地下通道工程施工方案

6/6地下通道工程施工方案地下通道施工初步方案

地下通道工程施工初步方案

1地下通道工程

本工程为解决南门大桥南桥头，岷江北路（岷江大桥北桥头），新三中（长江大道东段）的交通堵塞修建地下通道。该工程涉及桥涵，通路，给排水，照明，交安，防水等。

2工程概况

本工程地处宜宾市中心城区。通道分三处，在相对标高约-5m处下施工。

南门大桥南桥头地下通道：主通道净宽5米，净空3.5米，通道主体部分长32米；梯道净宽3米，梯道长分别约32米、29.4米，以及“宜宾魂”改造。

岷江北路（岷江大桥北桥头）地下通道：主通道净宽5米，净空3.5米；西侧梯道净宽3米，梯道分别长11.3米和13.4米；东侧梯道净宽2.5米，梯道分别长10.7米和12.5米。

新三中（长江大道东段）地下通道：主通道净宽5米，净空3.5米，通道主体部分长28.8米；梯道净宽3米，梯道长分别约28.5米、25米。

3工程重点与难点分析

（1）工程所穿越道路均主干道，交通繁忙，流量巨大，工程施工必须选择安全、工期尽可能短的措施；

（2）施工现场管线众多，涉及雨污水、给水、通信、电力、电视以及军用设施等涉及民生和国家安全的设施，除需要迁建或拆除的外，施工期间各类设施的使用安全；

（3）现场地处中心城区，施工工艺的选择尽可能少占道路设施，避免影响道路交通，造成交通拥堵或堵塞；

（4）工程内如有地下水，且施工开挖范围内可能存在透水层，因此水位变化将影响工程施工的安全，因此工程施工必须采取必要的透水层阶段措施。

4施工方案

4.1总体设计方案

通道施工采用明挖与暗挖相结合的方法。穿越湘江大道部分采用暗挖法施工，两端采用明挖施工。为防止地下弱承压水层的影响，明挖基坑采用高压旋喷桩帷幕封闭止水，基坑开挖深度在5m之内采用双排高压旋喷桩进行支护，基坑挖深5m以上采用灌注桩结合止水帷幕支护。

地下通道暗挖法可以采用地道桥顶进法和管幕法（也叫排管顶进法）。

4.1.1地道桥顶进法

地道桥顶进法根据施工条件的影响，可分为整体顶入法、对顶法、中继间法、分节顺序顶入法和顶拉法等等。地道桥顶进法主要施工工艺流程如图3所示。

本工程预制箱涵长度为27m，净宽9m，净高2.5m，拟在进口坡道上预制箱涵，共预制6节，每节长度为4.5m，宽度为9m。所有箱涵同时进行预制，预制完成后，沿坡道依次将箱涵滑到顶进位置，然后用顶进设备依次将箱涵顶入设计位置。箱涵预制平面图如图4所示，箱涵顶进剖面图如图5所示。

施工准备

基坑围护施工

工作坑开挖

后背梁、滑板施工

箱身预制

顶进设备安装

顶进施工顶进施工测量放线

试顶、调整

结束

图3地道桥顶进法施工工艺流程

图4箱涵预制平面图

图4箱涵顶进剖面图

4.1.2管幕法

管幕法是利用顶管机顶进钢管到土体中，各个钢管中进行注浆，使浆液渗入个管隙中达到止水要求，同时对土体进行加固，形成超前支护。然后再采用开挖与钢拱架初期支护的方案进行施工，最后进行钢筋混凝土衬砌施工。管幕法施工工艺流程如图6所示。

