下穿地道深大基坑内支撑支护结构设计

1、郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）目 录 1.1.项目概况项目概况2.2.工程水文地质条件工程水文地质条件3.3.地道基坑工程支护方案地道基坑工程支护方案4.4.工程重点、难点分析工程重点、难点分析项目概况项目概况1 1郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）项目地理位置图工程概况工程概况郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）位于郑州市西北部，南水北调干渠南侧。项目西起绕城高速辅道，沿南水北调干渠向南至西四环，道路全长7.55km,道路红线宽度为60m，规划为城市快速路。渠南路渠南路绕绕城城高高速速辅辅道道西西四四环环郑上路郑上路中原西路中原西路郑州市渠南路快速

2、通道工程（绕城高速辅道至西四环）工程概况工程概况渠南路西延全线共设置主线下穿地道5处，下穿绕城高速辅道、白松路、红松路、郑上路、元通大道-中原西路等主要道路。本设计标段范围西起元通大道西侧，东至西四环以西，本标段设置1条下穿地道，地道全长1628m（K5+250K6+878），主要下穿节点有元通路、须水河、中原路等。 第三标段第三标段须水河须水河郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）K5+340K5+340元通大道-中原西路地道总平面布置工程概况工程概况K6+758K6+758K5+250K5+340为敞口段，长度90m。K5+340K6+758为暗埋段，长度1418m。K6+758

3、K6+878为敞口段，长度120m。地道全长1628m。K5+250K5+250K6+878K6+878郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）工程概况工程概况隧道明挖暗埋段主体结构方案 本工程为城市快速路，双向六车道，设计时速60km/h。隧道采用单箱双室结构，结构高度为8000mm，结构宽度30300mm，其中侧墙宽度1000mm，中隔墙800mm，顶、底板结构厚度1200mm。工程水文地质条件工程水文地质条件2 2郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）u 地形地貌、气象水文 本场地位于郑州市区西部，所处地貌单元为黄河冲积二级阶地区，地面绝对标高119.57m-143.4

4、3m，地形较平坦，地势开阔，局部有土方堆积。u 地层岩性根据岩土的时代成因、地层岩性及工程特性，本场地勘探揭露深度范围内地层岩性从上至下为：第层杂填土（Q Q4 4mlml）、第层粉土（Q Q3 3al al）、第层粉质粘土（Q Q3 3al al）、第层粉土（Q Q3 3al al）、第第层层粉质粘土（Q Q3 3al al）、第第层层卵石土（Q Q3 3al al）、第第层层粉砂（Q Q3 3al al）等。 地道基底主要坐落在粉土、粉质粘土层上。u 不良地质 根据本次勘察结果，拟建场地及附近范围内不存在滑坡、塌陷、采空区、地面沉降、地裂等不良地质作用。工程水文地质条件工程水文地质条件郑州

5、市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）u 水文地质条件 1、地表水 须水河位于道路里程桩号K6+320处，河道宽约20.0m，勘察期间，水位深度约1.5m，须水河水量较小，对地下水补给有限。 2、地下水 本次勘察期间地下水稳定水位位于地表下24.238.2m，高程为92.096.0m。地下水年变化幅度1.00m2.00m，历史最高水位埋深约为15.0m，对应的绝对标高为115.0m 。受季节性水位变化影响，勘察时处于较低水位时期。 本场区地下水的补给主要为大气降水、河流下渗、地下水侧向径流等补给；地下水由西、西南向东及东北径流，水力坡度约0.5，径流条件稍差，受开采的影响，径流方向可发生

6、局部改变。 地下水的排泄，主要有蒸发排泄和径流排泄等形式。工程水文地质条件工程水文地质条件郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）工程水文地质条件工程水文地质条件岩土名称及编号天然重度压缩模量容许承载力修正系数直接快剪三轴剪切（CU）深度宽度粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角rEs0.1-0.2fa0K2K1cc(kN/m3)(MPa)(kPa)(kPa)(度)(kPa)(度)填筑土18.0/85/10.015.0/粉土18.210.01501.5017.411.715.810.6粉质黏土19.18.51601.5011.621.211.920.4粉土18.211.01701.5017.31

