隧道施工方案優(yōu)化分析論文

　　摘要:廈門至成都高速公路（廈門段）A6合同段東孚隧道工程是典型的明挖暗埋法隧道工程，在施工過(guò)程中對(duì)施工方案進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)多種施工方法相結(jié)合的方式，較好的控制了質(zhì)量、進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在各種不利因素的影響下最終達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)順利完成城市下穿隧道的施工。

　　關(guān)鍵詞:明挖暗埋；隧道施工；雙孔拱形

　　1引言

　　隨著高速公路網(wǎng)絡(luò)的日益完善，城市之間的交通更加的便捷，高速公路越來(lái)越多的穿越城市，為節(jié)約土地、減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，地下隧道成為高速公路穿越城市的優(yōu)選方案，為確保優(yōu)質(zhì)、高效的完成地下穿越工程，明挖暗埋法也越來(lái)越多的應(yīng)用到城市隧道工程當(dāng)中。在城區(qū)內(nèi)施工為保證城市各系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)文明施工及工期的要求越來(lái)越嚴(yán)格。

　　2工程概況

　　東孚隧道為明挖隧道，下穿廈門市海滄區(qū)東孚工業(yè)區(qū)，全線采用雙向8車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)行車速度為100km/h，基坑開(kāi)挖深度為9.6~19m，開(kāi)挖寬度為43.5m，隧道基坑兩側(cè)分布有廠房。圍護(hù)結(jié)構(gòu)為圍護(hù)樁+錨索+鋼圍囹體系，在圍護(hù)樁間采用三軸攪拌樁全斷面止水。主體結(jié)構(gòu)施工完經(jīng)回填后上方建有“五進(jìn)十三出”收費(fèi)站一座、興東路跨線橋一座。隧道全長(zhǎng)1000m，其中，下穿廈深鐵路段340m已先行施工完成，剩余660m隧道結(jié)構(gòu)形式分為3種，分別為：U型槽敞開(kāi)段195m、明挖拱形隧道（聯(lián)拱式125m和分離式110m）235m、明挖雙孔矩形隧道230m。東孚隧道是該合同段控制性工程，隧道主體原施工方案為利用四臺(tái)液壓襯砌臺(tái)車（其中拱形2臺(tái)，矩形2臺(tái)）進(jìn)行施工。截止2013年6月，因征遷滯后各段進(jìn)度參差不齊，進(jìn)度快的段落已完成底板及側(cè)墻施工，進(jìn)度慢的土方還未開(kāi)挖，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法提供連續(xù)的工作面，不具備臺(tái)車施工的必要條件，原施工方案無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，因此必須進(jìn)行方案優(yōu)化。

　　3主體結(jié)構(gòu)施工方案

　　3.1雙孔矩形隧道主體施工方案優(yōu)化

　　東孚隧道工程雙孔矩形隧道長(zhǎng)度230m（K15+630~K15+860），按照原隧道主體施工方法為2臺(tái)矩形襯砌臺(tái)車（含外模）同步作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況為矩形隧道K15+815~K15+822處自來(lái)水管道（DN800mm球墨鑄鐵）及高壓電纜（110kV））遷改滯后，工作面無(wú)法連續(xù)。襯砌臺(tái)車只有在工作面足以滿足循環(huán)流水作業(yè)才能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，在原方案無(wú)法滿足實(shí)際需要的情況下，經(jīng)過(guò)多次論證后決定采用滿堂支架作為模板支撐體系進(jìn)行矩形隧道主體施工，見(jiàn)圖1。碗扣支架上安置弧形方鋼，方鋼弧度按照設(shè)計(jì)弧度進(jìn)行加工，弧形方鋼之上安置15cm×15cm方木，內(nèi)外模均為竹膠板，以此體系代替襯砌臺(tái)車；跟矩形臺(tái)車方案相比，滿堂支架方案在工作面不連續(xù)的工況下有諸多優(yōu)勢(shì)。兩方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見(jiàn)表1。圖1滿堂支架表1滿堂支架與臺(tái)車方案對(duì)比表總體考量矩形臺(tái)車方案經(jīng)濟(jì)性較差，也無(wú)法滿足進(jìn)度需求；按照滿堂支架方案進(jìn)行施工后，可三個(gè)工作面同時(shí)進(jìn)行施工，一個(gè)循環(huán)最長(zhǎng)澆筑25m，最短澆筑10m，工作面出來(lái)之后可以及時(shí)封頂，避免了工作面閑置，提高了工作效率[1]。

