超高层建筑岩石深基坑隧道保护施工技术

[摘   要]：英利金融街为地下4层、地上53层，高252.4m的超限高层建筑。该项目地下室有运行的轻轨一号线斜向穿过，为有效保护轻轨隧道的安全，在岩石的开挖、隧道的保护等方面均采取了特殊的施工方法。

[关键词]：超限高层建筑  隧道保护体  人防洞室处理  监控测量

1.工程概况

英利·金融街项目地下4层，地上53层，总建筑面积为29.07万平米，建筑高度为252.4m，为超限高层建筑（见图1）。该项目四周为城市道路，基础开挖深度为21m，地下室有正在运行的轻轨一号线斜向穿过。由于该项目的基坑土质为中风化砂岩，隧道保护线以内（隧道中心线外50米）的土石方开挖不得对隧道产生任何不良影响，所以开挖难度将显著加大，需综合考虑开挖及保护措施。隧道与高层平面关系见图2。

2、轨道段的基坑开挖及保护方案

2.1轨道段岩体的保护要求   由于轻轨一号线已经运行，对该段的基坑开挖经过多次的专家论证，确定保留原轨道段周边的围岩，保证原隧道的内衬不变形，周边的围岩稳定，最终决定周边围岩保留厚度为3.5m，周边结构基础不得对隧道段的基岩产生不利影响。

2.2轨道段围岩的保护方案

经论证，轨道段两侧的围岩采用桩板挡墙进行保护，而顶部围岩则采用拉梁及拉板进行保护，从而构成一个完整的结构保护体系。结构保护见图3。

2.3结构基础对隧道围岩的保护要求  结构基础位置离开围岩外侧净尺寸为1m，采用人工挖孔桩开挖方式，桩底嵌岩段顶标高低于轨道地面标高4.5m以上，桩基施工时，隧道段地面标高以下4m范围内贴卷材作为隔离层，消除桩侧阻力。

3.隧道保护段主要施工方法

3.1轨道段岩石的开挖  对于大面积基坑的开挖，先采用浅孔松动爆破的方式，将土石方标高降至隧道顶标高4.5m以上，留1m左右厚的岩石采用机械切割方式进行开挖，防止爆破应力造成岩石开裂。

3.1.1施工工艺流程

现场勘察→爆破方案设计→施工准备→机械开挖隔振槽→布孔、钻孔→装药、堵塞、联线→振动监测、覆盖防护、警戒、起爆→爆后检查→爆破效果及监测数据分析→修正设计参数、进行下一道工序→清渣

3.1.2浅孔松动爆破

由于相邻炮孔起爆间隔时间很短，致使各炮孔在爆破过程中的能量场相互发生影响而产生一系列良好效果。主要优点有：

①可使爆破地震效应和空气冲击波以及飞石作用降低。

②爆破后的岩块块度均匀，大块率低。

③爆堆形状整齐、集中，利于提高生产效率果。

④相应提高了炸药能量的利用率。

这种浅孔松动爆破是利用孔内孔间微差顺序起爆，利用毫秒非电导雷管起爆系统，通过一定的爆破设计和起爆网络联接方式，实现孔内微差的爆破技术，这项技术的使用，可有效地控制爆破震动的危害。爆破时，一次爆破用药的总量不得超过3Kg。

3.1.3 减振槽的设置

减振槽是在开挖周边采用机械切割的方法，开槽的宽度1.5m～3m、深度大于炮孔深度1.5倍的条状形基槽。将爆破区域与保护区域有效隔断，减少爆破振动，达到保护岩体安全的目的。施工时采用机械开挖方式进行分层切割开挖，开岩机配合分段破碎并装运出渣。减振槽的设置如图5。

3.2隧道保护段位置测量   当基坑标高采用爆破方案降至隧道顶部4.5m左右时，此时需要精确测定隧道保护走向及宽度的边界线，采用机械切割方式标定出隧道保护段的边界，复核无误后向下开挖。

