麥景超

四川西南交大土木工程設(shè)計(jì)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(fā)大道）工程南海神廟段線位從廟頭村附近穿過，線路南側(cè)是黃埔電廠，北面是著名的南海神廟。為了不對(duì)明代古碼頭遺址和南海神廟歷史風(fēng)貌構(gòu)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(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

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三、工程地質(zhì)

本隧址處為三角洲沖積平原地區(qū)，地勢平坦，微有起伏。根據(jù)本工程詳細(xì)地質(zhì)勘察報(bào)告得知，巖土類型主要有素填土、礫砂、淤泥、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖等。

勘察期間測得地下水的穩(wěn)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(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水和基巖構(gòu)造裂隙水。

四、隧（通）道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

南海神廟隧道總長度為575m，隧道進(jìn)口段及出口段按敞口段設(shè)計(jì)，長度分別為120m和95m，中間段下沉穿過湖底按暗埋段設(shè)計(jì)，長度為360m。隧道敞口段采用U型鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，暗埋段采用單箱單室鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，抗?jié)B等級(jí)為P8。隧道結(jié)構(gòu)尺寸擬定時(shí)考慮主要因素分別有埋深、浮力、回填土高度等，敞口段側(cè)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(cè)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)本工程總體人行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在南海神廟隧道穿過湖底段南側(cè)設(shè)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(jié)構(gòu)，頂板和底板標(biāo)準(zhǔn)厚度為60cm，側(cè)墻標(biāo)準(zhǔn)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(hù)設(shè)計(jì)

1、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

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

1）支護(hù)型式一：

本支護(hù)型式的支護(hù)體為拉森Ⅳ型鋼板樁，其長度取值分別12m和9m，支撐系統(tǒng)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(shè)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(shè)計(jì)，設(shè)置在拉森Ⅳ型鋼板樁外側(cè)。本方案主要應(yīng)用于敞口段基坑較淺段。

2）支護(hù)型式二

本支護(hù)型式的支護(hù)體為鉆孔灌注樁，其直徑為1200mm，沿隧道縱向布置標(biāo)準(zhǔn)間距為1400mm，支撐系統(tǒng)為鋼筋混凝土支撐梁，支撐梁主截面按矩形設(shè)計(jì)，尺寸為800x800mm，沿隧道縱向布置標(biāo)準(zhǔn)間距為10m，由于支撐跨度較大，故在支撐梁中部設(shè)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(shè)置在兩根相鄰人鉆孔灌注樁之間。本方案主要應(yīng)用于敞口段基坑較深段。

3）支護(hù)型式三

本支護(hù)型式的支護(hù)體為鉆孔灌注樁，其直徑為1200mm，沿隧道縱向布置標(biāo)準(zhǔn)間距為1400mm，支撐系統(tǒng)采用鋼筋混凝土支撐梁和預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)合方案，支撐梁主截面按矩形設(shè)計(jì)，尺寸為800x800mm，沿隧道縱向布置標(biāo)準(zhǔn)間距為10m，由于支撐跨度較大，故在支撐梁中部設(shè)置一根鋼立柱作為支撐。預(yù)應(yīng)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(shè)置間距為2000mm。止水帷幕采用直徑為800mm的雙管旋噴樁，設(shè)置在兩根相鄰的鉆孔灌注樁之間。本方案主要應(yīng)用于暗埋段基坑較深段。

2、基坑支護(hù)計(jì)算

1）主要計(jì)算參數(shù)：

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

◆計(jì)算斷面：取隧道各節(jié)段基坑深度最大處進(jìn)行計(jì)算。

◆地質(zhì)選擇：取計(jì)算節(jié)段周邊地質(zhì)孔，按最不利的地質(zhì)孔控制設(shè)計(jì)。

◆地面附加荷載：20KN/m

◆土壓力：采用朗肯理論進(jìn)行計(jì)算。

◆水壓力：基坑外側(cè)岸上按自然水位，湖內(nèi)按20年一遇水位。

2）基坑計(jì)算內(nèi)容及分析

支護(hù)型式一內(nèi)力位移典型包絡(luò)圖

支護(hù)型式二內(nèi)力位移典型包絡(luò)圖

支護(hù)型式三內(nèi)力位移典型包絡(luò)圖

經(jīng)計(jì)算，基坑的整體穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性、抗隆起穩(wěn)定性均滿足規(guī)范要求，鉆孔灌注支護(hù)樁、冠梁、腰梁、錨座、鋼筋混凝土橫撐、立柱等構(gòu)件驗(yàn)算均滿足規(guī)范要求。

六、結(jié)束語

經(jīng)過本文對(duì)下穿隧道的結(jié)構(gòu)形式及基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的介紹，借此為該類工程的設(shè)計(jì)及施工提供參考，解決工程設(shè)計(jì)過程中所遇到的問題，促使工程的順利開展。