淺談明挖下穿隧道橫穿既有道路施工技術

陳榮

摘要：隨著我國城市地下交通的發(fā)展，地鐵和公路下穿明挖區(qū)間隧道與既有地面道路發(fā)生立體交叉的情況越來越多。如何在保證地面交通正常運營的前提下，安全、快速地橫穿既有地面道路以及如何保護、懸吊沿路管線是明挖下穿隧道施工中難點。文章將以杭州濱江區(qū)彩虹快速路明挖下穿隧道（正線）橫穿浦沿路施工為例，簡要介紹明挖下穿隧道橫穿既有地面公路的施工技術。

關鍵詞：明挖下穿隧道；橫穿；道路施工 ；懸吊管線；堵頭支護

中圖分類號：X731 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）07-

1 工程概況

彩虹快速路位于錢塘江沖海積平原區(qū)，第四紀覆蓋層厚度較大。按其巖性及其工程特性，自上而下依次劃分為8層19個亞層，分別為①1雜填土、①2素填土、②砂質粉土、③1砂質粉土、③2砂質粉土夾粉砂、③3砂質粉土夾粉砂、③4粉砂夾砂質粉土、③5含粘性土砂質粉土、④淤泥質粉質粘土、⑤1淤泥質粉質粘土夾粉砂、⑤2淤泥質粉質粘土與粉砂互層、⑤3淤泥質粉質粘土夾粉砂、⑤4粉細砂夾淤泥質粉質粘土、⑥淤泥質粉質粘土夾粉砂、⑦含砂粉質粘土、⑧1中細砂、⑧2圓礫、⑧3含粘性土粉砂、⑧4粉質粘土。本場地屬錢塘江沖海積平原地貌單元，整體地勢較為平緩，不存在有發(fā)生滑波、泥石流、地面沉降等不良地質作用的邊界條件。不良地質主要有：沼氣、管涌和現(xiàn)有景觀河道的河水，基坑降水時容易形成坡降，施工時應引起重視。該工程范圍內(nèi)地下水比較多，埋藏淺且與錢塘江連通。工程地處在交通繁忙地區(qū)，濱江區(qū)的主干道浦沿路從中穿過，浦沿路寬28m，雙向四車道，是一條濱江區(qū)的南北向交通主干道。沿路地下管線較多，有通訊電纜、軍用光纜、給水管、煤氣管等，且規(guī)劃中的地鐵五號線也是沿浦沿路走向，并將在近期實施。隧道暗埋段隧道斷面寬27.7m，凈空高度為5m，地面道路寬40m；隧道敞開段道路總寬77.6～85.5m，敞開段隧道斷面寬33.5m?；娱_挖深度最深約15m，寬度28.7m，內(nèi)支撐第一道為鋼筋混凝土支撐，其余均為600mm鋼支撐。圍護結構基坑周邊采用三軸攪拌樁裙邊加固，加固體深入基底4m，加固體寬5.15m。主體結構采用鋼筋混凝土框架結構，正線部分地段為單層兩跨。

2 總體施工方案

根據(jù)現(xiàn)場的地形條件，結合本工程工期緊、施工工序之間的交叉比較多的特點，為盡量減少對地面道路浦沿路的影響，將明挖下穿的隧道施工與浦沿路交通疏解兩者相結合，采用分東西兩側單側倒邊分段施工的方法。

首先施工浦沿路西側臨時道路（寬6m），將現(xiàn)有車流轉移至西側臨時道路和保留的浦沿路西側12m和道路上通行，完成第一期的交通疏解。其次。將浦沿路西側圍蔽起來，施工東側的主體結構，建造臨時道路。再次把車流轉移到東側的臨時道路上，完成二期的交通疏解。最后進行西側主體結構的施工，完成后回填并恢復浦沿路。

同時為了確保地面道路安全運行及東側明挖下穿隧道施工過程中的開挖安全，在K1+804處增設堵頭工法樁一排，SMW工法樁與隧道圍護結構相連，造成對基坑的封閉圍護。堵頭支撐體系與隧道東西兩側基坑支撐體系相結合，基坑開挖過程中分層架設斜向支撐對堵頭處的工法樁進行支撐圍護。

因沿浦沿路橫穿基坑的部分管線位置已侵入下穿隧道的上部結構，為保證基坑圍護結構的安全和施工便利，故須對橫穿基坑管線進行懸吊保護，需在K1+790處增設鋼桁架梁橫跨基坑的方式進行管線保護。

3 關鍵的施工技術

3.1 交通疏解臨時道路施工

明挖下穿隧道橫穿浦沿路時采用新建臨時道路結合原有路面的方式進行疏解，分兩期進行。一期工程臨時道路寬6m，結合原浦沿路西側12m寬道路共寬18m。二期工程道路寬度為共17m。

3.1.1 路基和基層施工。路基填筑前采用含水量適中的粘土作為填料，分層填筑壓實土路基，分層松鋪厚度30cm，壓實后密實度不低于90%。然后采用35cm宕渣和25cm的5%水泥穩(wěn)定層為基層，完成路基施工。

3.1.2 路面及配套設施施工。路基整平壓實后，再進行路面施工。路面采用碎石瀝青路面，厚度10cm，采用6+4cm的結構，路面設1.5%的橫坡。道路中間采用水泥隔離墩進行隔離，機動車道與人行道采用塑料隔離墩進行隔離，標明車道，設置相關的交通標志線和標牌。

