于西堯，張 強(qiáng)，楊立坡，茹 毅

（天津市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津300392）

1 工程概況

海南省文昌—瓊海高速公路位于海南省東北部，北接海文高速公路，南接?xùn)|線高速公路，是國(guó)家高速公路網(wǎng)（編號(hào)G9812）和海南省“豐字型”高速路網(wǎng)的組成部分，是文昌市與中、南部市縣連接的快速通道。

文瓊高速公路路線走廊和省道201存在交叉，角度右偏54°。路線走廊帶位于現(xiàn)狀東環(huán)高鐵和文城鎮(zhèn)文昌大道之間，需要在合適的位置下穿或者上跨現(xiàn)狀省道201。見(jiàn)圖1。

圖1 高速公路與省道節(jié)點(diǎn)位置

1.1 地貌特征

交叉位置為區(qū)域的制高點(diǎn)，沿路線方向，地面高程由19 m逐漸變化到26 m，自然坡度接近6°，是典型的微丘地貌。道路中心線縱地面線存在一定的高差，高速公路主線修筑橋梁上跨省道201或者修筑隧道下穿省道201都具備可實(shí)施性。

1.2 地質(zhì)條件

交叉位置土層分布主要為雜填土、砂質(zhì)黏性土。雜填土主要為粉質(zhì)黏土、黏土質(zhì)砂等，松散。砂質(zhì)黏性土表現(xiàn)為褐黃色、灰黃色，飽和，可塑～硬塑，屬花崗巖殘積土，含較多粗中礫粒，切面稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，無(wú)搖震反應(yīng)。地層相對(duì)穩(wěn)定，土體性質(zhì)穩(wěn)定，適合工程建設(shè)。

路線范圍地下水埋深在6.5～8.0 m，主要為第四系覆蓋層中孔隙潛水，賦存于表層黏性土、砂土層中，黏性土中含量一般，砂土層中含量較豐富。接受大氣降雨及就近溝水補(bǔ)給。工程場(chǎng)地地下水變化幅度為1.50～2.00 m/a。

根據(jù)GB 18306—2015《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度為0.20g，特征周期為0.35 s。

2 方案選擇

對(duì)支線縱斷面改造、高速公路主線上跨或者下穿省道進(jìn)行了詳細(xì)的比選論證。

文瓊高速公路屬于新建工程，采用封閉式管理，不允許地方車輛隨意進(jìn)出，因此高速公路主線上跨和下穿省道201都具備可行性。同時(shí)除了施工期間需要臨時(shí)導(dǎo)行外，建成后對(duì)現(xiàn)狀周邊交通幾乎不造成影響。

2.1 上跨省道

主跨采用30 m裝配式小箱梁結(jié)構(gòu)一跨跨越省道201公路，凈空≥5.0 m，小箱梁梁高為1.6 m，橋面標(biāo)高33.276 m，橋梁跨徑布置為12×30 m，橋梁設(shè)計(jì)右偏角60°布置。橋梁外邊線距離西側(cè)房屋邊緣最小距離為4.03 m，距離東側(cè)房屋最小距離2.51 m。橋梁全寬26 m，與路基同寬，雙幅布置，單幅寬度12.9 m，中間護(hù)欄凈距0.2 m。見(jiàn)圖2。

圖2 主線上跨省道方案

根據(jù)施工期間交通組織，小箱梁采用工廠預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)吊裝施工工藝，對(duì)省道201日常通行基本無(wú)影響。橋梁方案設(shè)置全封閉隔音屏，減小噪聲對(duì)居民影響。由于橋梁修筑高度（含聲屏障）約14 m，對(duì)兩側(cè)居民的采光有較大影響。

2.2 下穿省道

高速公路采用矩形斷面隧道方式下穿現(xiàn)狀省道201。在滿足規(guī)范要求下對(duì)主線硬路肩進(jìn)行了壓縮，由正常路基段的2.5 m硬路肩調(diào)整為1 m，以減小結(jié)構(gòu)物和現(xiàn)狀樓房的凈距。

穿越省道201范圍為90 m封閉式箱體，兩側(cè)順接擋土墻，擋土墻總長(zhǎng)為250 m。箱體段全長(zhǎng)90 m，縱向分4節(jié)，為20 m+20 m+30 m+20 m；鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，頂板覆土（含路面結(jié)構(gòu)）約0.5 m，頂板厚度為0.8 m，底板厚0.7～1.106 m，底板底面為水平，底板頂設(shè)2%橫坡，與道路橫坡一致。箱體內(nèi)縱斷最高點(diǎn)向兩側(cè)設(shè)置雙向≮8.8‰的縱坡，隧道箱體位置封閉，雨水不會(huì)匯入隧道內(nèi)部。兩側(cè)引路雨水沿著縱向排至低坡位置。

箱體長(zhǎng)度的確定主要考慮省道201遠(yuǎn)期拓寬的需要，同時(shí)考慮盡量降低修筑下穿框架橋?qū)χ苓叚h(huán)境的影響。

地下連續(xù)墻支護(hù)作為箱體側(cè)墻。為最大程度減少對(duì)現(xiàn)狀交通的影響，采用施工完地下連續(xù)墻之后，先施工箱體頂板的逆作法工藝，以盡快恢復(fù)地面交通。地下連續(xù)墻墻體距離西側(cè)樓房最小距離為5.23 m，距離東側(cè)樓房最小距離為3.71 m。見(jiàn)圖3。

