李達宏， 劉國秀， 蔣樹鋒

(1. 南昌市城市規(guī)劃設(shè)計研究總院， 江西 南昌 330000； 2. 中鐵隧道集團二處有限公司， 河北 三河 065201)

?

內(nèi)河沉管隧道岸上接口段設(shè)計與施工

李達宏1， 劉國秀2， 蔣樹鋒2

(1. 南昌市城市規(guī)劃設(shè)計研究總院， 江西 南昌 330000； 2. 中鐵隧道集團二處有限公司， 河北 三河 065201)

為解決南昌紅谷隧道高水位差條件下岸上暗埋段與沉管段連接處(接口段)擋水，順利完成前期接口段的施工以及后續(xù)沉管浮運前接口段的拆除問題，綜合考慮工程施工的安全性、可靠性及經(jīng)濟性，選用大型充砂長管袋圍堰及防滲墻作為岸壁保護結(jié)構(gòu)，鋼管樁、旋噴樁和攪拌樁的組合形式作為圍護結(jié)構(gòu)。對常規(guī)水上拆除接口段方案進行優(yōu)化，研究出干拆除堰內(nèi)基坑堵頭鋼管樁、陸上進行管節(jié)基槽開挖以及對接范圍內(nèi)圍堰陸上同步拆除等關(guān)鍵施工技術(shù)。施工效果表明： 充砂長管袋圍堰及防滲墻的組合止水效果好，陸上拆除接口段鋼管樁、管節(jié)基槽及長管袋圍堰質(zhì)量有保證，作業(yè)安全可靠，接口段拆除工期縮短約31%，拆除成本降低約26%，取得了較好的應(yīng)用效果，可為類似沉管隧道工程提供參考。

沉管隧道; 岸上接口; 圍護結(jié)構(gòu); 圍堰; 基槽開挖

0 引言

在水底隧道工程中，沉管法隧道與礦山法隧道、盾構(gòu)法隧道相比具有眾多優(yōu)點，近年來得到了廣泛應(yīng)用。沉管隧道岸上接口段形式多樣。比如，寧波市常洪沉管隧道端頭連接井采用地下連續(xù)墻作為兩側(cè)的圍護結(jié)構(gòu)，端部采用SMW工法樁圍護結(jié)構(gòu)[1-3]； 上海外環(huán)沉管隧道采用格構(gòu)式重力擋土墻作為超深岸壁的保護結(jié)構(gòu), 并采用帶咬口的鋼管樁作為其連接部位[4-7]； 佛山沉管隧道鄰江對接部位采用鋼管樁圍護形式，兩側(cè)采用T型地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐支護形式[8]； 天津中央大道海河隧道采用格構(gòu)地下連續(xù)墻進行岸壁保護, 并采用帶咬口的鋼管樁加旋噴樁止水帷幕作為圍護結(jié)構(gòu)[9-11]。上述施工方法對沿海沉管隧道的適用性較強，而內(nèi)河沉管隧道圍護結(jié)構(gòu)則需根據(jù)江河實際情況進行優(yōu)化。南昌紅谷隧道為目前國內(nèi)最長的內(nèi)河沉管隧道，需要克服高水位落差的自然條件，設(shè)計出一種穩(wěn)定性好、實用性強、方便管節(jié)對接前拆除的岸壁擋水結(jié)構(gòu)。通過安全性、可靠性及經(jīng)濟性綜合考慮，工程選用大型充砂長管袋圍堰及塑性混凝土防滲墻作為外部擋水結(jié)構(gòu)，采用鋼管樁+旋噴樁+攪拌樁的復(fù)合結(jié)構(gòu)作為接口段基坑的圍護結(jié)構(gòu)，并研究出一種堰內(nèi)基坑堵頭鋼管樁干割除、管節(jié)基槽陸上開挖及圍堰陸上同步拆除的新型施工方案。

