隧道明挖结构构支撑体系技术与实践

隧道明挖结构构支撑体系技术与实践

李闻琪

中铁隧道集团一处有限公司   重庆市   40000

【摘要】随着我国城市化进程的不断推进，城市交通与环境的矛盾日益加剧，城市明挖隧道施工情况越来越多，但其施工中仍面临诸多困难，本文从分析隧道明挖结构支撑体系入手，探讨了城市隧道明挖施工的基本概况，进而从碗扣式脚手架设计、搭设，地基处理，支架预压等方面分析了城市明挖隧道的具体施工过程，最后对施工过程中的注意要点进行分析。

【关键词】隧道明挖；碗扣式脚手架；支架预压；施工方式

1引言

碗扣型多功能脚手架是在吸取国外同类型脚手架的先进接头和配件工艺的基础上，结合我国实际情况而研制的一种新型脚手架。 碗扣型多功能脚手架接头构造合理，制作工艺简单，作业容易，使用范围广，能充分满足房屋、桥涵、隧道、烟囱、水塔等多种建筑物的施工要求。与其它类型脚手架相比，碗扣型多功能脚手架是一种有广泛发展前景的新型脚手架。

2研究背景

重庆市曾家岩大桥隧道工程南侧主线隧道在周公馆与城市阳台之间入洞，下穿中山四路挡墙后沿中山四路、中山三路、中山支路南行，下穿轨道1号线及邹容公园，最后在穿越南区路及其挡墙后出洞与长滨路立交相接。

南侧主线隧道进口段位于曾家岩城市阳台（名流公馆）东侧,下穿中山四路，采用双洞五车道连拱隧道,需拆除城市阳台部分建筑,采用钢筋混凝土刚架结构，明挖施工进洞。

3工程概况

南侧主线隧道进口段位于曾家岩城市阳台（名流公馆）东侧，下穿中山四路，暗挖段采用双洞五车道连拱隧道，明挖结构采用钢筋混凝土2层框架结构，右线明挖结构需拆除城市阳台部分建筑；右线明挖结构全长39.995m，左线明挖结构全长15.613米，明挖主体结构设置27根桩基，桩基深度约25m~53m，截面尺寸2m×2m,桩体C30砼浇筑，桩底嵌入岩层10.5~17m；桩顶部纵向通长设置1.5m×2m顶冠梁，并设置1.5m*2m顶横梁及50cm厚顶板；桩腰部位纵向通长设置1.0m*1.5m纵梁，并设置1.5m*2m中横梁及30cm厚中板。明挖主体结构平面布置和断面如图1-01。

图1-01   南侧主线隧道进口段明挖主体结构布置图

4桩基施工重难点分析

4.1场地狭小，高差大

边坡高差大，无施工便道，材料运输难度大。施工场地内无法修筑便道，各项材料无法直接运输至作业面。现场转运材料困难，只能选用人工搬运，导致施工效率极低。

4.2场地不平整，对施工不利

主体结构A23、A18、A16、A15、A14围护桩位于原有城市阳台围护结构及既有挡墙上，由于挡墙高差较大，桩基开挖时需要提前破除一侧挡墙，才可形成平整场地。

5施工前期准备

由于南侧进口段场地狭小，施工任务重，干扰大等特点，如何提高施工效率成为成败的关键。鉴此，拟定施工前期准备工作如下：

（1）明挖段主体结构处于中山四路和既有陡坡上，无法修筑便道，机械设备及车辆仅能到达中山四路，机械设备就位困难，材料运输需要多次倒运。

（2）名流公馆（城市阳台）房屋结构侵入明挖段主体结构A1-A10围护桩基，需拆除后方可进行主体结构施工；中山四路既有钢筋混凝土挡墙侵入主体结构A14-A16、A23-A26围护桩基，桩基施工完成后对钢筋混凝土挡墙进行逐层开挖破除。

（3）场地周边空间狭小，且临近周公馆文物保护区及市政府，现场无法设立施工生活区、存储区，施工及管理人员住宿均计划在周边租赁房屋，生产性物资由嘉滨路工点、两路口工点倒运至现场，利用曾家岩轻轨站东侧平台作为生产材料加工区，经塔吊运输、人工倒运至施工作业面。

6明挖框架结构施工技术

6.1碗扣式脚手架施工设计

碗扣式支撑架钢管采用直径48mm，壁厚为3.5mm钢管。顶（中）横梁部位立杆横向间距为60cm，顶（中）板部位立杆横向间距为90cm；顶（中）横梁部位立杆纵向间距为30cm，顶（中）板部位立杆纵向间距为60cm。立杆下部设置可调节的U形底托，底托作用于截面为10cm×10cm的方木之上，方木沿线路纵向分部。地基经夯实处理，地基承载力大于250KP，并采用20cm厚度C20混凝土进行硬化。立杆顶部设置可调承托，U形承托作用于I14工字钢主龙骨，纵向间距30cm（梁部位）/60cm（板部位），横向主龙骨工字钢之上设置纵向方木作为模板次龙骨，次龙骨方木尺寸为10cm×10cm，次龙骨横向间距为20cm。纵向次龙骨方木上铺设15mm厚竹胶板作为底模板。

图6.1.1  框架结构碗口架立面布置图

图6.1.2  框架结构碗口架断面布置图

6.2地基处理

为了消除地基沉陷对梁、板产生的影响，支架搭设前对既有基坑地基进行处理。将原地面软弱土挖除换填，碾压处理，换填高度根据现场实测标高为准，但必须换填后地基顶面高出原地面线20cm以上，基底最低的地方不低于原地面标高，保证雨天基础范围内不积水，并在支架基底从线路中向两侧设置1%的排水坡，两边设置排水沟，做好隔水，排水措施。

6.3碗扣式脚手架搭设

根据梁、板平面位置放出支架中心线，以此中心线放样出线路纵向每列立杆的中线并进行标识。按照放线放置方木，模板支架搭设根据立杆放置可调底座，按先立杆后水平杆再斜杆的的顺序搭设，形成基本的架体单元，并以此扩展搭设成整体支架体系。

6.4支架预压

支架搭设好后，铺设底模，进行加载试压，以检查支架的承载能力和稳定性，确定支架在荷载作用下的变形量，减小和消除支架的非弹性变形和不均匀沉降。检验支架的安全性、可行性；按照设计和规范要求需对支架进行结构实体荷载120%的预压。

6.5支架预压观测点的布设

支架搭设完毕预压前，分别在每跨梁体两端处、1/4跨径处、跨中处设置观测点，每断面5个点。为了方便监测，在所设测点的点上挂吊锤（如下图所示），测吊锤的标高变化，对支架采用三等水准测量进行高程的观测。

6.6支架卸载

沉降稳定后，测出所有点的标高，根据测得的数值进行列表，分别列出各级荷载下的数值并进行分析，找出其规律性，然后分级进行卸载，全部卸载完后测出各点的标高，计算出变形量，确定模板预沉量。

7结语

框架主体结构施工结束后，砼结构物外漏的表面平整光洁，棱线顺直，无破损翘曲，框架结构标高、净空符合设计要求，未发生沉降，未出现涨模或者漏浆、孔洞的现场，未出现施工方夹渣、上下错台的情况。

通过有效的技术运用、合理的施工组织、严格的过程管控，地表注浆施工能够对回填土软弱围岩进行了加固补强，为城市公路浅埋隧道的安全开挖提供有利保障。

参考文献：

[1]隧道标准规范【明挖篇】及条文说明，2017-08-01版

[2]隧道工程-明挖法施工，2010-1版

[3]复杂敏感环境下明挖隧道设计与施工技术，2013-09版