　　3.2明挖雙孔拱形斷面施工方案優(yōu)化

　　1）雙孔拱形分離式斷面東孚隧道工程雙孔拱形分離式隧道長(zhǎng)度110m（K15+395~K15+505)，為本工程施工一大難點(diǎn)。該段與先期施工穿越下深鐵路的隧道相連為分離式隧道，左右兩幅主體施工互不影響，襯砌臺(tái)車可以單獨(dú)進(jìn)行工作。原施工方案臺(tái)車包含鋼外模，因現(xiàn)場(chǎng)工作面狹窄且底板未貫通，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法提供吊裝場(chǎng)地。若按照原方案進(jìn)行施工，需臺(tái)車就位后方可進(jìn)行鋼筋綁扎，鋼筋綁扎完畢后才可進(jìn)行外模安裝，襯砌臺(tái)車?yán)�用率低。�?jīng)過(guò)多種方案比選和多次專家論證之后結(jié)合礦山法隧道施工理念提出外模采用長(zhǎng)條木板代替外鋼模板并設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易鋼筋臺(tái)車(見(jiàn)圖2)用于鋼筋綁扎，使鋼筋先行施工。在臺(tái)車頂端利用碗扣支架頂托作為限位塊，可根據(jù)設(shè)計(jì)高程進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證鋼筋彎曲的弧度符合設(shè)計(jì)要求，每隔2m設(shè)置一環(huán)鋼筋骨架，鋼筋骨架連接采用焊接，鋼筋綁扎完畢后在鋼筋骨架的作用下可以保持原有形狀（見(jiàn)圖3）；臺(tái)車底部設(shè)有行走及鎖止系統(tǒng)，在綁扎鋼筋時(shí)可保證臺(tái)車位置固定，在鋼筋綁扎完畢后調(diào)節(jié)頂部頂托可使鋼筋臺(tái)車順利推出以便襯砌臺(tái)車進(jìn)入。簡(jiǎn)易鋼筋臺(tái)車的引入可將鋼筋綁扎不以襯砌臺(tái)車就位為前提，節(jié)約了鋼筋綁扎所占用的時(shí)間。圖2簡(jiǎn)易鋼筋臺(tái)車圖3鋼筋骨架2）雙孔拱形連拱式斷面東孚隧道雙孔拱形連拱式隧道長(zhǎng)度125m（K15+505～K15+630)，為本工程施工難點(diǎn)，因按照原設(shè)計(jì)方案需要2臺(tái)襯砌臺(tái)車相互配合才能完成主體施工（見(jiàn)圖4）。現(xiàn)場(chǎng)情況是因左幅廠房拆遷滯后，左右幅土方工程及支護(hù)工程進(jìn)度不同步，使左幅施工進(jìn)度比右幅滯后1個(gè)月。若按照原方案施工，必須等到左右幅進(jìn)度相同時(shí)方可進(jìn)行隧道主體施工，這樣就會(huì)浪費(fèi)一個(gè)月的工期，對(duì)進(jìn)度及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生不利影響。為確保施工不中斷確定了“先墻后拱”，的施工思路，在這種思想的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)了中隔墻模板（見(jiàn)圖5）。利用中隔墻模板先施工中隔墻，左右兩幅便可分離開(kāi)來(lái)單獨(dú)施工互不影響，再采用分離式隧道的施工方法，可以提前1個(gè)月完成施工。3）明挖雙孔拱形隧道施工方法的特點(diǎn)。1）連拱式隧道利用中隔墻先行法可使連拱隧道具備分離式隧道的特點(diǎn)，可利用單臺(tái)車作業(yè)，無(wú)需雙臺(tái)車共同作業(yè)，提高臺(tái)車?yán)�用率[2]。2）簡(jiǎn)易鋼筋臺(tái)車可以使鋼筋提前2個(gè)循環(huán)施工完畢，節(jié)約鋼筋綁扎所占用的時(shí)間且保證鋼筋綁扎質(zhì)量。3）長(zhǎng)條木模板與鋼外模相比具有經(jīng)濟(jì)、安全、適合工作面狹窄且不連續(xù)的工況等優(yōu)勢(shì)。在采用優(yōu)化方案后，施工效率明顯增加，在執(zhí)行相同質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)情況下與原方案相比，共計(jì)節(jié)約工期190d，并且節(jié)約了成本，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，根據(jù)施工過(guò)程中的實(shí)際情況對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)科學(xué)組織東孚隧道工程采用多種施工方法相結(jié)合的優(yōu)化施工方案且成功實(shí)踐，提供了一種在同一結(jié)構(gòu)物中采用多種施工方案的思想，確保了施工質(zhì)量、進(jìn)度及安全，為高速公路修建城市下穿隧道提供了成功的經(jīng)驗(yàn)和案例。

　　作者:田川江 裴宗文 單位:中交一公局廈門工程有限公司

　　參考文獻(xiàn):

　　【1】JTGF60—2009公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].

　　【2】全國(guó)高校建筑施工研究會(huì).土木工程施工手冊(cè)[K].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2009.

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