1 工程概況

南昌紅谷隧道位于南昌大橋、八一大橋之間，連接紅谷灘新區(qū)與東岸老城區(qū)，主線全長約2.65 km，兩岸主線、匝道均采用明挖順作法施工，過江段采用沉管法施工，沉管段長為1 329 m。為進行西岸對接段基坑及主體結(jié)構(gòu)施工，在贛江大堤以外約100 m設(shè)置端頭分離式圍堰。圍堰內(nèi)基坑總長度為126.5 m，在端頭設(shè)置堵頭φ1 140 mm鋼管樁，對接處距離鋼管樁18.5 m，對接沉管段E1管節(jié)長115 m、寬30 m、高8.3 m。圍堰與基坑平面布置見圖1。

圖1 圍堰與基坑平面布置(單位： m)

西岸圍堰地處贛江中大道及紅谷灘中心城區(qū)，地勢平緩，起伏較小，岸線較穩(wěn)定。河道斷面被江心島分為左右兩汊。隧道過江段橫穿贛江，河床底標(biāo)高為2.50～13.50 m，河床底總體呈東低西高，東側(cè)為主要通航通道，地貌類型為河床及河漫灘。西岸圍堰施工范圍河床底最低點標(biāo)高約10 m。

圍堰范圍內(nèi)地層依次為沖填土、砂礫、圓礫和泥質(zhì)粉砂巖，各地層情況見表1。圍堰填筑前需開挖基礎(chǔ)，使長管袋圍堰處于砂礫層中，達到一定的承載能力，來保證圍堰的整體穩(wěn)定。

表1 圍堰范圍內(nèi)巖土性質(zhì)

2 岸上與沉管接口段總體施工順序

紅谷隧道西岸岸上接口段沉管施工工藝流程見圖2。由于西岸沉管接口段位于贛江范圍內(nèi)，基坑圍護結(jié)構(gòu)施作前需進行圍堰填筑。圍堰施工完成后進行圍護結(jié)構(gòu)鉆孔樁(鋼管樁)、攪拌樁及旋噴樁施工以及冠梁和混凝土支撐施作。基坑內(nèi)土方開挖及鋼支撐架設(shè)，施作端頭預(yù)埋件鋼端殼、PC拉索、水密門、剪切鍵鼻托，同步進行主體結(jié)構(gòu)及端封墻混凝土澆筑。然后逐步切割堵頭鋼管樁，進行對接范圍內(nèi)圍堰拆除及基槽開挖，破除塑性混凝土防滲墻及三軸攪拌樁，進行圍堰內(nèi)注水，水下拆除防滲墻以外圍堰及基槽，最后進行管節(jié)沉放與對接。

3 接口段施工工藝

3.1 圍堰填筑

圍堰填筑剖面見圖3。西岸圍堰采用長管袋充砂工藝填筑，圍堰軸線長約456.61 m，填筑量約33.78萬m3。采用雙堰體+中部砂芯的組合形式，內(nèi)外兩側(cè)堰體采用充砂長管袋填筑，中部堰體采用吹砂填筑。圍堰防滲體系根據(jù)高程采用不同的施工工藝，設(shè)計常水位以下采用塑性混凝土防滲墻止水，常水位以上填筑黏土墻防水。圍堰迎水側(cè)坡面采用格賓石墊+砂卵石的組合，背水側(cè)全部采用砂卵石防護。

圖2 接口段沉管施工工藝流程

Fig. 2 Construction process of connection section between land section and underwater section of Honggu Immersed Tunnel

圖3 圍堰剖面圖

由于西岸圍堰下部為原河床淤泥層，填筑前需對基礎(chǔ)下部淤泥層進行清除，基底要求位于砂礫層中。岸邊淤泥采用長臂挖機開挖，水下淤泥采用絞吸船開挖。圍堰基礎(chǔ)清理完成并經(jīng)驗收合格后開始長管袋充填，自江中往岸邊、上游往下游的總體施工順序進行填筑。

