×××引水隧道進(jìn)水洞口段
出 渣 通 道 護(hù) 坡 支 護(hù) 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)
1 工程概況
本出渣通道護(hù)坡工程為×××引水隧道進(jìn)水洞口段的配套工程。通道為圓弧形，其中心弧長為205m，半徑為164.137m，出渣通道一端與進(jìn)水隧道口（高程為-12.000）相接，另一端出露自然地面（高程為+2.000），總高差為14.0m，縱坡比為6.83%。
出渣通道區(qū)域地層分布極不均勻，臨山側(cè)地質(zhì)較好，地層依次為礫砂、粉質(zhì)粘土混碎石及強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r；靠近盾構(gòu)工作井區(qū)域表層埋有厚度約為6.0m左右的淤泥。
出渣通道場(chǎng)地較狹窄，其西北側(cè)與盾構(gòu)工作井較緊，為避免盾構(gòu)工作井下沉?xí)r對(duì)出渣通道的影響，同時(shí)考慮盾構(gòu)TRANBBS施工時(shí)對(duì)工作井的反力，出渣通道盡量遠(yuǎn)距盾構(gòu)工作井，為此出渣通道TRANBBS設(shè)計(jì)為圓弧形，則出渣通道與盾構(gòu)工作井之間的最近距離為53.0m。
2 編制依據(jù)
1《建筑基坑支護(hù)TRANBBS技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99
2《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程》CECS 96:97
3《地基與基礎(chǔ)工程驗(yàn)收規(guī)范》GBJ202-93
4工程巖土工程勘察報(bào)告。
3 設(shè)計(jì)原則
根據(jù)本工程場(chǎng)地土的工程地質(zhì)條件及護(hù)坡的深度，宜采用土釘墻錨噴支護(hù)的方法。
土釘墻錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可按《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-99)（以下簡稱《規(guī)程》）的要求進(jìn)行土釘抗拔承載力和土釘墻整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。設(shè)計(jì)時(shí)按二級(jí)基坑側(cè)壁支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，取側(cè)壁重要性系數(shù)為1.0，則土釘抗拔承載力的安全系數(shù)不小于1.25，土釘墻整體穩(wěn)定性安全系數(shù)不小于1.30。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，土釘宜采用鋼管擊入釘，經(jīng)壓力注漿后所形成的土釘?shù)刃е睆饺?50mm。
設(shè)計(jì)時(shí)，土釘與水平面的傾角為150~200，一般宜采用較大的傾角，其原因?yàn)椋簝A角較大時(shí)，漿液不易外溢，有利于注漿，較大傾角的土釘有利于增加土釘墻的整體穩(wěn)定性，當(dāng)土釘?shù)膬A角較大時(shí)，對(duì)土體可起到超前支護(hù)的作用。
設(shè)計(jì)時(shí)取地面超載為15kPa。
4 各剖面護(hù)坡支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 A—A剖面
4.1.1 工程地質(zhì)條件
A— A剖面為靠近進(jìn)水隧洞的洞口，工程地質(zhì)條件相對(duì)較好，表層約5.0m
為礫砂，其下約3.4m為粉質(zhì)粘土混碎石，下層為強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r。
根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，該剖面區(qū)域的場(chǎng)地土的物理力學(xué)性指標(biāo)列于表1。
表1場(chǎng)地主要土層的物理力學(xué)性指標(biāo)
土層編號(hào) 土層名稱 層厚(m) 含水量（%） 重度(kN/m3) 孔隙比e 抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 極限錨固力
C(kPa) (0) (kPa)
(3) 礫砂 5.0 19.5 8 35.0 60
(5) 粉質(zhì)粘土混碎石 3.4 19.03 15.8 22.1 60
(10) 強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r 11.0 24.0 200 45.0
注：表中礫砂的強(qiáng)度指標(biāo)根據(jù)其重度及參考同類土質(zhì)而確定（以下同）。
4.1.2土釘護(hù)坡支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
土釘墻護(hù)坡支護(hù)結(jié)構(gòu)由土釘和噴射混凝土面層兩部分組成，設(shè)計(jì)時(shí)，噴射混凝土面層均按構(gòu)造要求設(shè)計(jì)，其厚度一般為100mm，（考慮到本工程護(hù)坡使用時(shí)間較長，為此設(shè)計(jì)為150mm），混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，內(nèi)配10@200的鋼筋網(wǎng)一層，根據(jù)高地下水位中土釘施工經(jīng)驗(yàn)，土釘一般均采用鋼管擊入釘，鋼管上每隔800mm設(shè)置一個(gè)直徑約8mm的注漿孔，并在注漿孔外側(cè)焊接角鋼支架，一方面可減少土體進(jìn)入注漿管內(nèi)，另一方面對(duì)土釘起到擴(kuò)孔作用，能有效地保證土釘錨固體的抗拔力，注漿鋼管一般采用482.5的普通鋼管，土釘鋼管在土釘墻面出露處與面層加強(qiáng)鋼筋焊接，以增強(qiáng)整體工作效能，加強(qiáng)鋼筋一般采用Φ16螺紋鋼筋。
圖1為開挖深度10.9m，土釘墻結(jié)構(gòu)剖面圖，土釘墻由上下6層土釘組成，均采用482.5的鋼管擊入土釘，其與水平面的向下傾角為200，各層土釘?shù)拈L度及布置如圖1所示。噴射混凝土面層厚度為150mm，強(qiáng)度為C20，內(nèi)配置10@200的鋼筋網(wǎng)片一層，并延伸至地表與壓密注漿鋼管相連，土釘與面層之間通過Φ14螺紋鋼筋進(jìn)行焊接，以增強(qiáng)其穩(wěn)定性。各層土釘?shù)氖芾奢d及抗拉承載力驗(yàn)算列于表2。
表2 各層土釘?shù)氖芾奢d及抗拉驗(yàn)算（超載15kPa）
編號(hào) 位置(高程)（m) 長度（m） 水平間距(mm) 所受拉力（kN） 極限抗拉力(kN) 安全系數(shù)
1 0.5 6 1200 6.235 117.446 18.835
2 -1.0 6 1200 12.533 104.394 8.330
3 -2.5 9 1200 25.702 156.392 6.093
4 -4.0 9 1200 41.708 143.540 3.442
5 -5.5 9 1200 55.820 130.489 2.338
6 -7.0 6 1200 55.541 78.434 1.412
表3為護(hù)坡開挖到各個(gè)階段時(shí)的土釘墻整體穩(wěn)定性分析結(jié)果，經(jīng)驗(yàn)算當(dāng)開挖至高程-5.800m而第4道土釘尚未施工時(shí)，此時(shí)為最不利工況。由表3可知，分層開挖至各高程時(shí)的整體穩(wěn)定安全系數(shù)均能滿足《規(guī)程》要求。
表3 各施工階段土釘墻整體穩(wěn)定性分析（超載15kPa）
施工工況 土釘未施工 第1道土釘施工 第2道土釘施工 第3道土釘施工 第4道土釘施工 第5道土釘施工 第6道土釘施工
基底高程（m） 0.2 -1.3 -2.8 -4.3 -5.8 -7.3 -8.9
開挖深度（m） 1.8 3.3 4.8 6.3 7.8 9.3 10.9
穩(wěn)定安全系數(shù) 1.643 1.977 1.
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