4.1.3方案比较

根据本工程规划方案和现场施工条件，综合比较地道桥顶进法和管幕法两种方案，比较详见表1所示。我单位建议地下通道的施工方案采用管幕法。

表1方案比较

施工方案优点缺点

地道桥顶进法1.整体顶进稳妥，方向易掌握，整体性好；

2.材料投入较少；

1.预制构件施工场地占用大，

影响城市环境；

2.施工过程中止水效果较差；

3.设备投入较大；

4.工期长。

管幕法1.不影响地面的正常交通，地面道路不用改造；

2.无需进行道路改建，即不需开挖道路；

3.无需进行线路改接；

4.不抽取地下水，地面沉降较小；

5.管幕注浆后可以有效地防止渗漏水；

6.使用的机械设备少；

7.施工场地占用小，城市环境影响小；

8.施工速度快；

9.施工安全。

1.管幕钢管不能回收利用；

打设第一个孔

钻机就位

安装钢管

施工准备

基坑围护施工

工作坑开挖

测量放线

安装钢筋骨架

注浆

土体开挖

下

一

个

孔

图6管幕法施工工艺流程

4.2总体部署

先施工湘江大道西侧的围护结构和土方开挖，为管幕施工创造条件；再施工湘江大道东侧的围护结构和土方开挖。总体施工平面图如图7所示。

4.3施工方法

4.3.1施工场地布置

地下通道施工场地布置尽量减少用地，减小对城市交通和环境的影响，钢筋加工场地同主体结构加工区设置一起。施工现场进行全封闭，四周砌筑围墙，围墙高度按城市要求，并做好粉刷和宣传图片，与城市环境相适应。

大

道

江

湘

风

光带

17.0

上杆

上杆

上杆

上杆

预留

预留

26.561.6%36.10

12.0%8

226.2561.

6%19

26.9927.294

1.6%

30.28.1%

6.00

R12.008.86

2.3226.76.00

3.001

4.7818.00

图7总体施工平面图

4.3.2围护结构施工

地下通道围护结构采用钻孔灌注桩和高压旋喷桩止水帷幕相结合，全部围护

施工分AB段、BR段、RC段、CD段和DE段五种不同的支护类型，各施工段的支护参数如下：

（1）AB段的A处是通道的起始位置，地面标高为36.10m，向下的坡度为

12%，长度40m。B处的标高为31.30m，开挖深度为4.8m，本段采用双排高压旋喷桩进行支护与止水，旋喷桩直径为800mm，间距600mm，长度为12.0m。

（2）BR段长18m，开挖深度达7m，该段采用钻孔灌注桩和高压旋喷桩止

水帷幕相结合。灌注桩直径1200mm，间距1800mm，长度9500mm。旋喷桩直径为800mm，间距600mm，长度为12.0m。在灌注桩上设两道预应力锚索，其中第一排距顶面1200mm，长度为27m；第二排距第一排距离2200mm，长度为22m，两排锚索下倾角度为30o。灌注桩顶设置一圈冠梁（1200mm×600mm）。

（3）RC段长24m，开挖深度达9.844m，该段采用钻孔灌注桩和高压旋喷

桩止水帷幕相结合。灌注桩长度为12.0mm，旋喷桩长度为12.0m。在灌注桩上设两道预应力锚索，其中第一排距顶面1200mm，长度为27m；第二排距第一排距离2800mm，长度为22m，锚索下倾角度为30o。

（4）CD段长24m，开挖深度达12m，该段采用钻孔灌注桩和高压旋喷桩止水帷幕相结合。灌注桩长度为15.0mm，旋喷桩长度为12.0m。在灌注桩上设三道预应力锚索，其中第一排距顶面1200mm，长度为27m；第二排距第一排距离2800mm，长度为22m；第三排距第二排距离2800mm，长度为19m，锚索下倾角度为30o。

（5）DE段处是管幕进口位置，本段只采用一排高压旋喷桩进行支护与止水，旋喷桩直径为800mm，间距600mm，长度为12.0m。

地下通道其他段的支护方式与上述几种类型相同，详见附件支护剖面图。

地下通道围护施工与主体结构的基坑围护同时进行，首先进行湘江大道西侧的围护结构施工，待湘江大道西侧施工完毕后再进行湘江大道东侧施工，钻孔灌注桩与高压旋喷桩同时进行施工，灌注桩从BR段和GS段开始，旋喷桩从AH段和AB段开始，分别用两台钻机进行施工。

