明挖暗埋隧道侧墙施工工艺优化分析

2020-10-23关叶沆方杰

工程建设与设计 2020年18期

关叶沆，方杰

（1.中交第二航务工程有限公司第五工程分公司，武汉430012；2.上海天佑工程咨询有限公司，上海200000）

1 工程概况

襄阳市东西轴线鱼梁洲段项目明挖暗埋隧道全长3.6km，共分为60个节段，全部为明挖暗埋隧道，边降水边开挖支护，支护结构上层为混凝土支撑、下层为钢管支撑。其中YA9～YA12、YA23～YA34共16个节段为非标准节段，根据施工工艺组织，采用满堂支架法施工，按不大于30m/节分段，同时由于第一道混凝土支撑底面标高低于隧道结构顶板顶面标高，需分隧道底板、侧墙、顶板3层进行浇筑。基坑开挖至基底后进行防水及垫层施工，第一次浇筑底板施工完成之后拆除下层钢支撑，进入侧墙施工工序，在第二次浇筑侧墙及中隔墙的同时预埋换撑所需的预埋板，换撑后拆除上层混凝土支撑，最后浇筑顶板。目前，侧墙施工采取满堂支架+组合钢模的方式，结合目前已完成YA34节段进行分析发现，目前施工工艺侧墙施工耗时过长，施工工序多，施工空间受限，各工序间衔接紧密，前置工序的延误直接影响后置工序施工，对总体进度计划造成了较大的延误，同时直接导致降水运营费用增加。

为保证总进度计划顺利完成以及控制降水运营成本，将目前侧墙施工工艺调整为桁架模板，并对此进行了对比分析。

2 原施工方案介绍

本项目满堂支架采用φ60mm体系盘扣支架，纵横步距120m×90cm[1]，侧墙模板采用150m×90cm小块钢模板组合而成，单块模板尺寸300cm×360cm[2]。根据现场施工组织安排，目前，满堂支架法侧墙施工已完成YA34-1、YA34-2两个节段，满堂支架法支架搭设7d、侧模安装2d、脚手管加固侧模1d、侧墙浇筑1d、固定1d、侧强拆模2d、部分支架拆除1d、钢斜撑安装4d、施加轴力1d、支架恢复1d，共包括9道工序，累计耗费21工日，具备进入下道工序（混凝土支撑拆除及顶板施工）施工条件，各工序耗费人工如表1所示。

表1 侧墙施工工效分析统计表（满堂支架法）

3 优化后施工方案介绍

YA33-2节段实际采用优化后方案施工，优化后的侧墙施工方案采用可行走式桁架+组合钢模形式，侧墙浇筑无须支架作为支撑系统采用桁架模板施工侧墙工艺。

对比满堂支架法，优化后的方案最大不同即钢斜撑安装更方便省事，省去了支架拆装工序，大大缩短工期，以YA33-2节段（30m）侧墙施工为例，桁架模板法侧墙施工共包括部分支架搭设4d（其中侧模台车拼装加固2d侧墙，浇筑1d，同期进行）侧墙拆模2d，钢斜撑安装4d，施加轴力1d，剩余支架搭设3d，7道工序，累计耗费14工日具备进入下道工序（混凝土支撑拆除及顶板施工）施工条件，各工序耗费人工如表2所示。

表2 侧墙施工工效分析统计表（桁架模板法）

4 方案比选

4.1 工期进度

目前，明挖隧道满堂支架施工节段共剩余13个节段，合计27个浇筑段（30m/节），原方案侧墙施工作业耗时21工日，优化后方案耗时14工日，按优化后的侧墙施工工艺重排总进度计划并进行对比分析，YA28-33总工期预计节约36d，YA9-12总工期预计节约23d，YA23-25总工期预计节约21d，优化后的侧墙施工工艺可对比原方案可累计节约工期80d。

4.2 成本分析

4.2.1 模板材料

满堂支架法侧墙模板使用3mm钢板作为面板，双拼[10mm作为横纵向背带，桁架模板使用6mm钢板做面板及[14mm作为主桁架[3]，支架法30m段侧墙模板使用组合钢模（3×3.6mm，1 151.2kg/块）40块，总重46.0t，桁架模板法30m段侧墙模板，面板（3×3.6mm，1 415.1kg/块）40块，质量为56.6t，后背桁架（495.0kg）160块，质量为79.2t，桁架模板法使用钢材总质量135.8t，优化后的方案对比原方案需多使用钢材约90t。

4.2.2 人工及降水运营成本分析

根据表1和表2可知，优化后方案每30m浇筑节段耗费人工对比原方案可节省人工约18人·工日，结合目前已施工节段降水运营情况，每作业面（150m）平均开启水泵台数为21台，结合节省工期进度数据分析，人工及降水运营成本节省情况如表3所示。优化后方案比原方案可节约人工500人·工日，节约降水台班约1 680台·d。