充砂長管袋按照施工工藝分膜袋加工定位及充砂2部分。膜袋材料為加厚聚丙烯編織布，單個袋子最大長度60 m，寬度20 m，提前在岸上加工完成。管袋縫制采用工業(yè)縫紉機，線繩采用尼龍線、錦綸線或棉線，接縫采用丁縫、蝶縫或包縫形式。拼縫的強度由強度試驗確定，并滿足設(shè)計接縫強度要求。膜袋通過鋪排船上的電動卷筒和船板精確定位，先將管袋纏繞在電動卷筒上，充填過程中轉(zhuǎn)動卷筒將長管袋逐步鋪放到河底，整個作業(yè)過程連續(xù)進行。長管袋充填作業(yè)的方法有泥砂泵直接充填和砂船+泵砂船組合充填2種，前者適用于淺水部位，后者適用于深度較大的部位。泥沙泵直接充填時，潛水員先將泵砂軟管與袖口連接好，然后將水與河砂混合進行造漿，采用泥砂泵抽取混合漿液充填，充填過程中需控制好泥砂泵出口壓力。充填應(yīng)均勻?qū)ΨQ的進行，先在管袋對角處灌砂，再另一對角，將管袋的位置固定下來，最后由中間向兩邊灌砂。管袋的分層厚度一般水下部分0.5 m左右，水上部分0.7 m左右； 砂船+泵砂船組合充填時，泵砂船作為水和泥砂泵組合的載體，施工時先啟動水泵，用高壓水槍沖攪砂船中的泥砂進行造漿，再將泥砂泵埋入混合漿液，最終通過輸砂軟管充填至管袋上部的袖口進入管袋。通常砂船+泵砂船組合充填方法與鋪排船聯(lián)合施工，其機動性強，施工工效高。長管袋堰體每完成 2～3 m，需及時在兩側(cè)管袋砂間吹填砂芯。吹填砂采用皮帶船施工，施工速度快。吹填砂芯應(yīng)分層進行施工，每層的吹填厚度不超過1.0 m。

圍堰填筑到設(shè)計常水位以后，施工中部砂芯處的防滲墻。防滲墻采用塑性混凝土材料，其水泥用量少并加入膨潤土、黏土等，強度較低，塑性較大，防水性能較好。防滲墻采用地下連續(xù)墻工藝成槽，導(dǎo)管法進行水下混凝土澆筑。

3.2 接口段基坑施工

接口段與江中沉管段水力壓接的岸邊隧道結(jié)構(gòu)部分稱為沉管隧道的連接結(jié)構(gòu)，沉管的最終接頭設(shè)于江中,贛江東西兩側(cè)的岸邊隧道都設(shè)有連接結(jié)構(gòu)。兩岸連接結(jié)構(gòu)的斷面與沉管段結(jié)構(gòu)設(shè)計斷面形式一致,結(jié)構(gòu)寬度為30 m，隧道軸線兩側(cè)圍護結(jié)構(gòu)鉆孔樁凈寬35 m，沉管管段擱置在連接結(jié)構(gòu)的底板上,并與其水力壓接。

連接結(jié)構(gòu)的施工隨岸邊暗埋隧道一同完成。以西岸為例，沉管連接段距岸邊防汛墻65 m ,連接處的開挖深度約 12 m 。由于距離較遠, 在連接結(jié)構(gòu)外設(shè)置端頭分離式圍堰。為減少工程造價，連接結(jié)構(gòu)軸線兩側(cè)采用φ1 000 mm鉆孔樁作為圍護結(jié)構(gòu),樁間采用φ600 mm旋噴樁止水，外側(cè)設(shè)置φ850 mm三軸攪拌樁加固。端部為滿足管節(jié)沉放工藝需要, 采用鋼管樁組合墻作為支護結(jié)構(gòu), 其中，上部15 m為φ1 140 mm、壁厚25 mm的鋼管樁,下部為φ1 200 mm 的鉆孔灌注樁。西岸連接結(jié)構(gòu)基坑開挖采用明挖順作法施工,由于開挖較淺，在頂部設(shè)置1道800 mm×800 mm鋼筋混凝土支撐，基坑中部設(shè)置1道φ609 mm、壁厚16 mm的鋼支撐。由于基坑地質(zhì)主要為吹填中粗砂，開挖前15 d在基坑內(nèi)外同時進行大口徑井點降水,以降低地下基巖裂隙水位,提高基坑的穩(wěn)定性，保證基坑施工的安全和達到周圍環(huán)境的保護要求。

