試運營通車。交工驗收委員會認為該項目檢測結果參數客觀可行、外觀檢查結論依據及論述充分、內業(yè)資料審查內容完整,較好地反映了工程實體質量,可以為工程質量的鑒定提供有力的數據支撐及質量保障。
(1)高速公路明挖隧道結構上接近于箱涵但具有樁基結構,功能上則接近于山嶺隧道,因此在確定其交工驗收質量標準及要求時,應與箱涵、山嶺隧道的質量要求相聯(lián)系,同時也要關注其本身具有的樁基結構及防水要求。
(2)建議高速公路明挖隧道實體檢測指標為:襯砌強度、鋼筋保護層厚度、大面積平整度、凈寬、凈高,驗收檢測頻率則參照山嶺隧道交工驗收規(guī)范要求執(zhí)行。
(3)高速公路明挖隧道的防水等級及防水要求,宜具體按照設計圖紙的要求并參照《地下工程防水技術規(guī)范》執(zhí)行。
(4)高速公路明挖隧道的內業(yè)資料,應注意抗浮抗拔樁基,同時還有早期用作支護樁后期參與抗浮抗拔樁基作用的支護樁,對于這些樁基施工質量的內業(yè)資料,應參照橋梁工程樁基交工驗收質量要求進行審查。
(5)相關工程應用實例表明,本文介紹的明挖隧道交工驗收質量要求的實踐經驗一定程度提高了相關工程驗收檢測結果的客觀性和準確性,可在實際工程中參考應用。