7、1.716.410.7粉土18.312.01701.5015.810.916.110.9粉质黏土18.58.02002.5012.922.210.120.5粉质黏土19.110.02202.5012.722.69.120.7粉质黏土119.49.02202.5010.618.59.917.5粉质黏土19.410.02402.5012.922.310.913.4卵石土20.022.02808.03.511.721.611.220.5粉砂119.518.0240/17.411.715.810.6粉质黏土19.012.0240/11.621.211.920.4地道基坑工程支护方案地道基坑工程支护方案

8、3 3郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）基坑支护基坑支护设计设计方案方案方案特点方案特点方案不足方案不足放坡开挖施工空间大，工期短，造价低，适用于场地空旷条件。适用于地下水位以上或进行降水，占用空间大。土钉墙施工空间大，工期短，造价低。适用于地下水位以上或进行降水，占用空间大。钻孔灌注桩/地连墙+内支撑围护结构刚度大，基坑变形小，安全更有保障，内支撑不占用周边地下空间内支撑影响主体结构施工，工期较长，造价高。 根据周边相关工程地质勘察报告，本次开挖范围内未见地下水，无需进行基坑降水设计。结合工程用地红线，基坑开挖深度015m，采用放坡开挖；基坑开挖深度1518m，采用围护桩+内支

9、撑；基坑开挖深度1821.5m，采用地连墙+内支撑；地道基坑工程支护方案地道基坑工程支护方案郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）K6+117K6+117放坡开挖放坡开挖放坡开挖放坡开挖桩桩/ /墙墙+ +内支撑内支撑K6+613K6+613本地道主要有放坡、桩+内支撑、地连墙+内支撑三种支护形式。1、K5+250K6+117，长度867m，采用放坡开挖；K6+613K6+878，长度265m，采用放坡开挖。基坑深度015m，每级放坡不大于5m。2、 K6+117K6+439，长度322m； K6+533K6+613，长度80m，共计402m，采用桩+三道内支撑，第一道内支撑采用60

10、0 x800的混凝土支撑，第二、三道支撑采用d609，t=16的钢支撑。地道基坑工程支护方案地道基坑工程支护方案K5+250K5+250K6+878K6+878郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）地道基坑工程支护方案地道基坑工程支护方案3、 K6+439K6+533，长度94m，采用地连墙+四道内支撑+一道换撑，第一道内支撑采用600 x800的混凝土支撑，第二、三、四道支撑采用d800，t=20的钢支撑；换撑采用d609，t=16的钢支撑。4、由于基坑开挖宽度达30.5m，为确保支撑的稳定性，中间设置500 x500临时立柱，及d1000的临时立柱桩。郑州市渠南路快速通道工程（绕

11、城高速辅道至西四环）地道基坑工程支护方案地道基坑工程支护方案 K5+250K6+117，长度867m，采用放坡开挖；K6+613K6+878，长度265m，采用放坡开挖，坡度1:1.2。基坑深度015m，每级放坡不大于5m。 基地坐落在5粉土层上，地基承载力为220KPa。 2粉土 4粉土 5粉土 7粉土约约15m15m郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）地道基坑工程支护方案地道基坑工程支护方案 4粉土 5粉土 6粉土 7粉质粘土 2粉土 该段基坑深约1518m，围护结构采用d1000mm1400mm+内支撑支护体系。竖向设置3道内支撑，第一道支撑采用600 x800混凝土支撑，冠

12、梁尺寸800 x1200；第二、三道支持采用d609，壁厚16mm的钢管撑，钢围檩为双拼工45C。基坑中间设置500 x500临时立柱，及d1000mm临时立柱桩，桩长约12m，围护桩嵌固深度为10000mm。 地下水位于地面下约30m，基坑底位于5粉质粘土层中，地基承载力为170KPa。约约18m18m约约10m10m30.5m30.5m约约10m10m约约6.0m6.0m约约6.0m6.0m约约5.0m5.0m2.0m2.0m混凝土支撑混凝土支撑609609换撑换撑609609换撑换撑郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）3 地连墙围护结构支护方案 该段基坑深约21.5m，围护结