3.3 岸下端頭主體結(jié)構(gòu)及端封墻施工

西岸端頭采用C40混凝土端封墻封堵，為確保結(jié)構(gòu)的密閉性能，端封墻與主體結(jié)構(gòu)一同澆筑。端封墻厚為25 cm，主筋采用φ14HRB400@100鋼筋，分布筋采用φ12HPB300@150鋼筋，雙層布置。

3.4 端封門預(yù)埋件施工

端封門橫斷面見圖4，預(yù)埋件主要包括水密門、鋼端殼、PC拉索、剪切鍵、H型鋼、預(yù)埋管及拉合座。

圖4 端封門預(yù)埋件斷面(單位: mm)

1)水密門。水密門預(yù)埋件分為門框和鋼封門2部分，均在江中分部進行統(tǒng)一加工。其中，門框與端封墻鋼筋一同安裝，在混凝土澆筑過程中加以保護，防止位置偏移。待端封墻混凝土達到設(shè)計強度后進行鋼封門安裝，安裝時先在門框上焊接止水鋼筋，再將鋼封門與門框焊接牢靠，利用門框后的螺栓將鋼封門擠壓密實。

2)鋼端殼。鋼端殼橫向及豎向均分2次進行現(xiàn)場安裝，接頭處采用焊接法進行連接。連接前應(yīng)對鋼端殼的水平位置、高程進行復(fù)測，合格后方可進行焊接，并應(yīng)考慮焊接產(chǎn)生的變形。

3)PC拉索。設(shè)置在主體結(jié)構(gòu)底板、頂板中部，與結(jié)構(gòu)鋼筋一同安裝、固定，在沉管對接完成后拉緊。

4)剪切鍵。設(shè)置在端頭結(jié)構(gòu)側(cè)、中墻處，同樣與鋼筋一同安裝、定位，結(jié)構(gòu)混凝土澆筑完成后進行鼻托安裝。

5)H型鋼?；炷炼朔鈮筘Q背H型鋼，型鋼高度與隧道凈空一致，型鋼后設(shè)置鋼筋混凝土枕梁及下部支座，并與底板混凝土一同施工完成。然后進行H型鋼的安裝及固定，最后進行端封墻鋼筋安裝及混凝土澆筑。

6)預(yù)埋管。端封墻設(shè)置有進排水管、進氣管及電纜管，均與端封墻鋼筋一同安裝，兩頭采用法蘭蓋封閉。

7)拉合座。拉合座下部預(yù)埋件與隧道頂板鋼筋一同安裝，頂板混凝土澆筑后進行拉合座的安裝。

4 接口段對接施工技術(shù)

4.1 系泊安全設(shè)計

管節(jié)在臨時系泊、二次舾裝完成后，通過絞移的方式浮運到沉放區(qū)，然后利用岸控和水下錨塊系泊系統(tǒng)再次系泊，等待沉放。管節(jié)在沉放區(qū)臨時系泊、安裝時利用牢固的系泊系統(tǒng)定位，并抵抗水流作用力。由于管節(jié)安裝定位時主要承受橫向水流力，而縱向水流作用力相對較小，因此，錨塊拋設(shè)主要考慮橫向水流力作用。

4.1.1 管節(jié)水流力計算

按照《港口工程荷載規(guī)范》[12]，管節(jié)的水流力

F=Cwρv2A/2。式中：Cw為水阻力系數(shù)，對于管段可取2.0；ρ為水的密度，kg/m3；v為水流速度，m/s；A為迎流面積，m2。

根據(jù)贛江水文資料可得2010—2013年隧址日最高流速為1.191m/s[13]。因此，系泊安全系統(tǒng)按能承受流速不大于1.2m/s的橫向水流設(shè)計，即有F=0.5×2.0×1 000×1.22×8.3×115=1 374.5 kN。

