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(yùn)營的前提下，安全、快速地橫穿既有地面道路以及如何保護(hù)、懸吊沿路管線是明挖下穿隧道施工中難點(diǎn)。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(shù)。

關(guān)鍵詞：明挖下穿隧道；橫穿；道路施工 ；懸吊管線；堵頭支護(hù)

中圖分類號：X731 文獻(xiàn)標(biāo)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(jì)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(zhì)粉土、③1砂質(zhì)粉土、③2砂質(zhì)粉土夾粉砂、③3砂質(zhì)粉土夾粉砂、③4粉砂夾砂質(zhì)粉土、③5含粘性土砂質(zhì)粉土、④淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、⑤1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂、⑤2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土與粉砂互層、⑤3淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂、⑤4粉細(xì)砂夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、⑥淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂、⑦含砂粉質(zhì)粘土、⑧1中細(xì)砂、⑧2圓礫、⑧3含粘性土粉砂、⑧4粉質(zhì)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(zhì)作用的邊界條件。不良地質(zhì)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(yīng)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(shí)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(hù)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，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(jié)合本工程工期緊、施工工序之間的交叉比較多的特點(diǎn)，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(jié)合，采用分東西兩側(cè)單側(cè)倒邊分段施工的方法。

首先施工浦沿路西側(cè)臨時道路（寬6m），將現(xiàn)有車流轉(zhuǎn)移至西側(cè)臨時道路和保留的浦沿路西側(cè)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(cè)圍蔽起來，施工東側(cè)的主體結(jié)構(gòu)，建造臨時道路。再次把車流轉(zhuǎn)移到東側(cè)的臨時道路上，完成二期的交通疏解。最后進(jìn)行西側(cè)主體結(jié)構(gòu)的施工，完成后回填并恢復(fù)浦沿路。

同時為了確保地面道路安全運(yùn)行及東側(cè)明挖下穿隧道施工過程中的開挖安全，在K1+804處增設(shè)堵頭工法樁一排，SMW工法樁與隧道圍護(hù)結(jié)構(gòu)相連，造成對基坑的封閉圍護(hù)。堵頭支撐體系與隧道東西兩側(cè)基坑支撐體系相結(jié)合，基坑開挖過程中分層架設(shè)斜向支撐對堵頭處的工法樁進(jìn)行支撐圍護(hù)。

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(jié)構(gòu)，為保證基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全和施工便利，故須對橫穿基坑管線進(jìn)行懸吊保護(hù)，需在K1+790處增設(shè)鋼桁架梁橫跨基坑的方式進(jìn)行管線保護(hù)。

3 關(guān)鍵的施工技術(shù)

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(jié)合原有路面的方式進(jìn)行疏解，分兩期進(jìn)行。一期工程臨時道路寬6m，結(jié)合原浦沿路西側(cè)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(shí)土路基，分層松鋪厚度30cm，壓實(shí)后密實(shí)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(shè)施施工。路基整平壓實(shí)后，再進(jìn)行路面施工。路面采用碎石瀝青路面，厚度10cm，采用6+4cm的結(jié)構(gòu)，路面設(shè)1.5%的橫坡。道路中間采用水泥隔離墩進(jìn)行隔離，機(jī)動車道與人行道采用塑料隔離墩進(jìn)行隔離，標(biāo)明車道，設(shè)置相關(guān)的交通標(biāo)志線和標(biāo)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(yàn)，擬采用槽鋼架焊接拼裝桁架梁的方式，通過對桁架梁結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算，采用2片主梁進(jìn)行拼裝，每片主梁用2根槽鋼背靠背進(jìn)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(shè)于K1+790處基坑兩側(cè)冠梁上。同時因?yàn)榭紤]圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形位移、鋼支撐預(yù)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(shè)滑動支座、另一端設(shè)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(shè)3個變形監(jiān)測點(diǎn)，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(zhǔn)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(hù)

根據(jù)地勘報(bào)告的地質(zhì)情況，正線堵頭支護(hù)結(jié)構(gòu)采用“SMW工法樁+內(nèi)支撐體系”的方式進(jìn)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(hù)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(hù)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(jī)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(dāng)增加攪拌次數(shù)。攪拌樁相互咬合250mm。

施工技術(shù)參數(shù)如下：

（1）攪拌鉆桿的鉆進(jìn)、回轉(zhuǎn)的提升速度（0.5～1.0m/min）。

（2）攪拌鉆桿的轉(zhuǎn)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(shè)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(shè)時端頭設(shè)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(shè)預(yù)加軸力裝置。

支撐和拆撐順序?yàn)椋赫降孛鏄?biāo)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(yù)軸力直至坑底及時澆筑砼墊層和底板。待底板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除第三道支撐，澆筑側(cè)墻至第二道支撐底，待側(cè)墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后實(shí)施換撐，拆除第二道支撐并澆筑側(cè)墻和頂板。待頂板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除換撐和第一道混凝土支撐，覆土至地面。支撐的計(jì)算軸力標(biāo)準(zhǔn)值與預(yù)加軸力施加：第一道支撐計(jì)算軸力為175kN/M；第二道支撐計(jì)算軸力為470kN/M，預(yù)加軸力330kN/M；第三道支撐計(jì)算軸力為270kN/M，預(yù)加軸力190kN/M；換撐計(jì)算軸力為310kN/M.在施工過程中應(yīng)根據(jù)量測反映出的基坑形變進(jìn)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(jié)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(jié)構(gòu)施工，并已完成路面部分恢復(fù)工程且進(jìn)展順利。在施工過程中地面交通運(yùn)轉(zhuǎn)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(jié)合，采用分兩側(cè)翻邊施工的方法是本次實(shí)踐成功與否的關(guān)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(jì)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(hù)結(jié)構(gòu)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(yīng)貫穿施工的全過程。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：吳 濤）