超大直径单管双层盾构隧道内部结构同步施工技术

晏胜荣

超大直径单管双层盾构隧道内部结构同步施工技术

晏胜荣

（中铁十四局集团有限公司，山东济南 250014）

随着国内大直径盾构隧道的不断增加，为了提高隧道内部空间的利用率，单管双层隧道结构逐渐成为一种发展趋势，如何在盾构隧道掘进的同时同步进行隧道内部结构施工，是单管双层隧道施工中的一大难题。文章结合扬州瘦西湖隧道工程，对单管双层盾构隧道内部结构的方案优化设计、同步施工难点及施工技术进行介绍。

单管双层隧道；盾构；同步施工；优化设计

1　工程概况

扬州瘦西湖隧道工程项目东起漕河路与史可法路交叉口，西讫杨柳青路与维扬路交叉口，自东向西分别下穿北门遗址公园、友谊路、长春路、蜀冈—瘦西湖风景区、国家税务总局党校和扬子江路。隧道全长约3.2 km，其中盾构段长1 275 m，盾构机直径14.93 m，管片外径14.5 m，管片内径13.3 m。为充分利用隧道空间，隧道布置为上下层双层断面，每层布置2车道，单车道宽度为3.5 m，净高为4.5 m。下层车道车流方向自西向东，上层车道车流方向自东向西。

隧道内部结构设计为板墙现浇结构，下层车道中间为预制Π字件，两侧素混凝土回填，上部20 cm混凝土整平层，两侧为40 cm现浇钢筋混凝土墙体；上部车道为42 cm现浇钢筋混凝土板，两侧为现浇混凝土墙体。结构断面形式见图1。

图1　原隧道内部结构横断面图

2　施工方案确定

2.1施工重难点及需要解决的问题

（1）由于盾构掘进期间圆形隧道两侧布置有盾构机进出浆管道（直径512 mm）及水电等管路，确定设计和施工方案时，需预留这些管路的拆除条件。

（2）隧道内部空间相对狭小，而两侧现浇墙体及上层车道板施工，需要架设支架、模板，确定施工方案时需要预留人员和车辆进出通道。

（3）盾构掘进期间进行内部结构施工，需进行立体交叉作业，存在较大安全隐患。

经研究讨论，认为现浇板墙结构不能满足同步施工需要，需要对设计方案进一步优化，以保证在不影响盾构掘进、管路安拆、交通运输、施工安全的前提下实现内部结构同步施工。

2.2设计方案优化

参考类似工程施工技术［1-3］，与有关单位充分沟通后，拟采用梁柱式结构解决这一技术难题。

优化后设计方案改为下层车道中间为预制Π字件，两侧每隔10 m左右设一立柱，立柱顶部设置纵梁与上层车道板连接，柱间采用砌体填充；上部车道为42 cm现浇钢筋混凝土板，一侧为满足排烟要求设计为现浇墙体，另一侧为砌体墙体。优化后的隧道横断面见图2。

图2　优化后隧道内部结构横断面图

2.3施工方案

针对优化后的设计方案，确定立柱采用定型钢模，上层车道板采用模板台车进行施工，台车下部预留足够净空满足通行需要；纵梁及纵梁外侧结构板采用支架法施工；下层柱间砌体结构盾构掘进期间暂不施工，预留空间以满足管道检修及拆除需要；另外在工作井搭设工作平台，上层结构施工所需材料直接由地面吊放至工作平台，由已浇筑完毕的上层行车道板运输至工作面，以减少下层空间交通压力。

3　施工工艺流程

盾构隧道内部结构施工工艺流程图见图3。

3.1Π字件安装及两侧混凝土填充

Π字件采用预制加工，与管片一起运至洞内，利用盾构机上特制的吊装支架将Π字件直接安装固定。Π字件的安装与盾构掘进、管片拼装同步进行，Π字件安装完成后随盾构掘进进行两侧混凝土填充。

图3　盾构隧道内部结构施工工艺流程图

3.2防撞侧石及立柱基础施工

浇筑防撞侧石及立柱基础前，先对回填混凝土及管片混凝土与基座接触表面进行凿毛；然后按设计要求进行立柱基础及立柱植筋，植筋前需用金属探测仪对管片钢筋进行探测，避免植筋过程中打断管片钢筋；植筋完成后按设计要求绑扎钢筋、立模浇筑混凝土，模板采用定型钢模；拆模后每隔5 m切一道垂直于路面深3 cm的假缝，防止防撞侧石开裂。