4.1.2 錨塊設(shè)計

采用2個水中錨塊+岸上地錨的系泊形式。水中錨塊為吸附式重力錨塊，外形尺寸為6 m×6 m×4 m，質(zhì)量為170 t，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

西岸岸控系統(tǒng)布置見圖5，共設(shè)置4個地錨。在管節(jié)縱軸線方向布置2個15 t地錨，就位后對管節(jié)臨時固定。管節(jié)對接里程布置60 t和100 t地錨各一個，與江中2個170 t錨塊一同組成絞拉系統(tǒng)，在沉放過程中對管節(jié)進行精確調(diào)整。

在進行錨塊設(shè)計時只考慮錨塊與河床間的摩擦以及錨塊被動土壓力。

錨塊質(zhì)量170 t，水下浮重102 t，摩擦力f=壓力×摩擦因數(shù)=102×103×10×0.3=306 kN。

圖5 西岸岸控系統(tǒng)布置圖

式中： γ為水的容重，取9.8 kN/m3；H為錨固高度，取3.5 m；Kp為被動土壓力系數(shù)，根據(jù)錨塊尺寸及水中地層情況取2.01；l為錨塊長度，取5.71 m。

水中單個錨塊抗拉力=f+Pp=306+689=995 kN。

岸上錨塊質(zhì)量為100 t，摩擦力f1=100×103×10×0.3=300 kN。

岸上錨塊被動土壓力

式中：γ1為土的容重，取18 kN/m3；H1為錨固高度，取3 m；Kpl為被動土壓力系數(shù)，根據(jù)錨塊尺寸及土層情況取1.83；l1為錨塊長度，取3.8 m。

岸上單個錨塊抗拉力=f1+Pp1=300+563.27=863.27 kN。

由以上計算可知，水中錨塊和岸上錨塊總抗拉力為995+863.27=1 858.27 kN，大于水流速度為1.2 m/s時管節(jié)橫向承受的水流力F=1374.5 kN，滿足管節(jié)系泊要求。

4.1.3 錨纜設(shè)計

主錨纜(橫向)選擇φ72 mm×80 m的金屬繩芯鋼絲繩，最小破斷拉力總和為3 270 kN； 副錨纜(縱向)選擇φ42 mm×105 m的金屬繩芯鋼絲繩，最小破斷拉力總和為996 kN。

4.1.4 系泊錨塊拉力試驗

現(xiàn)場錨塊安裝完成后，在使用前需進行一次錨塊拉力試驗。安裝主系泊纜后，進行錨塊拉力試驗，拉力試驗在工程船上進行，試驗拉力為800 kN，穩(wěn)載30 min錨塊不移位視為合格。試驗結(jié)果表明，系泊系統(tǒng)的設(shè)計滿足管節(jié)系泊要求。

4.2 接口段管節(jié)就位技術(shù)

1)因沉放區(qū)位置狹窄，拖輪不能直接拖帶E1管節(jié)進入，所以選擇在E2位置臨時系泊和二次舾裝。當(dāng)E1管節(jié)在E2管節(jié)沉放區(qū)臨時系泊、二次舾裝完成后，通過絞移的方式浮運到E1沉放區(qū)，然后利用岸控和水下錨塊系泊系統(tǒng)再次系泊，等待沉放。

2)E1管節(jié)沉放采用浮駁加起重船扛吊方案，管頭設(shè)置1個鼻托導(dǎo)向裝置； 管尾底部設(shè)2個支撐點，各布置1個800 t的千斤頂，有效行程為250 mm。

3)管節(jié)系泊完成后，選擇恰當(dāng)時機進行沉放與對接，主要包括管節(jié)初步對接、安裝拉合裝置、管節(jié)拉合及檢測、水力壓接、管節(jié)檢測驗收以及管節(jié)穩(wěn)定壓載。

4)E1管節(jié)沉放時，采用2個15 t地錨連接管節(jié)首部的兩側(cè)纜樁吊點，起重船布置在管尾，船舶軸線與管節(jié)軸線重合，起重船兩主鉤分別連接管節(jié)尾部的兩側(cè)纜樁吊點。

