余姚市东旱门隧道结构及防水设计
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摘要：根据东旱门隧道的工程特点，采用盖挖法施工解决隧道施工过程中最良江汛期泄洪问题，将隧道侧墙与围护桩墙形成叠合墙结构以解决隧道抗浮与减沉问题。通过对东旱门隧道结构及防水设计方案的探讨，希望对日后类似工程设计及施工提供借鉴。
关键词：隧道 ；结构及防水设计
Abstract ：According to the characteristics of the construction of Donghanmen tunnel ,and Gaiwafa tunnel construction in order to solve Zuiliang river flood and flood season, will tunnel side wall and retaining piles wall form composite wall structure in order to solve the tunnel anti-uplift and reduce sink. Through Donghanmen tunnel structure and waterproof design, this paper hope for future design and construction of similar projects for reference.
Keywords: tunnel structure and the waterproof design
中图分类号：U45文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）04-0020-02
0.引言
余姚市东旱门隧道工程设计主要是根据现状结合余姚市城市道路建设总体规划，对城区跨越最良江及沿线两岸的路网结构进行优化和完善，为了沟通最良江两岸机动车、行人及非机动车交通功能、美化最良江两岸风景，拆除原东旱门桥以隧道方式进行改建，在满足通航要求的前提下，通过合理的交通组织和采用经济合理的隧道施工方案，使功能与环境景观相统一，从整体上达到提升城市道路的档次和品位的目的。
1.工程概况
东旱门过江隧道位于余姚市东旱门，机动车道南起万年桥东路，下穿南兰江路、最良江、北兰江路，北接世南东路，线路全长约623.70m。隧道机动车道结构全长550m，其中隧道机动车道U型槽段长203m，机动车道暗埋段长347m，结构净宽8.5m；非机动车道全长约320.53m，结构净宽4.1m；机、非共管段长约93.61m，结构净宽为18.8m。
工程场地地面标高为2.7～5.0m，最良江江底标高-2.18m，常水位标高1.32m，规划江底河道宽度为40m。土层主要为粉质粘土、淤泥质粘土，属海积、冲积平原地貌。
最良江现状未通航，为给最良江今后预留发展为三级航道创造条件，设计时经过与河道部门协商确定江中段隧道外顶面至河底的覆土不小于1.0m。最良江水域在余姚市区与姚江等河道支流以环状相连通，即使最良江截流也不影响其它河道的水系流动，同时考虑到汛期泄洪要求，因此，江中段隧道设计采用最良江围堰截流后利用钻孔咬合桩围护盖挖方式进行隧道施工，其余段采用明挖顺做法施工。
本文主要就隧道机、非共管段结构及防水设计进行粗浅的总结探讨。
图1隧道机、非共管段结构平面图
2.隧道结构设计
本隧道工程总体施工方案设计思路为施工时首先施工机、非共管段隧道围护及结构顶板，待机、非共管段结构顶板达到设计强度后进行回填，并在汛期前恢复河道通水；再进行两端U型槽基坑围护及开挖，待两端U型槽基坑封底后，在顶板（盖板）保护下利用挖掘机由两端向江中推进的方式进行机、非共管段开挖；最后进行主体结构施工。
根据上述设计思路，机、非共管段隧道结构及防水设计方案如下（为方便阐述，按江中段、江边段分段叙述）：
（1）江中段结构设计
道路纵断面设计时受周边环境及江底标高限制，因此江中段隧道设计采用平顶板结构，江底段隧道顶覆土最小厚度为1.1m。江中段隧道结构横断面采用三跨两柱式矩形钢筋混凝土叠合墙框架结构，并利用围护桩墙及临时立柱（格构柱）桩进行抗浮及减沉，混凝土强度等级为C30，抗渗标号P8。其中侧墙为50cm 厚，顶板为80cm 厚+2cm厚A3钢板，底板为70cm厚。江中段结构设计详见图2所示。
基坑开挖采用全套管钻孔咬合桩围护并与隧道边墙形成叠合墙结构，利用隧道顶板（盖板）做横向支撑（永临结合）。
图2 江中段结构标准横断面图
（2）江边段结构设计
由于最良江两侧路面标高约为4.2~5.0m，若隧道采用平顶板结构，隧道顶覆土厚度约为5.8~7.3m。为了减小隧道顶荷载、优化结构受力体系以及设置风机的需要，因此该段隧道结构设计采用拱形顶板结构。隧道结构横断面采用三跨两柱式拱形钢筋混凝土叠合墙框架结构，并利用围护桩墙及临时立柱（格构柱）桩进行抗浮及减沉，混凝土强度等级为C30，抗渗标号P8。其中侧墙为50cm 厚，顶板为80cm 厚+2cm厚A3钢板，底板为70cm厚。江边段结构设计详见图3所示。
基坑开挖采用全套管钻孔咬合桩围护并与隧道边墙形成叠合墙结构，第一道支撑采用临时钢筋砼横撑，第二道支撑利用隧道顶板（盖板）做横向支撑（永临结合）。
图3 江边段结构标准横断面图
3.结构防水设计
隧道结构防水以混凝土自防水为主，柔性防水层为辅，对施工缝特殊部位采用多道防线处理的全封闭密闭防水。隧道防水等级按一级设计。
（1）结构自防水：采用C30防水钢筋混凝土进行结构自防水，混凝土抗渗标号不低于P8。
（2）外贴式防水层：江中段顶板利用20mm厚钢板防水，并在钢板上方铺设70mm厚C30素砼保护层；底板下采用1.5mm厚的PVC防水卷材（为确保防水板不破损，在防水板外侧设有400g/m2无纺布），同时在底板防水板上面铺设50mm厚C15素砼保护层，以防钢筋安装时弄破防水板；侧墙与围护桩墙形成叠合墙结构，不再铺设防水板。江边段顶板采用PVC防水卷材，防水层上铺设70mm厚的砂浆保护层；底板及侧墙防水与江中段基本相同。隧道结构顶、底板处PVC防水卷材收口采用与预埋渗耐金属板热融粘接的方法，详见下图4、图5。
图4 结构底板防水卷材收口大样图（A大样）
图5 结构顶板防水卷材收口大样图（B大样）
（3）施工缝防水：施工缝处预埋止水钢板及注浆管，后续混凝土浇筑前先涂刷MC系列注浆材料，并在结构强度达到设计强度后，压注MC系列注浆材料进行密闭止水。
（4）变形缝：由于本工程全线距最良江较近，地下水非常丰富；并考虑到本隧道全线采用叠合墙结构，因此隧道全长都没有设置变形缝。
4.结论
本工程结构设计方案采用叠合墙体系、江中段利用顶板进行盖挖逆作法施工，一方面保证了施工总工期及最良江汛期泄洪的需要；另一方面减少了大量的基坑临时支撑。基坑围护结构采用全套管钻孔咬合桩，避免了传统钻孔灌注桩或地连墙围护结构泥浆对环境的污染。
目前东旱门隧道开通运行5a来效果良好，较大的解决了最良江两岸机动车、行人及非机动车通行需要，取得了良好的社会、经济和环境效益。
本文对东旱门隧道结构及防水设计方案的探讨，希望对日后类似工程设计及施工提供借鉴。
参考文献
[1] GB 50108-2001，地下工程防水技术规范[S]．
[2] JGJ 120-99，建筑基坑支护技术规程[S]．
作者简介：熊楚明（1977-），男，江西人，硕士，工程师，从事地下工程设计工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。