基于南京梅子洲過江隧道開挖工程分析

李成勛

【摘要】本文結(jié)合南京梅子洲過江通道接線（J2-J5區(qū)域）地下基坑工程案例，分析在克服“工期短、跨度大、難度高”因素下，采取分段流水并結(jié)合基坑支撐支護開挖施工，提出可行的施工措施，確?；拥氖┕ぐ踩院托б嫘浴?/p>

【關(guān)鍵詞】基坑降水；基坑開挖；支護施工

引言

過江隧道作為一種跨越江河、聯(lián)系兩岸的主要結(jié)構(gòu)物，承擔(dān)著重要的交通功能。相比橋梁來說，過江隧道具有不影響通航、拆遷少、安全性高等特點。在國內(nèi)與江河相關(guān)的大型城市，如上海、香港、武漢、南京等均修建了大量過江隧道，為滿足城市的交通聯(lián)系發(fā)揮著重要的作用。本文詳細探討了各城市過江隧道的功能等級、施工方法、技術(shù)特點，為其類似工程供鑒。

1、施工技術(shù)應(yīng)用

過江隧道過江段施工風(fēng)險大，要對開挖面的穩(wěn)定泥漿、添加材料的泄漏或噴涌，隧道上浮問題和管片變形等技術(shù)問題進行分析，為確保安全施工提供技術(shù)保障，所以過江隧道的施工方法選擇非常重要。一般而言對于過江部分采用盾構(gòu)法施工，一般覆土厚度1-2倍管徑。采用專業(yè)廠家生產(chǎn)的盾構(gòu)設(shè)備進行隧道掘進，對巖層擾動小，施工技術(shù)成熟，風(fēng)險可控。如上海長江隧道、南京長江隧道、武漢長江隧道均采用此類施工方法。此外可以采用沉管法進行施工。通過臨時圍堰采用躉船進行安裝，受水流、沖刷等因素制約，施工難度大，一般覆土1-2m即可。如上海外環(huán)隧道采用此類方法修建。而對于傳統(tǒng)的鉆爆法施工，覆土高度較高，對巖層有擾動，風(fēng)險較高。同時由于覆土深，不利于兩端接線。故過江隧道中很少采用。

2、工程概況

南京梅子洲過江通道接線J2-J5區(qū)域全長1482米，整個隧道基坑共分為11個區(qū)域進行基坑開挖施工，每個區(qū)域又分為流水段進行基坑開挖施工，其總施工平面布置圖如下圖1所示：

3、施工方案及步驟

每個區(qū)域采用分段臺階式開挖，先由挖掘機縱向開挖第一層土方，縱向首個流水段開挖完畢后，縱向開槽按照15%比例修筑土方運輸坡道，進行首道鋼支撐安裝，之后挖機順序?qū)ο聦油练竭M行挖除，采用運輸車順運輸坡道運送出基坑?，F(xiàn)以YK10+615-YK10+700段為例，具體說明基坑開挖步驟，具體開挖步驟如下：（1）根據(jù)施工圖紙設(shè)計，首道混凝土支撐距離鋼支撐距離為4.5米，則首層土開挖高度為5.0米。首層土臺階按照1：2進行放坡，根據(jù)首層土開挖高度和底部臺階施工長度則，頂部縱向挖掘長度為11米。（2）第一層土開挖完畢，基地標高開挖至第一層鋼支撐底部0.5米后，挖掘機下至基坑地面開始第二層土方土方運輸坡道開挖，坡道采用15%坡比，表面鋪設(shè)鋼板箱作為臨時便道。根據(jù)設(shè)置第二層土方開挖高度為3.5米。第一層第一道鋼支撐之間的土方開挖完畢后，挖掘機后退開始安裝第二道鋼支撐?；舆M行第二層土開挖的同時，頂層土同步開挖后退，形成基坑開挖第二個臺階。（3）第二層土方開挖完畢后，基地標高開挖至第二層鋼支撐底部0.5米后，繼續(xù)進行開槽修筑土方運輸坡道，進行第二層鋼支撐安裝。第二層鋼支撐安裝完畢后，挖掘機進入基地進行第三層土方開挖。第三層土方從基坑中間向兩側(cè)開挖，土方由運輸坡道運出基坑，自卸汽車外運至棄土場。根據(jù)設(shè)置第三層土方開挖高度為3.5米。第二層第一道鋼支撐之間的土方開挖完畢后，挖掘機后退開始安裝第二道鋼支撐?；舆M行第三層土開挖的同時，頂層土同步開挖后退，形成基坑開挖第三個臺階。（4）第三層土方開挖完畢后，基地標高開挖至第三層鋼支撐底部0.5米后，繼續(xù)進行開槽修筑土方運輸坡道，開始進行第三層鋼支撐安裝。第三層鋼支撐安裝完畢后，挖掘機進入基地進行第四層土方開挖。根據(jù)設(shè)置第四層土方開挖高度為3.0-3.6米。第三層第一道鋼支撐之間的土方開挖完畢后，挖掘機后退開始安裝第二道鋼支撐?；舆M行第三層土開挖的同時，頂層土同步開挖后退，形成基坑開挖第四個臺階。第四層土方為該段最底層土方，在進行第四層土方開挖時，開挖底標高控制在基地標高以上0.3米，剩余0.3米由人工進行挖除，長臂挖掘機垂直挖出基坑。