5 接口段施工關(guān)鍵技術(shù)

接口段位于贛江河灘，水位落差大，前期擋水圍堰采用大型充砂長管袋+塑性混凝土防滲墻形式。管段對接前利用防滲墻作為止水帷幕，陸上放坡開挖并分節(jié)割除接頭鋼管樁，拆除防滲墻以內(nèi)圍堰并開挖管節(jié)基槽。破除防滲墻注水，對端封門檢漏，水上拆除對接范圍內(nèi)剩余圍堰及基槽土石方，達到管節(jié)沉放對接要求。

5.1 圍堰內(nèi)基坑堵頭鋼管樁割除

連接結(jié)構(gòu)施工完成及端封墻、預(yù)埋件全部安裝并驗收合格后,進行堵頭鋼管樁處內(nèi)外土方同步開挖，鋼管樁周邊以明挖基坑的形式進行三面放坡開挖，即E1管節(jié)兩側(cè)+鋼管樁往圍堰一側(cè)的土方開挖。

首先對鋼管樁周邊土體進行分層開挖，至第2層鋼支撐位置，鋼管樁內(nèi)外土體同步開挖，卸載堵頭鋼管樁外側(cè)土壓力，破除外側(cè)攪拌樁和旋噴樁，進行第1次鋼管樁切割。

繼續(xù)降低鋼管樁兩側(cè)土體，為方便切割，最終開挖位置應(yīng)至設(shè)計割除高程以下0.5 m。對接管節(jié)兩側(cè)鉆孔灌注樁外側(cè)土體的開挖高程應(yīng)根據(jù)計算確定，外露鉆孔灌注樁作為懸臂結(jié)構(gòu)能夠自穩(wěn)，開挖底高程要滿足沉管與接口段對接時船舶吃水深度的要求。鋼管樁分節(jié)割除縱斷面見圖6。

施工中主要控制要點及注意事項： 放坡開挖土方時，采用挖掘機分層開挖厚度不大于2 m。同時，應(yīng)做好鋼管樁處的水位監(jiān)測，降水井應(yīng)持續(xù)降水，當(dāng)遇到雨天時，在開挖面設(shè)置集水溝和集水坑，并進行明水抽排，確保鋼管樁在陸上進行切割。

圖6 鋼管樁分節(jié)割除縱斷面圖(單位： m)

5.2 水面以上圍堰陸上拆除

在進行基槽開挖時，同步進行沉管對接范圍內(nèi)剩余圍堰的拆除。由于圍堰形式為內(nèi)大外小雙堰體形式，兩堰體之間采用塑性混凝土防滲墻止水。剩余圍堰拆除時為保證施工安全，應(yīng)遵循先靠岸側(cè)、再迎水側(cè)、最后防滲墻的原則施工。以防滲墻為分界點，先往岸邊分層放坡開挖，拆除采取挖掘機開挖、自卸汽車運輸。由于堰體主要為中粗砂，施工時應(yīng)進行必要的便道硬化，平路可鋪設(shè)鋼板，斜坡填筑磚渣便道。在防滲墻靠岸側(cè)放坡完成后，進行防水墻往江一側(cè)開挖，每層開挖深度2 m。迎水側(cè)每開挖一層，靠岸側(cè)亦開挖一層，直至防滲墻外側(cè)開挖至江水位1 m以上。然后方可機械破除防滲墻及兩側(cè)攪拌樁，破除防滲墻前圍堰內(nèi)人員、機械應(yīng)全部撤離完畢。防滲墻破除完成后，可開槽將江水引入圍堰內(nèi)，完成圍堰內(nèi)注水。

5.3 陸上基槽開挖

堵頭鋼管樁切割完成后，繼續(xù)進行鋼管樁外側(cè)E1管節(jié)范圍內(nèi)基槽陸上開挖。基槽開挖分為土方開挖和巖層開挖2部分，基槽下部2～4 m為中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，巖層完整性較好。土方采用挖掘機直接分層開挖，巖層需先采用破碎頭將其鑿除，挖機配合自卸汽車運輸。