3.3隧道顶部岩体开挖  机械切割开挖500mm后，留500mm厚待侧壁桩基成孔后再开挖，以减少隧道顶部应因力释放过早导致顶部开裂。

3.4隧道段侧壁岩石的开挖  两侧岩石开挖全部采用机械切割方式实施开挖至设计标高（挡墙以下500mm）。

3.5隧道保护体的施工

3.5.1主要工艺流程

轨道保护体的定位→桩基开挖→桩筋、横向拉板施工→桩基、贯梁、拉梁、板混凝土浇筑→挡板施工

3.5.2轨道保护体定位  依据轨道公司提供的区间隧道位置坐标控制点及高程控制点进行定位，经复核无误后作为施工依据。

3.5.3桩基施工

（1）保护区段内的基岩为中风化砂岩，采取水钻的方式进行开挖，随钻进深度及时进行桩基的垂直度、断面尺寸的复核。

（2）桩基开挖到达设计深度后，在挡板位置按设计要求的墙筋间距在侧壁用电钻进行定位钻孔，桩基钢筋就位后将墙体水平筋预插到位。

（3）桩基混凝土浇筑前，非嵌固段按设计要求做好卷材隔离层的铺粘，浇筑桩基混凝土时注意成品保护。

3.5.4拉梁拉板施工

桩基施工完成后，适时组织顶部500mm左右厚的岩石开挖，开挖至设计标高后，分段进行拉梁与顶板结构的施工。

（1）拉梁中部有32#工字钢焊接组成的桁架式内置钢梁，两端设有锚板，其作用是增加拉梁的抗拉能力。拉梁施工时需做好两端支座的钢筋锚固工作。拉梁安装照片见图6。

（2）拉梁纵筋采用直螺纹方式接长。

（3）型钢梁纵向钢筋连接焊接完成后，应将梁纵筋及箍筋布置到位（箍筋分段集中布置，就位后分散绑扎到位），最后焊接两侧的锚板。

（4）拉板钢筋按设计要求布筋绑扎，板面钢筋分段通长布置，不设接头。

（5）拉梁、拉板混凝土采用掺微膨胀剂的混凝土，自两侧向中间进行布料振捣，浇筑后保湿养护14天，以减少收缩裂缝的产生。

3.5.5侧墙挡板的施工

（1）挡板间的石方由挖掘机自上而下开挖而成，掘进宽度按设计厚度要求进行，人工修整至符合要求为止。

（2）挡板的钢筋与贯梁和桩上预留出的钢筋搭接，绑扎成型后焊接。

（3）挡墙施工按逆作法要求进行施工。模板按单面支模方式进行安装，顶端留出下料口。底部的模板需预留出纵向搭接钢筋接口，便于下段挡板钢筋接长。模板安装见图7。

（4）混凝土按分层下料、分层振捣的要求进行浇注，由于为单面支模，振捣时宜用30mm的轻型振动器，适度降低振动力，在保证密实的前提下不宜过振，当次浇筑的混凝土顶面需高于上段混凝土底面300mm以上，突出部分的混凝土在终凝12小时后凿除。施工缝处理见图8。

4. 监控测量

桩板挡墙施工前，由建设单位委托有资质的专业单位依据设计要求，对区间隧道和基坑进行监控测量。本次监测前必须对隧道结构变形控制指标进行核实，监测要求除测定位移变形外，特别提出在荷载较大的区域及岩层变化对应裂缝宽度较宽区域，监测断面间距加密为5m；岩石的裂缝宽度变化监测精度要求为0.001mm；隧道内外监测系统应一致，增加隧道自动震动监测和隧道表面应力监测等等要求，做到定时监测，发现问题及时监测，并立即通知停止施工，由相关单位研究处理方案，为科学施工创造条件。从监测的结果看，各项指标均未超过控制值，保护体施工未对轨道隧道超成不利影响。该项目已建成并投入使用，运行质态良好。

