梅子洲主隧道地下工程支撐體系施工探討

摘要：南京青奧軸線（梅子洲主隧道）自身結構開挖深度大，最深達到27m，開挖過程中可能出現圍護結構變形、開裂、墻縫或地基涌水、涌砂、地面沉降、坑底隆起等情況，可能造成圍護結構和支撐結構的失穩，是該工程的難點。筆者就地下工程支撐體系的成功施工進行分析，供同類工程參考。

關鍵詞：隧道開挖；主隧道地下工程；地下支撐；混凝土支撐；鋼支撐 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU755 文章編號：1009-2374（2015）10-0127-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0914

1 工程概況

梅子洲主隧道基坑YK10+312～YK10+497.8，長185m，按照設計變形縫設置位置，從基坑西端頭YK10+312向東端頭YK10+497.8，分9個流水段。開挖時分兩個工作面施工：（1）淺層土方支撐開挖；（2）深層土方支撐開挖，屬于超大深基坑工程。

2 基坑支護方案

由基坑開挖深度、周圍環境及水文地質條件，經優化比較分析，確定基坑的支護方案如下：

2.1 淺層基坑

淺層基坑為兩階平臺三階放坡大開挖，網噴支護，坡率均為1∶1，一階放坡高度為4m，二階放坡高度為4.83m，三階放坡高度為4m，中間兩級平臺寬均為3m，從流水段1向流水段4開挖，基坑寬度35～50m，兩側均有施工便道，每個流水段地面設置兩臺挖掘機。基坑內每個工作面根據支撐高度的不同，分別配置不周型號挖機作業。如圖1所示：

圖1 淺層基坑剖面

2.2 深層基坑

從流水段5向流水段9開挖。第5流水段寬65m，單側出土壓力較大，考慮在匝道格柵地連墻外側布置1臺加長臂挖機，緩解出土壓力。第6～第9流水段由于J匝道懸臂開挖，只能在基坑北側便道單側出土，每個流水段地面配置兩臺挖機，根據深度不同，分別采用PC360挖機、現代305、375長臂挖掘機；基坑內為砼支撐，每個流水段根據砼支撐層高的不同分別選擇320、220挖機在基坑內轉土，每個工作面配6臺挖機，圖2為土方支撐開挖示意圖。

圖2 土方支撐開挖示意圖

3 施工總體思路

由于該隧道基坑屬于超大深基坑，基坑支護較復雜，現在將淺、深層基坑的開挖支護方法具體闡述

如下：

3.1 淺基坑的開挖與支護

3.1.1 淺基坑為兩階平臺三階放坡的大開挖方式，施土流程如下：測量放線、機械刷坡、人工清坡、掛網、噴射面層、面層混凝土養護。

3.1.2 土方開挖采用反鏟挖掘機挖土，自卸汽車運土方式進行；每個區域開挖時，沿網噴支護的基坑邊分層開挖，每級邊坡分2層開挖，開挖厚度為2～3m，每一層開挖到位、作業面修理平整后，及時組織網噴支護施土，以穩定壁面，防止松散土塌落。只有每一層支護到位后，才可開挖下一層。

3.1.3 坡頂護坡寬度大于1.5m，每隔1.5m設置1根1.5m長的小18鋼筋用來掛網。

3.1.4 坡面采用d8@200鋼筋網片，且坡面每隔3m設小16鋼筋打入土層1m深，外露80mm以掛鋼筋網片兼作鋼筋網片保護層支架，鋼筋網片保護層厚度為4cm，需焊在d16鋼筋上。

3.1.5 噴射混凝土強度等級為C20，噴面厚度為100mm，一次噴射成活，噴面接茬應斜交搭接，搭接長度大于200mm。

3.1.6 噴射時，噴頭處的工作風壓以保持在0.10～0.12MPa為宜，噴頭與受噴面應盡量垂直，并保持在0.8～1.0m的距離；噴射應自下而上進行，噴頭運動一般按螺旋式軌跡一圈壓半圈均勻緩慢地移動。

