简析南海神庙隧（通）道主体结构及基坑支护设计

麦景超

四川西南交大土木工程设计有限公司广州分公司 510095

正文：

一、工程概况

港前路（石化南路～开发大道）工程南海神庙段线位从庙头村附近穿过，线路南侧是黄埔电厂，北面是著名的南海神庙。为了不对明代古码头遗址和南海神庙历史风貌构成破坏，港前路在南海神庙段采用下穿于湖底隧道方案。隧道最大纵坡为4.9%，竖曲线半径分别为1500m和1400m。隧道最大开挖深度约为15.5m。

南海神庙隧道地理位置图

二、隧道主要设计技术标准

?

三、工程地质

本隧址处为三角洲冲积平原地区，地势平坦，微有起伏。根据本工程详细地质勘察报告得知，岩土类型主要有素填土、砾砂、淤泥、淤泥质土、粉质粘土、强风化花岗岩、中风化花岗岩等。

勘察期间测得地下水的稳定水位埋深为0.2～3.2m， 场地地下水类型主要有松散岩类孔隙水、基岩风化带网状裂隙水和基岩构造裂隙水。

四、隧（通）道结构设计

1、隧道结构设计

南海神庙隧道总长度为575m，隧道进口段及出口段按敞口段设计，长度分别为120m和95m，中间段下沉穿过湖底按暗埋段设计，长度为360m。隧道敞口段采用U型钢筋混凝土框架结构，暗埋段采用单箱单室钢筋混凝土框架结构，混凝土强度等级为C30，抗渗等级为P8。隧道结构尺寸拟定时考虑主要因素分别有埋深、浮力、回填土高度等，敞口段侧墙厚度取值范围为75～120cm，底板厚度取值范围为110～150cm，暗埋段侧墙厚度取值范围为120～130cm，顶板厚度取值范围为130～140cm，底板厚度取值为150cm。

隧道敞口段典型横断面图

隧道暗埋段典型横断面图

2、人行通道结构设计

根据本工程总体人行系统设计，在南海神庙隧道穿过湖底段南侧设置一座人行地下通道。通道由主通道及梯道组成，主通道长75.787m，两头梯道长分别为47.2m和43.8m。主通道采用单箱单室钢筋混凝土框架结构，顶板和底板标准厚度为60cm，侧墙标准厚度为50cm。主通道最大开挖深度约为11.8m。

五、隧（通）道基坑支护设计

1、基坑支护设计

根据本工程的基坑开挖深度、工程地质条件和周边地形，从安全、经济、合理、可行的角度出发，支护体选型有拉森Ⅳ型钢板桩和钻孔灌注桩，支锚系统选型有钢管支撑、钢筋混凝土支撑梁及锚索，详细支护体系组合方案有以下三种型式：

1）支护型式一：

本支护型式的支护体为拉森Ⅳ型钢板桩，其长度取值分别12m和9m，支撑系统为直径600mm钢管，壁厚12mm，沿隧道纵向布置间距为4m，由于横撑跨度较大，故在横撑中部设置一根钢立柱作为支撑。止水帷幕采用直径为500mm的深层搅拌桩，按双排相互咬合设计，设置在拉森Ⅳ型钢板桩外侧。本方案主要应用于敞口段基坑较浅段。

2）支护型式二

本支护型式的支护体为钻孔灌注桩，其直径为1200mm，沿隧道纵向布置标准间距为1400mm，支撑系统为钢筋混凝土支撑梁，支撑梁主截面按矩形设计，尺寸为800x800mm，沿隧道纵向布置标准间距为10m，由于支撑跨度较大，故在支撑梁中部设置一根钢立柱作为支撑。止水帷幕采用直径为800mm的双管旋喷桩，设置在两根相邻人钻孔灌注桩之间。本方案主要应用于敞口段基坑较深段。

3）支护型式三

本支护型式的支护体为钻孔灌注桩，其直径为1200mm，沿隧道纵向布置标准间距为1400mm，支撑系统采用钢筋混凝土支撑梁和预应力锚索结合方案，支撑梁主截面按矩形设计，尺寸为800x800mm，沿隧道纵向布置标准间距为10m，由于支撑跨度较大，故在支撑梁中部设置一根钢立柱作为支撑。预应力锚索钻孔直径为150mm， 水平间距为1400mm，竖向夹角为20度，单根锚索由3束7φ5（d=15.2）钢绞线组成，锚索中支架设置间距为2000mm。止水帷幕采用直径为800mm的双管旋喷桩，设置在两根相邻的钻孔灌注桩之间。本方案主要应用于暗埋段基坑较深段。

2、基坑支护计算

1）主要计算参数：

◆计算软件：北京理正深基坑6.0版，按弹性有限元法计算。按增量法原理模拟基坑开挖、支撑、拆撑的过程进行不同工况计算。

◆计算断面：取隧道各节段基坑深度最大处进行计算。

◆地质选择：取计算节段周边地质孔，按最不利的地质孔控制设计。

◆地面附加荷载：20KN/m

◆土压力：采用朗肯理论进行计算。

◆水压力：基坑外侧岸上按自然水位，湖内按20年一遇水位。

2）基坑计算内容及分析

支护型式一内力位移典型包络图

支护型式二内力位移典型包络图

支护型式三内力位移典型包络图

经计算，基坑的整体稳定性、抗倾覆稳定性、抗隆起稳定性均满足规范要求，钻孔灌注支护桩、冠梁、腰梁、锚座、钢筋混凝土横撑、立柱等构件验算均满足规范要求。

六、结束语

经过本文对下穿隧道的结构形式及基坑支护设计的介绍，借此为该类工程的设计及施工提供参考，解决工程设计过程中所遇到的问题，促使工程的顺利开展。