3.3下层立柱施工

立柱钢筋绑扎完成后，即可立模浇注混凝土，下层立柱施工采用定型钢模，立模前对立柱基础进行凿毛、清理。

立柱浇筑采用自制混凝土料斗，料斗通过叉车运输及升降，能够实现立柱的快速浇筑。浇筑立柱时，在立柱模板旁搭设1个放置混凝土料斗的工作平台，要保证混凝土罐车的混凝土顺利倒入料斗；然后用高位叉车将混凝土料斗挑起到立柱上方高出工作平台0.5 m左右，在料斗下挂上串筒，开始放料，每层厚度控制在30 cm之内，插入振动棒振捣。当浇筑高度大于2 m时，为防止在浇筑过程中混凝土发生离析，浇筑时必须在灰斗下悬挂串桶，串桶出料口下面混凝土的堆积高度不宜大于1 m。

3.4上层行车道板及纵梁施工

3.4.1 台车设计

由于内部结构与盾构掘进同时进行，所以需要保持洞内运输通道的畅通，因此要求内部结构台车下部必须有足够的通行空间，且在台车移动、安装过程中不能影响运输车辆的通行。结合隧道内部结构特点，考虑快速施工需要，台车设计只考虑浇筑上层行车道板平板部分需要。

台车设计长度30 m，每10 m设一铰接装置，方便台车的转弯；台车的移动可以通过采用电动行走装置或卷扬机牵引的方式实现；利用液压油缸和螺旋千斤顶调整模板升降、左右调整、脱模；利用轨道夹钳实现台车的制动；台车两侧安装有旋转支架，作为两侧倒角模板安装时的支撑。

3.4.2 台车安装就位及模板安装

精确测量放线后，安装台车行走轨道，通过电动装置或卷扬机牵引将台车移动到施工位置，将台车通过制动装置固定，并在台车底梁部位加设千斤顶，确保台车整体确定后，通过竖向的液压千斤顶调整台车面板的高度，通过水平千斤顶调整台车面板平面位置，面板精确定位后，涂刷脱模剂。

纵梁及倒角模板采用竹胶板加工，钢管支架作为支撑结构，在台车长度范围内同步安装。

3.4.3 混凝土施工

采用移动式汽车地泵，输送混凝土至台车面板，先浇筑对称两侧纵梁到面板齐平高度，然后浇筑行车道板，行车道板浇筑完成后，继续浇筑侧梁至梁顶标高，前后混凝土浇筑时间间隔不得超过混凝土的初凝时间。

混凝土浇筑完成后及时进行覆盖洒水养护，混凝土强度达到设计强度后，进行拆模，先拆两侧倒角模板，然后进行台车脱模，台车移动至下一模位置。

3.5工作井平台搭设

上层行车道板第一模完成后，需要在工作井搭设一工作平台，平台的主要作用是实现上下层物料的分层运输，平台搭设完成后，上部结构施工所需材料可通过吊车直接下放到平台，避免上部材料在隧道内运输吊装时对隧道通行的影响，平台采用钢结构，方便搭拆。

3.6上下层侧墙结构施工

上层行车道板浇筑完成后，上部即可紧随行车道板侧墙进行施工，下部结构侧墙需待盾构掘进完成，两侧管线拆除完毕后再进行施工。

4　结语

扬州瘦西湖隧道工程通过设计方案优化，利用台车与模板支架组合方案，很好地解决了单管双层盾构隧道内部结构同步施工技术难题。通过采用该施工技术方案施工的内部结构内实外美，质量可靠，工期较原设计方案节约4个多月，节约资金约500万元。该施工技术能够保证在不影响盾构掘进的同时，安全、快速地进行单管双层盾构隧道内部结构施工，取得了很好的社会和经济效益。

［1］杨继范.双层越江隧道上层道路的施工技术［J］.现代隧道技术，2008（S1）:361-364.

［2］周小安.单洞双层地铁隧道施工技术［J］.铁道标准设计，2002（6）：53-54.

［3］黄俊，马明，李勇，等.盾构隧道内部双层结构快速化施工方法技术研究［J］.公路，2013（3）:212-219.

Synchronous Construction Technology for Internal Structure of Double-Deck Shield Tunnel with Large Diameter and Single Pipe

Yan Shengrong
（China Railway 14th Bureau Group Co.， Ltd.， Ji' nan 250014， China）

With the increasing of domestic shield tunnel with large diameter， tunnel with single pipe and double-deck structure gradually becomes a trend in order to improve the utilization rate of the tunnel internal space. It is difficult for the internal structure construction at the same time of shield construction of tunnel with single pipe and double-deck structure. Combing with the tunnel engineering of the West Lake in Yangzhou city， the scheme optimization design， construction key points and technologies of tunnel with single pipe and double-deck structure are introduced.

tunnel with single pipe and double-deck； shield； synchronous construction； optimization design

U455.43

A

1672-9889（2015）01-0030-03

晏胜荣（1975-），男，湖北黄冈人，高级工程师，主要从事大直径盾构隧道施工技术与管理工作。

（2014-10-30）