3.1.7 一級基坑開挖支護的同時進行同一級基坑降水土程：（1）一級基坑外圍采用小d550mm@400mm雙軸水泥攪拌樁進行止水，樁長18m；水泥土攪拌樁采用“二噴四攪”土藝施土，前后排樁施土應錯位成踏步式，以便發生停工時，前后施土樁體成錯位搭接形式，有利墻體穩定及止水效果；止水帷幕完成后滲透系數控制在<10-7cm/s的范圍內。（2）基坑內采用大口徑管井降水進行降水，確保地下水位降至二級基坑設計坑底標高以下1m。

3.2 砼支撐施工

3.2.1 確認頂圈梁及支撐、圍檁采用的鋼筋種類、型號、規格符合要求，鋼筋具有材質證明書或試驗報驗單，分批堆放整齊，焊條焊劑應有合格證，防止銹蝕，變潮變質等。

3.2.2 在鋼筋施工過程中嚴格按規范規定進行加工、焊接、綁扎，確保各類焊縫及搭接的質量。

3.2.3 焊接均采用單面搭接電弧焊，搭接長度取10d（d為鋼筋直徑）。

3.2.4 鋼筋需要進行搭接焊，其焊接接頭必須相互錯開，在任一焊接接頭中心至長度為35d且不小于500mm的區段內，任一根鋼筋不得有兩個接頭，非預應力鋼筋（受拉區）在該區段內有接頭的受力鋼筋截面面積占受力鋼筋總截面面積不宜超過50%。

3.2.5 焊接接頭距鋼筋彎折處不應小于10d（d為鋼筋直徑）。

3.2.6 鋼筋骨架組成的鋼筋必須滿足外觀檢查和力學性能試驗的需要（如其表面不得有裂紋、折疊、結疤、凹坑、油污等）。焊縫表面應平整，不得有凹陷或焊瘤。焊接接頭區域不得有裂紋。

3.2.7 勾筋彎鉤采用標準彎鉤，HPB235級鋼筋末端應作180度彎鉤，其彎鉤內直徑不應小于鋼筋直徑的2.5倍，彎鉤的彎后平直部分長度不應小于鋼筋直徑的

3倍。

3.2.8 鋼筋的彎鉤應朝上，不要倒向一邊，但雙層鋼筋網的上側鋼筋彎鉤應朝下，扎絲呈八字形布置。

3.2.9 支撐、圍檁與地連墻連接處，先鑿出地連墻中預埋的鋼筋接駁器，在綁扎鋼筋時，將砼支撐或圍檁的鋼筋通過接駁器與地連墻相連，達到整體性的

效果。

3.3 鋼支撐施工工藝流程

施工準備→土方分層開挖→支撐點位置測設→鑿出預埋鋼板→鋼支撐拼裝→拼裝就位→自由端施加預應力→插入鋼楔塊→焊接端部。

支撐架設采用起重機整體吊裝（見圖3），支撐架設前根據基坑端面寬度提前拼裝，并經檢查合格，無焊傷、開裂等質量缺陷，拼裝完成的鋼支撐軸線偏差和撓曲變形控制在規范允許范圍之內，同時預拼裝出8根備用支撐應付可能出現的緊急情況，支撐就位精度要滿足規范要求。

圖3 支撐安裝示意圖

3.4 基坑降水工程

基坑降水工程：（1）二級基坑外圍采用高壓旋噴樁止水，樁徑700mm，樁間距500mm，樁長23.31m；共918根，采用P042.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為1∶1，高壓旋噴樁完成后滲透系數控制在<10-7cm/s的范圍，且樁身28d無側限極限抗壓強度>1.0MPa。大面積施土前應進行試樁，以確定施工最優參數及工藝；（2）基坑內采用大口徑管井進行降水，確保地下水位降至二級基坑設計坑底標高以下1m。

4 結語

南京青奧軸線（梅子洲主隧道）地下工程支撐體系的施工中做到了加強對土方開挖、支撐、降水等分包隊伍的協調管理，合理安排交叉作業，在工程量大、工期短、任務重的情況下，確保了基坑施工安全和工程質量過關，為備戰青奧工程提供了可靠的保障。

參考文獻

[1] 混凝土結構工程施工質量驗收規范（GB50204-2002）[S].2011.

作者簡介：李成勛（1967-），男，河南內黃人，中鐵十五局集團有限公司高級工程師，研究方向：土木建筑工程施工及安全管理。

（責任編輯：蔣建華）