公路隧道盾构施工技术应用探究

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1、公路隧道盾构施工技术应用探究　　摘要：本文介绍了公路隧道盾构施工技术的应用，分析了公路隧道盾构施工的技术要点和控制要点，有一定参考价值。关键词：公路隧道；盾构；施工技术中图分类号：X734文献标识码：A文章编号：１工程概述与桥梁相比，隧道工程不占地面空间，对城市环境影响小。随着城市地下空间的开发，大直径、长距离盾构隧道在城市快速路的建设中得到了大量的应用。盾构隧道内部道路分单层和双层两类布置形式。早期盾构隧道直径较小，内部结构主要采用单层道路。为了加快施工速度，单层盾构隧道多采用预制口型构件来加快施工速度，上海长江隧道［图１（ａ）］采用了口型构件、

2、预制板相结合的设计方法来加快施工速度。上海延安东路隧道［图１（ｂ）］则采用了预制构件与现浇混凝土相结合的结构形式来加快施工速度。8为充分利用空间，大直径盾构隧道中通常采用双层车道结构。表１为近年来国内部分双层盾构隧道工程数据。双层盾构隧道内部结构更为复杂，为合理安排大直径盾构掘进后的配套设施施工，满足盾构掘进要求，必须对隧道内部道路结构施工进行合理地组织安排。当前盾构隧道双层结构设计中，上层车道结构多采用现浇结构。针对盾构隧道内双层道路现浇设计施工问题，上海隧道工程股份有限公司进行了专门研究，其发明专利“隧道盾构推进与内部双层道路同步施工方法”，对

3、双层道路同步施工方法进行了详细地说明。上海复兴东路隧道是国内较早进行上层车道预制化设计的双层隧道（图２），其上层车道采用了预制车道板，车道板通过支座安装于盾构管片侧面的预制牛腿顶面。根据设计，复兴东路隧道上层仅通行小型车辆。南京纬三路过江通道隧道是目前国内最长的双管双层盾构隧道，上下层均按公路—Ⅰ级标准进行设计，其Ｎ、Ｓ线盾构隧道长度分别达到３５５７ｍ和４１３４ｍ。由于工程巨大，如何保证隧道按时完工是一个重要的研究课题。自１９世纪末发展至今，预制结构在建筑、桥梁工程中得到了大量的应用。预制结构采用机械化施工、流水线作业，在节约人力、减少隧道内现浇施

4、工等方面有较大的优势，是加快施工速度的重要途径。“预制化、模块化”已经成为目前设计施工的技术前沿与发展方向。8对于盾构隧道来说，隧道施工过程中，内部结构与盾构施工的同步施工是设计施工需要考虑的一个问题；另一方面在盾构机到达接收井到盾构机拆除这段时间，内部结构的快速施工也是一个重要的研究内容。预制结构以其灵活快速的施工方式成为盾构隧道内部结构快速化施工设计的首选。２盾构隧道双层车道结构预制化研究概述大直径盾构隧道多采用双层车道结构，其设计属于较新的问题。由图３可以看出，盾构隧道车道结构梁、板、柱等结构构件布置规律性强，适宜采用预制化设计以提升施工速度

5、。２．１上层车道结构构件预制可行性分析混凝土预制构件通常用于结构梁、板、柱、墙等部位，结构预制构件在工厂制作，制作完成后运至现场拼装，并用后浇混凝土与连接钢筋形成整体。进行车道结构预制化设计研究时，应针对不同的结构构件进行分析，以确定其预制化设计可行性。２．１．１车道立柱对于盾构隧道内部车道结构来说，车道基础需要采用现浇施工，以保证基础与盾构管片的紧密连接。车道立柱钢筋需埋置于基础中，当采用预制车道立柱时，为保证钢筋与基础之间的可靠连接，需将立柱钢筋与车道基础钢筋通过连接件连接（图４），并浇筑连接区段内混凝土。8一般来说，隧道内空间狭小，立柱截面尺

6、寸受限制，钢筋连接作业难度较大。预制立柱后浇混凝土养护完毕前，尚需支架保护，占用一定的隧道内部空间。因此从施工角度来看，上层车道立柱不适合采用预制设计。结合隧道内部结构施工环境，对预制纵梁施工进一步的分析表明，采用预制纵梁设计技术还需解决以下施工技术问题。（１）施工期间稳定性问题。预制车道纵梁吊装后，在浇筑梁顶混凝土之前，预制纵梁与车道立柱未形成整体，车道板安装时对纵梁是一个偏心荷载，纵梁易出现扭转失稳，需采取防扭转措施。（２）施工精度问题。预制纵梁与车道立柱连接节点施工难度大。预制梁钢筋需伸入现浇车道柱内部，梁柱钢筋易相互干扰，施工精度要求高，施

7、工难度大。从便于施工，保证施工安全角度考虑，车道纵梁应与车道立柱共同浇筑，以保证结构安全。预制梁板是常用的预制结构构件。当车道纵梁采用预制化设计时，可采用图５所示结构形式，首先将预制车道纵梁安装于车道立柱两侧预制牛腿顶面，然后预制上层车道板安装于车道纵梁两侧牛腿后，绑扎梁上层钢筋，最后通过现浇混凝土，将车道纵梁、车道板连接形成一个整体。8２．１．３车道板预制车道板是桥梁工程中常用的预制化设计方式，在实际工程中得到了大量的应用。上海复兴东路隧道上层结构就采用了预制车道板的设计方式。从工程实践角度来看，预制车道板可采用全预制板、叠合板等不同形式。２．２

8、上层车道结构预制化结构体系研究从便于结构施工的角度来看，上层车道结构预制化设计主要集中于车道板的预制化设计。根据上层行车道