13、构采用800mm厚地连墙+内支撑支护体系。竖向设置4道内支撑+一道换撑，第一道支撑采用600 x800混凝土支撑，冠梁尺寸800 x1200；第二、三、四道支撑采用d800mm，壁厚20mm的钢管撑，钢围檩为双拼工56C，换撑采用d609mm，壁厚16mm的钢管撑。基坑中间设置500 x500临时立柱，及d1000mm临时立柱桩，桩长深度约15m。地连墙嵌固深度为12000mm13000mm。 地下水位于地面下约30m，位于基坑下方，基坑底位于8粉质粘土层中，地基承载力为220KPa。 4粉土 5粉土 6粉土 7粉质粘土 8粉质粘土混凝土支撑混凝土支撑609609换撑换撑800800钢支撑钢支

14、撑800800钢支撑钢支撑约约12m12m地道基坑工程支护方案地道基坑工程支护方案800800钢支撑钢支撑约约12m12m约约6.0m6.0m约约6.0m6.0m约约21.5m21.5m约约3.7m3.7m约约4.8m4.8m工程重点、难点及总结工程重点、难点及总结4 4郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）工程重点、难点分析及总结工程重点、难点分析及总结1. 下穿须水河1）基坑深度大，最深处达21.5m，属于深大基坑，设计难度较大，施工风险较高。郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）工程重点、难点分析及总结工程重点、难点分析及总结2）地道与须水河小角度斜交，交角约35度。

15、河堤两侧地形存在约6m的高差，基坑两侧受力不平衡。五标五标六标六标郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）工程重点、难点分析及总结工程重点、难点分析及总结3）施工期间须水河正常使用，无法中断，需加强基坑止水。采用d850600的三周搅拌桩止水帷幕进行止水。郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）工程重点、难点分析及总结工程重点、难点分析及总结 DN1000给水管与隧道的平面关系图 DN1000给水管（铸铁）与隧道的平面相交里程桩号为K6+484 K6+514，与隧道线路轴线大约呈46。K6+484K6+5142. DN1000给水管的处理郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至

16、西四环）措施：1、对基坑内侧被动区土层，采用d800600高压旋喷桩（三重管）进行加固。2、在管线两侧各设置一根d1500mm的钻孔桩，增加支护结构刚度。3、给水管部分基坑侧壁，采用土钉+网喷进行加固，保护桩间土。DN1000给水管与地道基坑的剖面关系图工程重点、难点分析及总结工程重点、难点分析及总结 4 4粉土粉土 5 5粉土粉土 6 6粉土粉土 7 7粉质粘土粉质粘土 8 8粉质粘土粉质粘土约约2.0m2.0m约约5.0m5.0m土体加固区土体加固区混凝土支撑混凝土支撑钢支撑钢支撑约约3.2m3.2m最深处约最深处约21.5m21.5m郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）约约3

17、.5m3.5m加固区加固区加固区加固区10m10m5m5m 在管线两侧各设置d1500mm大直径钻孔灌注桩，钻孔灌注桩距离管线间净距设置为0.5m，需对桩间土3.5m范围内土层采用高压旋喷桩进行加固。加固深度至基坑底以下2m，并在桩间施做土钉。工程重点、难点分析及总结工程重点、难点分析及总结5m5m郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）3. 地连墙与桩支护型式的选择 K6+439K6+533，长度94m，采用地连墙+四道内支撑+一道换撑，第一道内支撑采用600 x800的混凝土支撑，第二、三、四道内支撑采用d800，t=20mm的钢支撑，换撑采用d609，t=16mm的钢支撑。原设计方案工程重点、难点分析及总结工程重点、难点分析及总结K6+439K6+533郑州市渠南路快速通道工程（绕城高速辅道至西四环）3. 地连墙与桩支护型式的选择 变更后方案： K6+439K6+533，长度94m，采用d12001500钻孔桩+四道内支撑+一道换撑，第一道内支撑采用600 x800的混凝土