高衛(wèi)平

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海200092）

1 工程概述

上海市迎賓三路隧道是上海虹橋樞紐對(duì)外輔助通道，樞紐及其以東周邊地區(qū)和中心城之間的客運(yùn)專用通道，隧道段布置雙向4車道機(jī)動(dòng)車專用。隧道西起虹橋綜合交通樞紐的規(guī)劃迎賓三路，穿越虹橋機(jī)場(chǎng)向東延伸，與東側(cè)的現(xiàn)有迎賓三路相接。

該隧道工程西側(cè)矩形箱涵位于七莘路以西，規(guī)劃迎賓三路南側(cè)，為地下兩層箱型結(jié)構(gòu)，采用明挖順做法施工。交匯段地鐵17號(hào)線迎賓三路站-滬青平站區(qū)間為雙線單圓盾構(gòu)隧道，外徑6.2 m。地鐵區(qū)間以盾構(gòu)形式下穿迎賓三路隧道矩形箱涵段，盾構(gòu)距箱涵底板最近處僅2.5 m，如此超近距離預(yù)留盾構(gòu)下穿在類似工程建設(shè)中較為罕見。

交叉段平面布置見圖1所示。

圖1 地鐵17號(hào)線與迎賓三路隧道平面關(guān)系圖

2 工程地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地為古河道沉積區(qū)，自上而下可分為八個(gè)大層，11亞層及1個(gè)夾層。其中①層為近代人工堆填，②～⑤層為第四紀(jì)全新世Q4沉積層，⑥～⑧層為第四紀(jì)上更新世Q3沉積層。

迎賓三路隧道底板落于④t層灰色砂質(zhì)粉土，地鐵17號(hào)線區(qū)間穿越土層為⑤層灰色粉質(zhì)粘土。

地下水由淺部土層中的潛水及賦存于④t層的微承壓水、賦存于⑤4-2、⑦2層及⑧2層中的承壓水組成。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，設(shè)計(jì)時(shí)地下水潛水水位按上海市年平均水位埋深0.5 m采用。④t層微承壓水水位埋深4.10～5.83 m，⑦2層承壓水水位埋深5.93～8.21 m,局部區(qū)域⑤4-2、⑦2及⑦2層連通。

土層參數(shù)見表1所列。

表1 場(chǎng)地土層參數(shù)表

3 預(yù)留超近距離盾構(gòu)穿越節(jié)點(diǎn)研究

根據(jù)線路總體布置，規(guī)劃軌道交通17號(hào)線在迎賓三路隧道XK0+416.400～XK0+392.700之間，采用兩根單圓盾構(gòu)穿越，且兩者凈距較小,最近處僅2.5 m。該范圍內(nèi)隧道的基坑深16～17.2 m，屬軟土地區(qū)深基坑，一般采取地下連續(xù)墻圍護(hù)。隧道施工須考慮后期實(shí)施規(guī)劃軌道交通17號(hào)線盾構(gòu)順利穿越條件，同時(shí)確保該隧道基坑開挖及后期結(jié)構(gòu)的安全。

3.1 基坑支護(hù)方案確定

3.1.1 方案一：該范圍隧道主線仍采用地下連續(xù)墻施工

隧道主線采用1 m厚地下連續(xù)墻圍護(hù)，盾構(gòu)施工須穿越與之相交的地連墻，該段地連墻在迎賓三路隧道底板以下盾構(gòu)穿越范圍采用C15混凝土及玻璃纖維筋。后期盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時(shí)可直接切割纖維筋混凝土。該方案為以往類似工程較常規(guī)的預(yù)留方式，如軌道交通4號(hào)線宜山路站基坑和復(fù)興東路隧道浦西暗埋段基坑等。

3.1.2 方案二：該范圍隧道主線圍護(hù)采用地下連續(xù)墻和SMW工法相結(jié)合

采用1 m厚超短地下連續(xù)墻作為基坑的第一道圍護(hù)，17號(hào)線影響范圍內(nèi)的地墻插入深度至迎賓三路隧道底板下1.5 m，確保距17號(hào)線盾構(gòu)凈距不小于1.0 m。在17號(hào)線影響范圍內(nèi)的地墻外設(shè)置另一道Φ1000SMW工法圍護(hù)，并在該節(jié)段主體結(jié)構(gòu)施工完成后，拔除工法樁中的內(nèi)插型鋼。該預(yù)留方案類似工程實(shí)例較少，僅外灘通道與地鐵12號(hào)線預(yù)留中，采用類似圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式，但其穿越豎向距離約5～6 m，坑底以下墻體長(zhǎng)度有4～5 m，插入比約0.25，且在坑底以下設(shè)置了橫向短地下墻。與外灘通道相比，該工程預(yù)留盾構(gòu)穿越豎向距離更近，僅約2.5 m，坑底短墻插入比只有0.1，且取消了坑底橫向短地下墻，支撐條件更為苛刻，基坑開挖設(shè)計(jì)及實(shí)施難度更大。

3.1.3 方案比選

方案一優(yōu)點(diǎn)在于可加快該隧道施工，且施工風(fēng)險(xiǎn)小，但將風(fēng)險(xiǎn)留給后期地鐵盾構(gòu)施工。而且針對(duì)該工程超近距離穿越的特殊工況，其主要不利因素還有：（1）盾構(gòu)機(jī)雖然可以直接切割纖維筋和低強(qiáng)度混凝土，但如此超近距離的穿越，切削后形成的加筋混凝土殘留碎塊容易擠壓隧道底板，于底板安全穩(wěn)定不利。（2）盾構(gòu)穿越加筋混凝土障礙推進(jìn)，其土體損失及變形較難控制。（3）后期盾構(gòu)穿越時(shí)，一旦出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)切削故障，將對(duì)已運(yùn)營(yíng)隧道帶來(lái)較大風(fēng)險(xiǎn)。

