公路隧道逆做法施工技術(shù)

孫連成

1 工程概況

中央大道海河隧道工程位于天津市濱海新區(qū)于家堡中心商務(wù)區(qū)。穿越海河采用沉管隧道,與沉管相連的B1段～B4段采用蓋挖逆做法雙層隧道。B1～B4里程為K28+352.00～K28+492.000,長度為140 m,縱向分段采用35 m基本跨徑。其中B1段與沉管相對接。B1基坑開挖深度最深為24.17 m,B2～B4開挖深度為16.4 m～20.3 m。

2 施工步驟

1)施作連續(xù)墻,坑內(nèi)土體加固。施作降水井、減壓井、工具柱及灌注樁。2)降水,基坑開挖至第一道支撐下。施作連續(xù)墻混凝土冠梁與第一道混凝土支撐。3)基坑開挖至第二道支撐下。施作第二道鋼支撐。4)基坑開挖至頂板下。施作頂板土模、側(cè)墻防水并留槎、頂板結(jié)構(gòu)。5)基坑開挖至第三道鋼支撐下。施作第三道鋼支撐。6)基坑開挖至中板下。施作中板土模、側(cè)墻防水并留槎、中板結(jié)構(gòu)。7)基坑開挖至第四道鋼支撐下。施作第四道鋼支撐(雙撐)。8)基坑開挖至底板下。施作混凝土墊層、防水、底板結(jié)構(gòu)。9)拆除第四道支撐。施作地下二層側(cè)墻防水、側(cè)墻、中隔墻。10)拆除第二道鋼支撐。施作地下一層側(cè)墻防水、側(cè)墻、中隔墻。頂板防水、回填、封降水井等。

3 主要施工技術(shù)

B1～B4逆做法施工段總體原則:“縱向分段,豎向分層,先支撐后開挖?！卑错敯濉邪濉装濉聜?cè)墻→上側(cè)墻的順序施工。

3.1 圍護(hù)施工技術(shù)

隧道基坑圍護(hù)采用100 cm厚地下連續(xù)墻。

1)導(dǎo)墻施工。根據(jù)水文地質(zhì)條件,導(dǎo)墻截面采用“┒┏”形式,局部地基較軟區(qū)段采用“][”形式。本工程采用C20鋼筋混凝土現(xiàn)澆導(dǎo)墻。測量定位后,沿地下連續(xù)墻縱軸線分段開挖導(dǎo)溝,每段長度20 m～30 m,深度一般為1.5 m～2 m,以見原狀土或堅土為準(zhǔn)。2)泥漿制備。先配制 1.5%CMC均勻溶液,靜止5 h,按配合比在攪拌桶內(nèi)加水,純堿,膨潤土,攪拌3 min以后方能加入CMC溶液,繼續(xù)攪拌數(shù)分鐘,24 h后方可使用。3)成槽施工。標(biāo)準(zhǔn)槽段采用6 m,在各轉(zhuǎn)角處采用非標(biāo)準(zhǔn)槽段。采用GB-34型液壓抓斗成槽。連續(xù)墻施工采用跳槽法,根據(jù)槽段長度與成槽機的開口寬度,確定出首開幅和閉合幅。4)鋼筋籠的制作與吊裝。鋼筋籠采用整體制作、整體吊裝入槽。按橫筋→縱筋→桁架→縱筋→橫筋順序鋪設(shè)鋼筋,交叉點采用焊接成型?，F(xiàn)場設(shè)置鋼筋籠加工平臺。鋼筋籠吊裝采用100 t和50 t履帶吊,直立后由100 t吊車吊入槽內(nèi)。5)灌注水下混凝土和鎖口管拔升。水下混凝土灌注采用D300 mm導(dǎo)管,混凝土連續(xù)澆筑,控制槽段混凝土面均勻上升。鎖口管拔升與混凝土灌注相結(jié)合。

3.2 降水施工技術(shù)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)封閉后,基坑開挖前15天～前20天開始降水。采用坑內(nèi)降水法,縱向布置兩排大口井,間距12 m～14 m,橫向間距16 m～23.5 m?；油鈧?cè)距地下連續(xù)墻3 m和13 m布置潛水觀測井,縱向間距40 m?；娱_挖過程中保持水位在開挖面以下0.5 m～1 m?；踊靥詈蠓娇赏Ｖ菇邓?。

3.3 支撐施工技術(shù)