圖3 主線下穿省道方案

由于隧道施工中需要對(duì)現(xiàn)狀省道開(kāi)挖，對(duì)公路日常通行影響很大。故對(duì)隧道的施工方案進(jìn)行了深入研究，確定了臨時(shí)導(dǎo)行路+地下連續(xù)墻蓋挖逆作法施工方案[1]。

施工期間，先在省道201西側(cè)修建臨時(shí)導(dǎo)行路，再進(jìn)行地下連續(xù)墻支護(hù)施工，然后施工箱體的頂板，使地下連續(xù)墻和頂板連為整體，以保證周邊建筑的安全。待箱體施工完畢后，再將省道導(dǎo)行至已施工箱體上方，順序施工剩余的隧道箱體。

2.3 方案比選

主線上跨和下穿省道方案均可實(shí)施。主線上跨的橋梁方案需要修筑高大的橋梁結(jié)構(gòu)，對(duì)居民有很大的噪聲影響，同時(shí)影響居民樓的采光且投資較大；相對(duì)而言，主線下穿的隧道方案對(duì)周邊居民幾乎沒(méi)有噪聲影響，不改變現(xiàn)有交通出行習(xí)慣。

經(jīng)多方論證，最終采取主線下穿的隧道方案。

3 施工工藝

隧道開(kāi)挖采用了地下連續(xù)墻蓋挖及“兩墻合一”的結(jié)構(gòu)體系[2]。地下連續(xù)墻蓋挖逆作法多用于地鐵車站和高層建筑地下工程，高速公路隧道工程方面國(guó)內(nèi)沒(méi)有類似工程實(shí)例。

現(xiàn)狀省道201標(biāo)高約為25.5 m，兩側(cè)建筑地坪高25.0 m。高速公路主線縱段設(shè)計(jì)高程20 m，基坑開(kāi)挖標(biāo)高19.2 m，開(kāi)挖深度6.3 m。基坑采用地下連續(xù)墻支護(hù)，厚度為0.8 m，地下連續(xù)墻作為箱體的側(cè)墻增加支護(hù)與周邊建筑的距離并節(jié)省工程造價(jià)。在地下連續(xù)墻施工完成后，施工箱體頂板不用常規(guī)順作法施工的支架搭設(shè)，直接在原地表下挖后綁扎鋼筋澆筑頂板。頂板施工完成后，即可將省道交通恢復(fù)。

頂板作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)支承，在箱體內(nèi)開(kāi)挖土方。基坑開(kāi)挖完成后再澆筑箱體底板。箱體底板通過(guò)接駁器與預(yù)埋在地下連續(xù)墻內(nèi)的鋼筋進(jìn)行連接。箱體施工完成后，施工地道內(nèi)部路基、路面。

具體施工工序：施工地下連續(xù)墻導(dǎo)墻；地下連續(xù)墻成槽；吊放鋼筋籠、澆筑混凝土；土模施工箱體頂板；自兩側(cè)逐段分步開(kāi)挖至坑底指定標(biāo)高，施工墊層及底板；綁扎鋼筋澆筑檢修道；綁扎鋼筋澆筑地下連續(xù)墻內(nèi)側(cè)襯砌；全部箱體澆筑完成后，鋪設(shè)地道底板鋪裝層及其他附屬設(shè)施。

4 基坑周邊建筑物監(jiān)測(cè)

隧道距離現(xiàn)狀樓房最近不足3 m，施工過(guò)程中，對(duì)墻頂水平位移、支撐軸力監(jiān)測(cè)、墻的土壓力、墻中的鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)、基底變形觀測(cè)、基坑周圍建筑物的變形觀測(cè)均應(yīng)重點(diǎn)觀測(cè)[3～4]，共設(shè)置了10個(gè)監(jiān)控點(diǎn)。見(jiàn)圖4和圖5。

圖4 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

圖5 建筑物地表沉降監(jiān)測(cè)

由圖5可知，在基坑開(kāi)挖期間共監(jiān)測(cè)30期，其中累計(jì)變化最大的是L5和D4，累積沉降量分別為-16.3、-8 mm，未達(dá)到預(yù)警值，監(jiān)測(cè)成果穩(wěn)定，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明隧道基坑開(kāi)挖期間建筑物無(wú)異常，工程處于安全可控狀態(tài)。

5 結(jié)語(yǔ)

工程實(shí)踐表明，蓋挖逆作法施工工藝是高速公路隧道下穿高度建成區(qū)道路的重要選擇方案之一。文城隧道節(jié)點(diǎn)成功采用了地下連續(xù)墻的蓋挖逆作法施工工藝，既是文瓊高速公路設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)，同時(shí)也是一個(gè)亮點(diǎn)，減少了對(duì)地面繁忙交通的影響，獲得了良好的社會(huì)效益。對(duì)國(guó)內(nèi)外類似工程建設(shè)提供了有益的借鑒，尤其在等級(jí)公路在城鎮(zhèn)高度建成區(qū)，地面交通繁忙的路段，具有推廣價(jià)值。