4、基坑開挖結(jié)合支撐施工的控制要點

（1）鋼筋混凝土冠梁、圍檁采用C30混凝土，鋼筋混凝土支撐采用C30補償收縮混凝土。（2）鋼筋采用HPB300（φ）、HRB400（Ф）級鋼，型鋼、鋼板采用Q235B。（3）焊條：HPB300級鋼筋焊條采用E43XX型，HRB400級鋼筋焊條采用E50XX型。（4）鋼筋連接器采用鋼筋等強度滾直螺紋連接器，采用一級鋼筋連接器。

開挖原則如下：（1）基坑開挖必須在降水井完成并正常運營，地下連續(xù)墻、圍護樁、立柱樁、抗拔樁、止水帷幕、地基加固達到設(shè)計強度后方可進行。（2）基坑每一層開挖時確保已經(jīng)將地下水水位降低至開挖面下至少1米。（3）基坑開挖按照“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”的原則進行開挖。開挖時注意“時空效應(yīng)”，即在第一、二道支撐的土層開挖中，縱向每一小段開挖寬度為9m，小段土方要在16小時內(nèi)完成。第三～五道支撐土層開挖中，縱向每小段開挖寬度一般為6m左右， 每層按照1：3.0放坡開挖（視實際開挖的地層穩(wěn)定性可做適當(dāng)調(diào)整）。小段土方開挖要在8小時內(nèi)完成，隨即在8小時內(nèi)安裝好該段的鋼支撐，并施加預(yù)應(yīng)力，若是混凝土支撐，則需在小段土方開挖完成后的48小時內(nèi)施工完成。（4）鋼管支撐開挖至設(shè)計底標高底時及時支撐（鋼支撐底部放在開挖面上），砼支撐開挖至設(shè)計頂標高時，開槽、施工墊層、綁鋼筋、立模板、澆筑混凝土支撐。盡量減少基坑無支撐區(qū)域及暴露時間，嚴禁超挖。（5）機械開挖時，坑底應(yīng)保留300mm厚土層，由人工挖除整平。以便防止坑地土被擾動。（6）必要時可通過深井降水加固基坑內(nèi)和坑底下的土體，提高坑內(nèi)土體抗力，從而減少坑底隆起和圍護結(jié)構(gòu)的變形量，防止坑外地表過量沉降，流程如下所示：施工準備→鉆機、材料進場、鉆機定位、埋設(shè)護筒→清孔→下井管 填礫、止水、封孔→洗井→下泵試抽→安裝真空泵→排水、氣管路及電纜→記錄。

5、結(jié)語

本工程施工過程中，工程部各工序技術(shù)負責(zé)人負責(zé)現(xiàn)場工序的技術(shù)指導(dǎo)和監(jiān)督，并及時處理施工中遇到的技術(shù)問題，及時反饋信息；并對施工進度計劃、降水井運營、基坑監(jiān)測進行管理。通過結(jié)合基坑的支撐施工而采取基坑分段開挖的合理穿插與控制，有效地保證了基坑施工的安全性的經(jīng)驗，可為同類工程提供參考借鑒。

參考文獻

[1]孔莉莉，朱剛.鬧市中心超深基坑開挖施工技術(shù)與防護措施[J].建筑施，2012（11）：30-31.