桩与冠梁采用C30混凝土，锚索处采用2[25b钢腰梁，槽钢采用Q345钢；

As预应力钢绞线公称直径15.2mm，强度等级1860MPa；锚索锚固体砂浆强度M30。采用普通硅酸盐水泥，等级42.5R。

4.3.3明挖通道施工

待湘江大道西侧围护结构施工完毕后，开始地下通道基坑开挖，基坑开挖分层进行开挖，按设计坡比进行放坡。第一层开挖600mm，然后进行冠梁施工；第二层开挖1000mm，进行第一排锚索打设、安装、注浆、张拉、封锚，待强度达到设计要求；第三层开挖2500mm，打设BR段和GS段的第二排锚索、安装、注浆、张拉、封锚；第四层开挖600mm，进行RC段、FS段、FE段和CD段的第二排锚索施工；第五层开挖2500mm，进行CD段和FE段的第三排锚索施工；第六层开挖到基底。

湘江大道西侧开挖完成后进行湘江大道东侧通道的明挖，土层分四层开挖，第一层开挖600mm；第二层开挖1000mm；第三层开挖3000mm；第四层开挖到设计基底。

明挖通道施工过程中在基坑四周施做30cm挡水围捻，基底处设置积水井，防止雨水、地表水进入基坑。

4.3.4暗挖通道施工

地下通道采用管幕暗挖法，也叫排管顶进法，利用顶管机顶进钢管到土体中，各个钢管中进行注浆，使浆液渗入个管隙中达到止水要求，同时对土体进行加固，形成超前支护。然后再采用开挖与钢拱架初期支护的方案进行施工，最后进行钢筋混凝土衬砌施工。钻机采用FDP-15DA型非开挖导向钻机。

（1）管幕进行设计验算，管幕验算模型看作为一端固定，一端铰支的梁，如图8所示。管幕顶层为填土，厚度5.9m，土压力为：109.15kPa，湘江大道的车载取20kPa，考虑到地下埋设的各种管线等因素，荷载系数设置为1.4。

分别以跨度2.5m和3.0m进行计算比较，初步选Φ219mm×10mm的无缝钢管，支护钢架间距为2.5m。

（a）一端固定，一端铰支（b）弯矩图

图8计算模型

（2）管幕采用小型水平定向钻将直径Φ219mm×10mm的无缝钢管顶进到土体中，形成闭合的超前支护管幕，管幕横向穿过湘江大道。在管幕无缝钢管中安装钢筋骨架，采用4根直径为22螺纹钢筋组成，并在钢管中注1:1的水泥浆。钢管编号为奇数的钢管钻孔径为10mm出浆孔，其呈梅花型布置，间距为300mm。管幕立面图如图9所示。

图9管幕立面图

（3）地下通道施工与土层开挖相结合进行，地道入口处底面标高为26.56m，与地面高差9.54m；出口处底面标高为26.99m，高差9.11m；地下通道自东向西

设置1.6%的坡度。管幕施工标高为30.11m处，距地面为5.99m，因此基坑开挖完第五层土后，进行管幕施工准备，测量定位顶排管幕，并做好标记。

（4）管幕施工过程中采用跳打方式，每个孔钻好后用钻机将钢管顶进，钢管每节长分9m和8m两种，相邻钢管接头错开布置，使同一截面的接头数不超过50%。钢管连接采用焊接方式。

完成一根钢管顶进后，及时在钢管内安装钢筋骨架，钢筋骨架用支架进行固定牢固，并将管口临时填塞牢固，防止管口堵塞。

管幕顶排完成后进行两侧顶进，钻机在施工过程中需要适时调整土层高度，使钻机顶管顺利进行。

（5）管幕底层一排开挖时，需要将基坑降低2.5m，待底排管幕施工完毕后及时将该部分回填至设计标高，并进行碾压处理。

（6）管幕顶管完毕后，进行管幕注浆，注浆从下到上依次进行，水泥采用普通硅酸盐水泥，等级42.5R。水泥浆为1:1，注浆压力为0.5-1.0MPa，施工过程中要注意控制注浆质量。

（7）待注浆浆液强度达到30%后，通道开始进行开挖，通道开挖后采用I25a工字钢加工成闭合架进行支护，钢架间距2.5m，钢架纵向用Φ22钢筋连接，环向间距1.5