浅埋暗挖法穿越张石高速公路施工技术

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摘要：南水北调中线工程规模大，距离长，沿线需穿越铁路、公路等交通干线，张石高速公路与天津干线交叉而过，该公路是连接京冀的交通干线，车速急，流量大，如采用明挖法施工，对交通影响很大，本文以天津干线穿越张石高速公路为例，叙述了浅埋暗挖法在公路穿越工程中是可行的、有效的。

关键词：支护；暗挖；二次衬砌；监控量测

Abstract: the large scale of south-to-north water transfer project, the distance is long, along the line across the railway, highway traffic trunk line, ZhangShi highways and tianjin main cross, the road is to connect the beijing and hebei traffic trunk line, speed quick, large flow, if the open excavation method construction of traffic impact, taking tianjin main through ZhangShi highway as an example, this paper narrates the Shallow tunneling method in highway crossing project is feasible and effective.

Key words: supporting；excavation；two lining works；monitoring measurement

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1.工程概况

南水北调中线一期工程天津干线在河北省徐水县南孙各庄西南穿越张石高速公路。 张石高速公路为河北省高速公路布局规划"五纵六横七条线"中的"纵五"，是河北省“6+3”项目之一。张石高速公路为双向6车道，涵址处路面全宽34.5 m。 路基（路肩）高程39.417m，填土高度3.414m。天然地面高程36.2m-36.7m。设计荷载公路-I级。天津干线与张石高速公路交叉点的桩号，分别是XW4+134.277和K189+694.384，斜交角度为148度。

天津干线穿越张石高速公路路段长200m，起止桩号XW4+034.277～XW4+234.277。天津干线穿越张石高速公路的涵洞为无压箱涵。现浇钢筋砼箱涵设计流量50 m3/s，加大流量60 m3/s，涵底纵坡1/800。

过水截面为2孔3.7m×3.7m，顶板为平顶式，厚度900mm（含初衬400mm），底板厚度850mm（含初衬300mm），边墙厚度750mm（含初衬300mm），中墙厚度1500mm（含初衬600mm）。加腋尺寸为400mm×400mm。箱体全宽10.4m，全高5.45m，暗挖段覆土厚度约5.9m。采用自防水和外防水相结合，自防水采用C30防水砼，其抗渗等级为W8，外防水采用箱体外粘单面自防水卷材；箱体分段长度一般为9～11m，缝内止水采用中埋式止水带，高压低发泡聚乙烯闭孔板嵌缝，缝内侧设30mm双组份聚硫密封胶封口。

涵址处地层分为6个地质单元，其中1、3、4、5、6为壤土，2为粘土，壤土内摩擦角25度左右，压缩模量6.0Mpa左右，承载力标准值为200Kpa左右。输水箱涵主要穿越壤土层和粘土层，坐落于壤土层上。

主要含水层为壤土和砂壤土。壤土为弱透水性，地下水位标高约在25.0m～26.0m。位于隧道开挖断面2m以下。

图1 总平面布置图

2.施工方案

2.1初期支护施工方案

本工程暗挖段120m，过渡段40m，标准段40m。施工先对张石高速公路两侧路基交地线外沿箱涵中线方向10m范围内进行地表注浆加固，高速公路西侧地表注浆加固完成后（见图2地表注浆加固平面图），开挖张石高速公路西侧20米长过渡段基坑，做为暗挖段隧道施工的入口，基坑两侧采用1:1.5放坡，靠近高速公路侧采用1:0.5放坡，挂网锚喷支护。基坑下挖5m后，打入大管棚，管棚施工完毕后，再继续开挖基坑至设计标高。左线先由西侧破口，向东进行暗挖支护，左线掘进15m后，右线破口掘进（见图3暗挖段开挖施工顺序示意图）。

当隧道掘进到高速公路路肩下方时，先封闭西半幅路的应急车道和与应急车道相邻的车道，车辆导流至西半幅路的超车道和与超车道相邻的车道限速行驶。待封闭车道下隧道掘进完成时，准备进行相邻车道范围内施工时，开放西半幅应急车道和相邻的车道限速行驶，对超车道和与超车道相邻的车道临时封闭，依次循环，直至穿越高速公路。

暗挖段隧道共分为8个导洞，采用跳格法施工，施工循环进尺0.5米，采用大管棚结合超前小导管注浆及全断面注浆加固地层联合超前支护措施：开挖前做超前勘测，勘测一段注浆一段、掘进一段，保证在隧道穿越高速公路施工的安全（图4隧道初期支护立面施工示意图）。隧道洞内土方外运采用人工小车运输，然后由铲车与自卸汽车运至堆土场。在基坑底面四周设排水沟和集水井，并结合洞内合理降排措施，实现暗挖的无水作业条件。

图2 地表注浆加固平面图

图3 暗挖段开挖施工顺序平面示意图

图4隧道初期支护立面施工示意图

2.2二次衬砌方案

隧道贯通后即进入衬砌阶段。依据隧道开挖支护施工安排，二次衬砌施工由简易衬砌拱架、定型模板联合支护完成，左右两线同时施工。

首先进行隧道底板衬砌，底板平均每段10m，按跳段施工法，每段隧道每次同时进行两段的底板衬砌。在一段底板衬砌完后即开始进行隧道拱墙衬砌，左右线各用20m模板施工，由隧道中间向东、西两侧推进。

⑴ 纵向施工单元划分

二衬施工单元划分充分考虑以下因素：①规范要求的混凝土一次灌注最大允许长度和设缝位置；②结构不同类型的设计长度和不同结构类型之间的关系；③沉降缝的位置；④施工组织计划安排；⑤施工设备的规格等;隧道二衬结构分块如下图5所示。

图5隧道二衬施工单元划分示意图

⑵ 竖向分块

二衬竖向分块是依据结构断面不同有所不同，原则上是在确保结构施工安全的前提下少设施工缝。底板和边墙的施工缝设于高出底板30cm位置。

⑶ 二衬施工方法、施工工艺流程

隧道左右线分别采用简易衬砌拱架、碗口脚手架、方木配1500×900×70mm定型钢模板施工。模板支撑系统示意图6如下所示，二衬施工工艺流程图如图6。

图6 模板支撑系统示意图

3.监控量测

工程开工前，在高速公路路面设置监控量测点，对地表沉降进行监控量测，取其中一组沉降最大数据进行分析，其沉降曲线如下：

由LM7-2、LM-5、LM-6、的沉降曲线可以看出，超前支护措施效果是明显的，累计沉降最大值为15.47mm，小于设计容许的最大累计沉降量30mm，对地面交通没有影响。

4.结束语

在对该段暗挖隧道采取各项辅助施工措施后，确保了隧道安全的通过了张石高速公路，保证了高速路面交通的正常运行，说明了在浅埋暗挖法穿越高速公路是安全可行的，同时也为沿线其它隧道公路起到一个很好的借鉴作用。参考文献

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