棚洞结构

棚洞

棚洞是指明挖路堑后，构筑简支的顶棚架，并回填而成的洞身，属于明洞范畴的隧道。采用棚洞的条件与明洞大致相似，其结构整体性比明洞差，但由于顶棚与内外墙简支，因此对地基的要求相对较低。其使用条件为：

①开挖时有塌方的危险和趋势，开挖难以一次开挖到位，难以形成整体施工场地的路段。

②内外墙底基础软硬差别较大，不适宜修建明洞的地段。

③基岩埋深大，有条件进行桩基础实施的路段。

棚洞随地形和地质条件的不同有多种类型，但其基本构造有内墙、外侧支撑结构和顶板支撑结构。地基条件较弱的情况下，还需设置底部支撑结构，相当于涵洞的支撑梁。内墙可做成钢筋混凝土板墙和外部支撑共同构成桩板式支挡墙。外墙支撑结构可根据地形和地质情况的不同做成刚架式、柱式和墙式。外板可采用T形梁、I型梁或空心板梁截面预制安装构件。为防止棚洞做成后，仍可能有滑坡、坍塌、崩塌体进入棚洞内，桩板式墙体可高于顶部横向支撑结构。以上部分为悬臂式支挡墙

为防止山体形成的泥石流进入棚洞，边坡上需进行绿色柔性防护，同时在高边坡上每隔8m一个台阶同时设置截水沟。分阶使边坡雨水或渗水流进预设的急流槽内，最后一道截水沟设在桩板式挡土墙外侧，防止水流越过桩板体，影响墙体外观。

桩板式墙体上预设渗水孔，在分层回填棚洞体两侧填土时，及时设置渗水管，渗水管位置和桩墙体预留渗水孔衔接，渗出水按预设管道流入棚洞预设边沟内。

由于该段地质为膨胀性粘土和膨胀性强分化岩，土体内夹杂大小不一的坚硬沙岩石块，土体内裂隙水丰富，路基大面积开挖时，极易造成塌方和滑坡，大面积开挖极其困难，且施工隐患很大，所以采用明洞施工难以实施，造价太高，工期太长。明洞方案尽管可一劳永逸，但在此不可取，工期无法保证，而采用棚洞方案可以缩短工期，降低工程造价。采用棚洞方案的施工方法及优点：

1.对已滑进路基内土体进行简单场平后，即可进行棚洞外墙体（抗滑支撑桩）的桩基施工，由于方桩抗滑支撑受力效果比圆桩好，设计采用了方桩，方桩的开挖可采用人工开挖，开挖时可根据地质情况进行分段开挖和护壁。桩基开挖可多桩同时进行，施工简单，技术简单，工期较快，设计中桩基深度最大为15m，多组织人员，40天内可完成桩基的施工。

2.桩基施工的同时，可利用现有的桥梁预制厂预制侧挡板和顶板等预制构件的施工。

3.桩基施工和预制顶板、侧挡板施工可在同一计划工期内完成。部分完成后，可分段进行顶板在桩基上的安装，侧挡板安装自现有土体上进行，边安装边开挖侧板下土体使侧板逐步下沉到设定的位置，侧挡板安装需分段对称进行，挡板分段安装到设定的位置后，棚洞两侧对称回填土方，同时设置渗水管。土方逐步向上填高，同时再逐步地自下而上安装挡板，两侧填土来源首先利用棚洞内路床以上的多余土方，待棚洞内土方用完后，再利用其他土方。棚洞两侧回填后，棚洞及山体将联合支撑两侧已滑边坡体和以后可能滑动山坡体，在抗滑结构计算上联合抗滑的作用远大于单桩抗滑和明挖隧道抗滑作用。联合棚洞的抗滑，主要来自于山体的抗滑作用。桩板可起到临时抗滑和支撑洞内通道的作用，山体抗滑的作用是永久的，免维修的，远远优于抗滑桩与桩顶加预应力索的作用。

4.棚洞两侧回填土完成后，即可进行桩下部的支撑梁开挖和现浇钢筋混凝土施工，每隔一排施工一排，待跳挖现浇梁混凝土强度达到70%时，再开挖现浇跳过的支撑梁，以避免大面积开挖坡脚。

5.桩下部支撑梁分段开挖现浇完成后，即可进行分段路床的开挖和路面结构的施工。除做路面结构层（3×18cm基层+18cm沥青面层）外，基层下增设40cm碎石排水层，排水层的目的主要是排除路床内的裂隙水，裂隙水通过盲管排进路基两侧（或一侧）的边沟内，同时40cm碎石排水层兼起提高路基强度的作用。碎石排水层内设置排水盲沟，以及时排除地下渗水。棚洞内路基两侧设置加盖板边沟，以排除路面雨水及墙体渗水。

6.棚洞施工完后，即棚洞通车后，可认真对两侧山坡进行整理和绿色柔性软土防护。已有且没破坏的软防护可充分利用，没有防护的部位，由于棚洞做成后边坡很缓，可进行植草防护和紫穗槐灌木防护，以防每年雨季造成少量边坡滑塌和水土流失。