簡析南海神廟隧（通）道主體結構及基坑支護設計

麥景超

四川西南交大土木工程設計有限公司廣州分公司 510095

正文：

一、工程概況

港前路（石化南路～開發大道）工程南海神廟段線位從廟頭村附近穿過，線路南側是黃埔電廠，北面是著名的南海神廟。為了不對明代古碼頭遺址和南海神廟歷史風貌構成破壞，港前路在南海神廟段采用下穿于湖底隧道方案。隧道最大縱坡為4.9%，豎曲線半徑分別為1500m和1400m。隧道最大開挖深度約為15.5m。

南海神廟隧道地理位置圖

二、隧道主要設計技術標準

?

三、工程地質

本隧址處為三角洲沖積平原地區，地勢平坦，微有起伏。根據本工程詳細地質勘察報告得知，巖土類型主要有素填土、礫砂、淤泥、淤泥質土、粉質粘土、強風化花崗巖、中風化花崗巖等。

勘察期間測得地下水的穩定水位埋深為0.2～3.2m， 場地地下水類型主要有松散巖類孔隙水、基巖風化帶網狀裂隙水和基巖構造裂隙水。

四、隧（通）道結構設計

1、隧道結構設計

南海神廟隧道總長度為575m，隧道進口段及出口段按敞口段設計，長度分別為120m和95m，中間段下沉穿過湖底按暗埋段設計，長度為360m。隧道敞口段采用U型鋼筋混凝土框架結構，暗埋段采用單箱單室鋼筋混凝土框架結構，混凝土強度等級為C30，抗滲等級為P8。隧道結構尺寸擬定時考慮主要因素分別有埋深、浮力、回填土高度等，敞口段側墻厚度取值范圍為75～120cm，底板厚度取值范圍為110～150cm，暗埋段側墻厚度取值范圍為120～130cm，頂板厚度取值范圍為130～140cm，底板厚度取值為150cm。

隧道敞口段典型橫斷面圖

隧道暗埋段典型橫斷面圖

2、人行通道結構設計

根據本工程總體人行系統設計，在南海神廟隧道穿過湖底段南側設置一座人行地下通道。通道由主通道及梯道組成，主通道長75.787m，兩頭梯道長分別為47.2m和43.8m。主通道采用單箱單室鋼筋混凝土框架結構，頂板和底板標準厚度為60cm，側墻標準厚度為50cm。主通道最大開挖深度約為11.8m。

五、隧（通）道基坑支護設計

1、基坑支護設計

根據本工程的基坑開挖深度、工程地質條件和周邊地形，從安全、經濟、合理、可行的角度出發，支護體選型有拉森Ⅳ型鋼板樁和鉆孔灌注樁，支錨系統選型有鋼管支撐、鋼筋混凝土支撐梁及錨索，詳細支護體系組合方案有以下三種型式：

1）支護型式一：

本支護型式的支護體為拉森Ⅳ型鋼板樁，其長度取值分別12m和9m，支撐系統為直徑600mm鋼管，壁厚12mm，沿隧道縱向布置間距為4m，由于橫撐跨度較大，故在橫撐中部設置一根鋼立柱作為支撐。止水帷幕采用直徑為500mm的深層攪拌樁，按雙排相互咬合設計，設置在拉森Ⅳ型鋼板樁外側。本方案主要應用于敞口段基坑較淺段。

2）支護型式二

本支護型式的支護體為鉆孔灌注樁，其直徑為1200mm，沿隧道縱向布置標準間距為1400mm，支撐系統為鋼筋混凝土支撐梁，支撐梁主截面按矩形設計，尺寸為800x800mm，沿隧道縱向布置標準間距為10m，由于支撐跨度較大，故在支撐梁中部設置一根鋼立柱作為支撐。止水帷幕采用直徑為800mm的雙管旋噴樁，設置在兩根相鄰人鉆孔灌注樁之間。本方案主要應用于敞口段基坑較深段。

3）支護型式三

本支護型式的支護體為鉆孔灌注樁，其直徑為1200mm，沿隧道縱向布置標準間距為1400mm，支撐系統采用鋼筋混凝土支撐梁和預應力錨索結合方案，支撐梁主截面按矩形設計，尺寸為800x800mm，沿隧道縱向布置標準間距為10m，由于支撐跨度較大，故在支撐梁中部設置一根鋼立柱作為支撐。預應力錨索鉆孔直徑為150mm， 水平間距為1400mm，豎向夾角為20度，單根錨索由3束7φ5（d=15.2）鋼絞線組成，錨索中支架設置間距為2000mm。止水帷幕采用直徑為800mm的雙管旋噴樁，設置在兩根相鄰的鉆孔灌注樁之間。本方案主要應用于暗埋段基坑較深段。

2、基坑支護計算

1）主要計算參數：

◆計算軟件：北京理正深基坑6.0版，按彈性有限元法計算。按增量法原理模擬基坑開挖、支撐、拆撐的過程進行不同工況計算。

◆計算斷面：取隧道各節段基坑深度最大處進行計算。

◆地質選擇：取計算節段周邊地質孔，按最不利的地質孔控制設計。

◆地面附加荷載：20KN/m

◆土壓力：采用朗肯理論進行計算。

◆水壓力：基坑外側岸上按自然水位，湖內按20年一遇水位。

2）基坑計算內容及分析

支護型式一內力位移典型包絡圖

支護型式二內力位移典型包絡圖

支護型式三內力位移典型包絡圖

經計算，基坑的整體穩定性、抗傾覆穩定性、抗隆起穩定性均滿足規范要求，鉆孔灌注支護樁、冠梁、腰梁、錨座、鋼筋混凝土橫撐、立柱等構件驗算均滿足規范要求。

六、結束語

經過本文對下穿隧道的結構形式及基坑支護設計的介紹，借此為該類工程的設計及施工提供參考，解決工程設計過程中所遇到的問題，促使工程的順利開展。