在专业负责人的总体协调下，课程负责人和任课教师共同配合，分解课程内容，结合测绘类专业行业特点，以课程思政元素挖掘的方法论为指引，主要从以下几个方面进行思政元素的挖掘。（1）我国古代测绘辉煌历史成就和测量器具，中国测绘学起源于水利和农业，有悠久的历史，在没有现代科技、缺乏先进设备的时代，一项项科技成果曾领跑全世界，让现代人也叹为观止。夏禹治水时期，“左准绳，右规矩，载四时，以开九州、通九道、陂九泽、度九山”，其中的准绳和规矩就是当时所用的测量工具。西晋著名地图学家裴秀主持编制了具有划时代意义的《禹贡地域图》18幅，首次明确建立了中国古代地图的绘制理论——“制图六体”、天文学家苏颂和韩公廉设计的以水为动力的水运仪象台，这些测绘理论领先于世界，增强同学们的民族自豪感。（2）现代测绘地理信息领域的名家大师，通过孜孜不倦的努力，使我国的测绘技术从追赶者到领先者的转变，王之卓、夏坚白、陈永龄、宁津生、李德仁等院士几十年如一日，坚守科研一线。用榜样人物的坎坷经历激励学生成长，引导学生努力做到奋发有为、自强不息。（3）测绘行业英雄集体和个人先进事迹，如国测一大队不畏困苦不怕牺牲用汗水乃至生命默默丈量着祖国壮美山河的精神，不管时代怎样变迁，热爱祖国、艰苦奋斗、无私奉献的精神一直激励着测绘人前进。（4）重大工程、重大事件中，测绘地理技术发挥的支撑作用、2020年珠峰高程测量、北斗卫星导航系统全球组网运营、中国遥感系列卫星发射、港珠澳大桥精准贯通等，激发学生的家国情怀和文化自信，学习科技工作者的团结协作精神、奉献精神和勇攀高峰的科学精神。（5）测绘地理信息行业规范、规程的精度要求，如《一、二等水准测量规范》《工程测量规范》等，让学生在学习过程中遵守规范、敬畏规范，做到诚实守信、不伪造数据、爱岗敬业，培养学生良好的职业素养。（6）测绘法律法规的学习，如地理信息数据的保密、地图的版权意识，遵守国家法律，做懂法守法的好公民。

1.3 课程思政教学内容设计

课程思政案例库的建立，为课程思政教学打下良好基础，有些案例可能在测绘类专业课程重复出现，因此有必要拆分每个案例里面隐含的思政元素，并与课程知识内容相对应，实现思政元素与知识内容有机融合，教学团队根据教学内容和思政目标巧妙构思，自然融入教学内容中去，“测绘基础”课程思政教学内容设计，在教学实践中潜移默化，抓住切入点，使学生汲取营养，思政与知识同时进行，相互促进，学以致用。

2.“测绘基础”课程思政实施

2.1 加强教学团队建设

教师是课程思政实施的主体，在全员育人的大环境下，应该组建由思政课教师、辅导员（班主任）、专业课教师和企业导师混编的课程思政教学团队。思想政治课教师在团队中负责进行方向引导，课程思政理论知识培训，促进思政课程与课程思政同行同行。辅导员（或班主任）是学生管理的主体，日常与学生打交道最多，将社会主义核心价值观融入到日常学生管理工作中，与课程思政育人方向同行。专业教师是课程思政育人的主力军，教学中不断探索“课程思政”的教学新方法和模式，挖掘所授课程的思政元素，形成课程思政一些列研究成果。企业导师主要负责实习实训指导，讲授行业发展趋势、开展专题讲座和创新创业培训，将国家规范、典型案例、企业文化等内容适时传授给学生，促成学生职业素养和创新创业精神的养成。思政教师、辅导员、专业课教师、企业导师四方联合，以一门门具体专业课程作为载体，在课程思政总体定位、教学方案设计、课程资源案例建设、课程具体实施、考核评价中实施思政育人，有效保障课程思政育人效果。