1)工具柱鋼管在B1～B4范圍內(nèi)采用φ 609×16 mm鋼管混凝土柱,內(nèi)灌C40混凝土,管頂用δ=6 mm鋼板封焊,管底采用錐形封板封底。鋼管與灌注樁鋼筋籠焊接在一起進(jìn)行吊裝,工具柱較長時孔口進(jìn)行對接,從工具柱內(nèi)下導(dǎo)管并灌注水下混凝土,待混凝土達(dá)到設(shè)計強度30%后,用石屑或粗砂將鋼管與孔壁之間空隙填滿至地面,以固定工具柱樁位置,防止傾斜和偏移。2)在基坑開挖后16 h內(nèi)完成鋼支撐體系的安裝。土方開挖至混凝土支撐設(shè)計標(biāo)高后,鑿出地下連續(xù)墻上的預(yù)埋件,在工具柱上挖到支撐位置。支撐主筋與預(yù)埋件焊接,在土模上現(xiàn)場綁扎。然后進(jìn)行模板和混凝土施工?；炷吝_(dá)到設(shè)計強度后進(jìn)行下層土方開挖?；炷林闻c工具柱連接如圖1所示。3)逆做段鋼支撐采用φ 609×16 mm鋼管支撐。鋼管支撐采用法蘭連接,利用結(jié)構(gòu)板預(yù)埋吊鉤進(jìn)行現(xiàn)場就位、拼裝。鋼支撐一端為活絡(luò)端,通過千斤頂預(yù)加應(yīng)力。鋼支撐與工具柱用φ 20U螺栓連接,相鄰工具柱之間用2[32a槽鋼作為系梁連接。鋼支撐與工具柱連接見圖2。

3.4 土方施工技術(shù)

1)第一層土方開挖。第一層土方采用臺階法由挖掘機接力出土,挖土從基坑中部向四周退挖。開挖至第一層支撐以下0.5 m,施作混凝土支撐;混凝土強度達(dá)到90%后開挖至第二層支撐以下0.4 m,安裝第二層鋼支撐;繼續(xù)開挖至頂板以下0.5 m,施作頂板。2)第二層～第五層土方開挖。第二層～第五層作業(yè)空間低矮狹窄,用留置盆式護(hù)壁土的方式開挖,挖土?xí)r從中間向兩邊進(jìn)行,挖土由取土口向四周推進(jìn)。采用4臺液壓小型反鏟挖土機接力作業(yè),用反鏟轉(zhuǎn)運集中到取土口下方、龍門吊垂直提升到地面,裝車外運。分別開挖至第三、四層支撐下,安裝相應(yīng)第三、四層鋼支撐;分別開挖至中板、底板下,施作相應(yīng)中板、底板。

3.5 結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

1)頂板、中板、底板施工技術(shù)。頂板、中板結(jié)構(gòu)采用土模法施工。結(jié)構(gòu)頂板、中板與地下連續(xù)墻必須焊接吊筋為Φ 32@500,吊筋是臨時承重措施。工具柱是隧道頂板、中板臨時承重結(jié)構(gòu)。工具柱與結(jié)構(gòu)上下層主筋焊接牢固。結(jié)構(gòu)板與工具柱連接具體做法與混凝土支撐與工具柱連接相同。

逆做法施工,側(cè)墻、柱混凝土后澆筑,頂板和中板施工時,在柱的四角上方預(yù)留150 mm×150 mm的澆筑孔,在側(cè)墻上方預(yù)留250 mm×250 mm澆筑孔,間距1 000 mm。

2)側(cè)墻、柱施工技術(shù)。鋼筋連接采用直螺紋機械連接。土方開挖時,在墻柱位置超挖500 mm～750 mm。在施作頂板和中板時在土模和導(dǎo)墻里預(yù)埋上下側(cè)墻、柱鋼筋;在施作底板時在底板上導(dǎo)墻預(yù)留下側(cè)墻、柱鋼筋。下側(cè)墻鋼筋將預(yù)留部分埋入砂土中。預(yù)留的側(cè)墻、柱、鋼筋外露時間很長,用塑料布纏裹的進(jìn)行防銹,該部位施工時拆除。側(cè)墻、壁柱采用單側(cè)定型鋼模板,內(nèi)側(cè)用三角鋼架進(jìn)行支撐。中隔墻采用鋼模,用對拉螺栓加固;用鋼管加固,三角鋼架支撐。在中板和底板混凝土施工預(yù)埋Φ 32鋼筋地錨,用于固定鋼架。通過澆筑孔進(jìn)行混凝土施工。

4 結(jié)語

本隧道開挖段面較大、基坑較深和地鐵隧道、地鐵車站蓋挖逆做法思路一樣,為保證鋼支撐的剛度和穩(wěn)定性,設(shè)置了工具柱;為保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定需控制好鋼支撐的預(yù)加應(yīng)力;由于有支撐轉(zhuǎn)換,頂板、中板、底板采用逆做法,側(cè)墻和中隔墻采用順做法。在其他類似工程中有許多值得借鑒的地方。

[1]張維明.馬家溝隧道施工技術(shù)[J].山西建筑,2008,34(35):315-316.