方案二的優(yōu)點(diǎn)：有效地避免了盾構(gòu)機(jī)直接切削地下連續(xù)墻，降低了17號(hào)線后期建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)和施工難度，同時(shí)也減少了17號(hào)線施工的工期和造價(jià)；盾構(gòu)的在無(wú)障礙的條件下穿越，對(duì)隧道的不利影響?。痪C合風(fēng)險(xiǎn)較小。不足之處在于該項(xiàng)施工需采取必要技術(shù)措施確?；邮┕ぐ踩?。

經(jīng)過(guò)對(duì)穿越段結(jié)構(gòu)方案深入比較及分析研究，充分考慮地鐵17號(hào)線和該工程的綜合風(fēng)險(xiǎn)，確定采用方案二。

3.2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

3.2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式

基坑采用1m厚超短地下連續(xù)墻+Φ1000SMW工法樁組合圍護(hù)，SMW工法圍護(hù)與地墻之間預(yù)留30 cm的施工間隙，并對(duì)該間隙采用高壓旋噴樁加固。

為控制地下連續(xù)墻墻趾與盾構(gòu)凈距≥1 m，坑底以下墻體長(zhǎng)度最短僅1.1m，插入比僅約0.1左右。Φ1000SMW工法墻趾土層為⑤3-1層粉質(zhì)粘土夾粉砂，插入比為0.88。

3.2.2 格構(gòu)柱設(shè)置及支撐布置

基坑支撐豎向共設(shè)四道支撐，為增加基坑圍護(hù)整體穩(wěn)定性，首道及第三道支撐均采用混凝土支撐?？紤]格構(gòu)柱樁基要避讓17號(hào)線盾構(gòu)區(qū)間，并預(yù)留相應(yīng)的凈距，混凝土支撐水平間距均約14 m，對(duì)該區(qū)段混凝土支撐設(shè)置琵琶撐，琵琶撐水平間距約7 m。第二、第四道支撐為直徑609 mm，壁厚16 mm鋼管，水平間距約3.5 m。

3.2.3 坑底加固

為保證今后地鐵盾構(gòu)區(qū)間的順利穿越并保證該隧道結(jié)構(gòu)的安全，在基坑坑底采用1.5 m厚的滿堂旋噴加固，加固體與規(guī)劃軌道交通17號(hào)線區(qū)間正線凈距不小于1.0 m。

基坑支撐平面布置見圖2所示，基坑圍護(hù)橫斷面見圖3所示。

圖2 基坑支撐平面布置圖（單位：mm）

3.2.4 分析計(jì)算

根據(jù)上海市工程建設(shè)規(guī)范《基坑工程技術(shù)規(guī)范》（DG/TJ08-61-2010），綜合考慮周邊環(huán)境條件，確定基坑保護(hù)等級(jí)為二級(jí)，基坑圍護(hù)最大水平位移≤0.3%H（H為基坑開挖深度）?；禹氝_(dá)到的穩(wěn)定要求及其設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果見表2所列。

圖3 基坑圍護(hù)橫斷面圖（單位：mm）

經(jīng)過(guò)對(duì)超短地墻及SMW工法樁復(fù)合支護(hù)體系分析及計(jì)算，綜合考慮周邊環(huán)境條件，超短地墻與SMW工法樁相結(jié)合滿足基坑穩(wěn)定性及變形要求，設(shè)計(jì)方案安全可行。

3.3 相關(guān)措施

3.3.1 設(shè)置變形縫

表2 基坑穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果一覽表

隧道結(jié)構(gòu)變形縫設(shè)置時(shí)充分考慮了地鐵17號(hào)線穿越的因素，盡可能使盾構(gòu)穿越段位于同一結(jié)構(gòu)段內(nèi)，以利于隧道結(jié)構(gòu)適應(yīng)后期盾構(gòu)機(jī)穿越施工時(shí)縱向不均勻沉降，控制影響范圍。

3.3.2 隧道底板預(yù)留注漿孔措施

考慮17號(hào)線盾構(gòu)推進(jìn)對(duì)已建隧道的影響，在盾構(gòu)施工影響范圍內(nèi)，迎賓三路隧道結(jié)構(gòu)底板上預(yù)留注漿孔,為后續(xù)措施的實(shí)施預(yù)留條件。后期17號(hào)線盾構(gòu)下穿推進(jìn)時(shí)，對(duì)迎賓三路隧道加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，一旦隧道底板結(jié)構(gòu)變形增大，可以及時(shí)打開底板上的注漿孔，進(jìn)行注漿補(bǔ)強(qiáng)，確保隧道結(jié)構(gòu)安全。

4 結(jié)語(yǔ)

迎賓三路隧道土建結(jié)構(gòu)已于2011年3月基本施工完成。施工實(shí)踐進(jìn)一步證明設(shè)計(jì)方案安全可行，對(duì)今后類似工程具有一定參考價(jià)值。

[1]DGJ08-11-2010,上海地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]DGJ08-61-2010，上海基坑工程技術(shù)規(guī)范[S].

[3]陳鴻，馮云，季應(yīng)偉.預(yù)留盾構(gòu)穿越超短地下墻工法樁的圍護(hù)結(jié)構(gòu)[J].中國(guó)市政工程，2010，（增刊）