2.2 变革教学方式

当今正处于“互联网＋”的时代背景之下，“互联网＋”教育模式面临着前所未有的机遇与挑战。课程思政的教学也应在这场变革中，找到新的发展方向，“互联网+课程思政”是今后一段时间内的主要教学方式。借助于MOOC平台建立网络课程资源和课程思政案例库，资源足够丰富，学生可以实时处处进行相应课程的专业知识学习和思想教育学习。实施线上线下混合式教学，混合式教学在课堂和网络两个教学空间中进行，在线下的课堂以教师为主体，学生参与热情不高，只有少数学生愿意跟着老师的思维参与讨论，线上教学以学生为中心，网络教学的优点是参与度高，人人都可以参与其中，教师可以利用网络后台数据及时有效地对学生的学习效果进行评价和反馈，有助于实现个性化教学，也有利于学生及时获取网上最新的测绘科学成果信息和新技术、新方法、新设备在测绘领域及专业领域的应用成果，有利于培养学生的爱国情怀和创新能力。

2.3 构建多元评价体系

课程思政的教学是双向的，只有授课教师的单向说教，教师没能将思政元素融入课程，而是就爱国、诚信等社会主义核心价值观主题进行生硬、机械地空谈，思政部分和专业课仍然泾渭分明不能达到预期效果，要在课程的过程考核中融合思政要素考核点，课程思政实施后的课程评价与发展需要让教与学的评价从关注结果到关注过程，特别是关注学生在学习过程中获得的体验等。

授课教师可在平时成绩中融入课程思政考核点，考核方式形式多样化，例如，教师可以给学生布置相应的任务，让学生在互联网上收集本门课程中，知名科学家的科研故事资料，让学生在课上展示、分享交流，促成良好学风的养成；在实践性课程的实训报告中，请学生列出自己对相关课程思政素材最深刻的感言，关注学生内心感受的表达；在理论课堂上组织学生对我国已建成的大型工程作为案列，分析测量工作在整个工程建设中的重要作用，要将这些工作形成资料，选取优秀案例在课上进行集中展示分享，谈相应的感悟；在期末考试中，考试题目包含思政元素，让学生有表达思政感悟的窗口。

为了检验课程思政的实施实际成效，专业课教师可以通过不同渠道来了解学生的真实状况。通过测绘社团开展无人机测绘、实景三维等方面的科普活动，通过学生查找相应的前沿知识然后进行知识的输出，增强其对测绘行业的认同感，进一步加深其对无私奉献、爱国等社会主义核心价值观的理解，在活动中感受课程思政的效果；还可以在实习实训环节中，观察学生对国产无人机、卫星导航定位设备、测量机器人等高端测绘设备的使用态度和评价，来了解学生是否具有支持国产装备的信心和爱国情怀；要关注学生是否留意日常生活中使用测绘技术的场景、是否对测绘新技术比较敏感，对珠峰高程测量成果对外发布以后，学生纷纷在微信、微博、抖音等平台上转发相关新闻，并积极评论、交流，有的学生还与教师积极探讨，这都是专业课程思政效果的最有利体现。此外，专业课程教师还可以在生活中主动与学生进行面对面的交流，了解学生心中所想，直观地感受思政效果。

3 结语

课程思政的建设不是一蹴而就的事情，在国家课程思政总体建设规划下，专业课认真钻研每一门课程的特点，不断探索课程思政教学新形式，注重提高专业课教师的思政能力、抓好课堂教学的主渠道、采用多种教学模式，将教书育人的职责不断深入和拓展；在专业课学习的过程中，使学生坚定专业信念、厚植爱国情怀、增强责任担当和科技强国使命感，形成正确的人生观和价值观，促进学生健康发展，实现课以载道。

作者简介：张海珍（1977— ），女，汉族，山东滨州人，教授。研究方向：思想政治教育、继续教育。

基金项目：重庆市高等职业教育教学改革研究项目《高职教育测绘类专业“课程思政”的困境识别与实施路径探索》（编号 ：Z213104）。