广州市新体育场周边道路工程隧道支护方案选择

广州市新体育场周边道路工程隧道支护方案选择

1引道及隧道引道广州新体育馆周边道路工程是新体育的配套项目，包括三条道路、路线隧道和行人隧道。其中d隧道是一条从新光出发至新体育的隧道，全长480米，其中出口渠道169.3m，出口渠道200.8m，挖深0.8m。主隧道109.9m,开挖深度8m~10.5m,泵房处开挖深度14m。隧道引道为U型挡土墙,主隧道为箱型钢筋砼结构。由于D隧道地处新广从公路2+600~2+900地段,进口引道右侧6m处就为部队营房,施工时新广从公路不能封路,受此影响,D隧道共分为两期进行施工,一次性改道。第一期施工时靠新广从公路侧不能放坡开挖,第二期施工时开挖深度超过3m的也只能垂直开挖,如图1所示。2下伏岩溶地貌由于D隧道轴线的变动,原地质资料不在新轴线的位置,而只能做为参考。根据原地质资料和出口引道放坡开挖时实际情况,该地段由上至下主要分布:杂填土、耕土、淤泥质土、粗砂和中风化灰岩;下伏岩溶地貌,局部在地下7m处有灰岩出露,而其它部位则淤泥土较厚,最深处20m才有灰岩。为保证支护的安全,根据后一种情况进行支护计算。3钢板桩和钢管桩支护施工方法比较由于该工程工期很紧,而支护总长共454m,工程量很大,因而在方案选择上以保证工期为主要的考虑因素,综合考虑钻孔桩、挖孔桩、钢板桩、钢管桩等支护方法后,认为钢板桩和钢管桩支护施工时间最短、可以满足进度要求,同时该两种方法的费用较低且容易施工。但钢板桩和钢管桩钢性不够容易变形,而考虑基坑两侧的建筑物和地下管线影响,不允许太大的变形,因而在方案设计时对支撑或锚固须特别考虑。根据现场实际,支护方案按施工阶段不同而采用不同的方式:第一期开挖时由于只单面支护而采用LSIII型钢板桩加双层预应力锚杆的支护方式,如图2所示。第二期开挖时则采用LSIII型钢板桩加对撑的方式,同时考虑钢板桩打不到底的情况以钢管桩加对撑的方案作为备用,如图3所示。4该计划的实施4.1预应力锚杆及时调整的方案一期支护长度共44m,基坑开挖深度10m,原设计考虑钢板桩加两道预应力锚杆的方式,而实际施工第一排锚杆时就觉得时间上来不及,因而及时调整方案采用一排预应力锚杆和一排Ф500钢管斜撑的方式进行,实施步骤见图4。4.2钢板桩长度的确定二期支护桩号0+60~0+265,两侧同时支护,总长410m。采用钢板桩,钢板桩长度根据开挖深度不同采用两种,开挖深度3m~6m时采用9m长钢板桩,采用Ф500钢管分一层对撑,(见图3a)。开挖深度6m~10.5m时采用12m长的钢板桩,采用Ф500钢管分两层或三层对撑(见图3b)。5浇筑钢板桩或水泥砂浆5.1钢板桩施工时,应准确放线,保证钢板桩的顺直,以利于围檩的施工,围檩必须与钢板桩牢固连接,可在局部焊接后用细石或水泥砂浆浇筑成整体。5.2钢板桩之间必须扣接,以确保钢板桩有足够的抗弯能力。5.3有可能地质条件比计算所选用的地质钻孔资料要差,因此,要求在开挖过程中密切注意地质条件的变化,同时,对支护范围的基坑进行严密监测。5.4由于雨季施工,应做好基坑内外的排水工作,以积水免泡软基础。6施工困难6.1机施工离底6.1.1根据原设计要求,开挖完成后钢板桩埋深不少于2m,但实际操作过程中,由于15m钢板桩调拨不过来对开挖深度10.5m的部位也采用12m长钢板桩施工而有可能造成底部失稳。在这种情况下加多一层支撑,由于最底层支撑要考虑挖掘机施工须离底3.5m而只能采用斜撑方式,具体见图5。6.1.2钢板桩打到岩石而不到设计高程造成钢板桩成悬挂状。这种情况主要发生在开挖深度9m~10.5m的部位。主要是由于岩溶地貌所引起的,局部岩石出露高于设计开挖高程3m的都有。该种情况在方案设计时已考虑采用钻孔钢管桩加对撑的方式,而施工时由于地质资料不详细无法辩认造成钢板桩打完才知有岩石出露,由于工期紧,采用钻孔钢管桩已来不及,就进行开挖施工,造成钢板桩悬挂的现象发生。在这种情况下主要考虑钢板桩底脚钻孔锚筋锚固或底脚Ф500钢管对撑顶部Ф500钢管对拉的方式施工。实施下顶上拉方案时要求顶部对拉的围檩与钢板桩的焊接必须牢固;实施底脚锚筋方案要求底脚岩石坚硬,每条钢板桩下插一条筋,插筋插入深度不得少于1m,插筋须与钢板桩焊接牢固,具体见图6。6.2大学生所开采场后,设身处地面基础爆破和岩石缝隙较多造成局部钢板桩脚岩石崩塌及其后的土方塌方,这发生在开挖最深的部位。由于为单边塌方且范围只有3m左右,因而没有造成支护结构的破坏。处理时采用钢板桩插入支护钢板桩后堵住缺口后用砂袋回填(见图7)。6.3管线空档支护二期支护时,Φ800自来水管和Φ500煤气管横跨基坑,这给钢板桩支护带来不便。要求钢板桩支护结构本身稳定且要保证管线变形尽量少,另外要求对管线以下的空档进行支护。对于管线本身经管线所属单位同意采取钢板桩立柱支撑的方式,开挖前每隔15m沿管线两侧各打两条钢板桩,开挖时在管线下焊横杆作为支撑,以下每隔4m焊用横杆把4条钢板桩连成整体,管线下的空档则用钢筋连接,其后用木模板塞入防止土塌落。7钢板桩支护结构无变形7.1钢板桩支护的实施无论从工期、经济还是从安全上讲都是可行的。二期支护连开挖加支护总计耗时45天,在场地狭窄条件下其它支护方案是较难实现的。在支护施工过程中,基坑左侧的行车道路无沉陷,而基坑右侧部队营房旁的地面有部分沉陷,但对房屋结构没大的影响,由此也应引起以后注意:钢板桩支护的变形是较大的,但使用加密支撑或施加预应力的方式可减少变形;钢板桩支护的防失水性较差,选用方案时应充分考虑失水引起边坡变形的大小;施工前应调查基坑旁建筑物的结构和基础形式,对于砖混结构和无桩基结构,应慎重考虑支护的变形对建筑物可能造成的倾斜对结构的影响。7.2对于支护结构应确保其施工质量,钢板桩应扣接,围檩与钢板桩、围檩与对撑或对拉杆之间的连接应牢固可靠。这在发生局部塌方时得到了验证