3.2 懸吊管線

目前對需要跨基坑懸吊的管線主要為Φ800球墨給水管和Φ300煤氣鋼管。根據(jù)以往懸吊經(jīng)驗，擬采用槽鋼架焊接拼裝桁架梁的方式，通過對桁架梁結構的驗算，采用2片主梁進行拼裝，每片主梁用2根槽鋼背靠背進行疊合焊接而成，主梁頂面焊接一塊50cm寬100cm長2cm厚的鋼板、每間隔1.0m焊一塊焊接成整體。桁架梁基座采用C30鋼筋混凝土支墩，架設于K1+790處基坑兩側冠梁上。同時因為考慮圍護結構變形位移、鋼支撐預加軸力以及桁架梁溫度變形伸縮等的影響，支座的一端宜設滑動支座、另一端設固定支座。桁架梁下方采用角鋼焊接吊欄，底部高度平齊冠梁頂，管線在吊欄上穿過。

安裝完成后要在每片主梁兩端支座以及中部各設3個變形監(jiān)測點，測定初始值，以后每天觀測一次，用以監(jiān)測桁架梁下沉變形情況。同時在管道通水（氣）前后測量其變形下沉值，以準確掌握桁架梁空載和懸吊加載后桁架梁變化情況。

3.3 基坑堵頭支護

根據(jù)地勘報告的地質情況，正線堵頭支護結構采用“SMW工法樁+內(nèi)支撐體系”的方式進行。工法樁樁徑采用Φ850mm，樁間搭接為250mm，密插700×300×13×24H型鋼。樁頭插入基底以下9m?；娱_挖后，采用四道斜撐的內(nèi)支撐體系來維護基坑的穩(wěn)定性。

3.3.1 SMW工法樁施工。堵頭樁采用SMW工法樁圍護施工。在施工過程中按區(qū)段分批施作工法樁，其中攪拌樁采用兩攪兩噴法施工。以專用攪拌頭鉆機鉆孔，采用R32.5水泥作固化劑。樁頂以上部分空攪，在鉆孔至有砂礫層地段適當增加攪拌次數(shù)。攪拌樁相互咬合250mm。

施工技術參數(shù)如下：

（1）攪拌鉆桿的鉆進、回轉的提升速度（0.5～1.0m/min）。

（2）攪拌鉆桿的轉速（60r/min）。

（3）攪拌樁徑：Φ850mm。

（4）水泥漿液配合比：水泥：水=1：0.55。

（5）每延米水泥用量：70kg。

3.3.2 堵頭支撐體系的架設與換撐。堵頭采用一道混凝土支撐+兩道鋼管支撐+一道換撐。鋼管支撐架設時端頭設置雙拼H700×300×13×2型鋼圍檁。鋼管支撐下采用H700×300×13×24槽鋼作為連系梁。鋼管支撐鋼管直徑為Φ609mm，壁厚16mm，管節(jié)間采用法蘭盤螺栓連接，鋼管支撐的活動端設預加軸力裝置。

支撐和拆撐順序為：整平地面標高至7m，并施工SMW工法樁，開槽澆筑頂圈梁及第一道混凝土支撐。由上往下依次開挖至每一道鋼支撐底，安裝鋼支撐并及時施加預軸力直至坑底及時澆筑砼墊層和底板。待底板達到設計強度后拆除第三道支撐，澆筑側墻至第二道支撐底，待側墻達到設計強度后實施換撐，拆除第二道支撐并澆筑側墻和頂板。待頂板達到設計強度后拆除換撐和第一道混凝土支撐，覆土至地面。支撐的計算軸力標準值與預加軸力施加：第一道支撐計算軸力為175kN/M；第二道支撐計算軸力為470kN/M，預加軸力330kN/M；第三道支撐計算軸力為270kN/M，預加軸力190kN/M；換撐計算軸力為310kN/M.在施工過程中應根據(jù)量測反映出的基坑形變進行軸力增減，使基坑變形在施工規(guī)范允許范圍之內(nèi)。

4 結語

彩虹快速路明挖下穿隧道橫穿浦沿路施工現(xiàn)已基本完成主體結構施工，并已完成路面部分恢復工程且進展順利。在施工過程中地面交通運轉正常，基坑變形很小，且未發(fā)現(xiàn)明顯的滲漏水，施工效果較為理想。從該工程的施工中得到了以下幾個方面的體會：

（1）將明挖下穿隧道施工與浦沿路交通疏解兩者相結合，采用分兩側翻邊施工的方法是本次實踐成功與否的關鍵，它巧妙化解了浦沿路對明挖下穿隧道施工過程中的各種影響。

（2）橫穿基坑的管線采用定制的工字鋼桁架焊接加固懸吊的方案既方便，又經(jīng)濟和安全。

（3）在不利地形條件下以“堵頭工法樁+內(nèi)支撐體系”為堵頭深基坑支護結構確保了基坑的安全，能有效抑制臨時路面的沉陷、塌滑，從而影響到現(xiàn)有道路的通行安全。

（4）過程監(jiān)測是明挖下穿隧道施工過程中不可缺少的一個安全保障環(huán)節(jié)，它應貫穿施工的全過程。

參考文獻

[1] 工程測量規(guī)范（GB50026-93）[S].

[2] 建筑基坑支護技術規(guī)程（JGJ120-99）[S].

[3] 建筑地基處理技術規(guī)范（JGJ79-2002）[S].

（責任編輯：吳 濤）