基槽開挖完成后，在端封門外放置空集裝箱，可減少圍堰內(nèi)注水時端頭基槽的回淤量。

5.4 圍堰內(nèi)注水

圍堰防滲墻內(nèi)基槽開挖施工完成后，拆除對接范圍內(nèi)的防滲墻5～10 m，將江水引入圍堰內(nèi)。當(dāng)水位超過對接段結(jié)構(gòu)頂板1 m時，封堵缺口并停止注水，觀察端封門的滲漏情況，如無滲漏，繼續(xù)注水，直至圍堰內(nèi)外水位一致。

5.5 水上拆除圍堰及基槽開挖

水上利用抓斗船拆除管節(jié)范圍內(nèi)剩余圍堰，開挖剩余基槽土方?；蹘r層采用船只水下爆破，然后將渣土運至指定區(qū)域?；坶_挖完成后進行水下掃測，合格后進行管節(jié)浮運及對接。

6 現(xiàn)場施工效果

在接口段拆除的過程中，持續(xù)對圍堰及基坑的位移及沉降量進行監(jiān)測。采用沉降量(位移)與速率的雙重指標(biāo)進行控制(沉降及位移控制值為30 mm，預(yù)警值為20 mm； 速率控制值為1.5 mm/d，預(yù)警值為1.0 mm/d)。圍堰和基坑沉降(位移)曲線見圖7，可知施工完成后累計沉降14.28 mm、累計水平位移 17.22 mm。此外，施工監(jiān)測的最大沉降速率為0.80 mm/d、最大位移速率為0.87 mm/d。沉降(位移)與速率均滿足要求。

圖7 累計沉降和位移曲線

Fig. 7 Curves of accumulated settlement and displacement of cofferdam and foundation pit

紅谷隧道西岸接口段施工取得了較好的效果，端封墻及預(yù)埋件均在無水條件下施工，很好地解決了內(nèi)河水位變化較大的擋水難題。接口段拆除以圍堰防滲墻為平面分界，內(nèi)側(cè)實現(xiàn)了鋼管樁、圍堰及基槽的陸上施工作業(yè)(見圖8)。接口段對接管節(jié)就位及沉放利用岸邊地錨進行，較水上船舶定位更準(zhǔn)確，且減少了兩側(cè)基槽開挖土方量。相比常規(guī)的水上拆除方案，工期從130 d減少至90 d，降低約31%。拆除費用從2 100萬元降低至1 550萬元，降低約26%。

圖8 圍堰、基槽陸上開挖

7 結(jié)論與討論

1)根據(jù)南昌紅谷隧道西岸接口段設(shè)計，采用充砂長管袋作為堰體結(jié)構(gòu)，中部設(shè)置塑性混凝土防滲墻，其整體穩(wěn)定性強，止水效果好，解決了接口段基坑高水位差條件下的防水問題。

2)在贛江枯水季節(jié)對接口段進行拆除，可以實現(xiàn)端頭支護鋼管樁的陸上拆除，減少常規(guī)端頭基坑灌砂后重復(fù)清除的工序，并可將防滲墻以內(nèi)大部分圍堰及管節(jié)基槽開挖調(diào)整為陸上施工，減少深厚巖層水下爆破施工的工程量。

3)接口段陸上作業(yè)安全可靠，施工進度快，基槽開挖質(zhì)量容易檢測，節(jié)約水下基槽開挖及炸礁的成本，值得應(yīng)用與推廣。

4)南昌紅谷隧道采用大型圍堰隔水防護，暗埋段陸上施工的技術(shù)較為新穎，但在圍堰拆除過程中，為保證堰體的穩(wěn)定，拆除進度較為保守，今后可針對河流水位、基槽開挖及圍堰拆除程度變化對圍堰穩(wěn)定性的影響進行研究，以實現(xiàn)基槽注水前最大程度地拆除圍堰，加快工程進度，并減少注水時帶入基槽內(nèi)的管袋充砂量。

[1] 劉千偉， 楊國祥， 周松. 寧波市常洪沉管隧道工程[J]. 世界隧道, 2000(6)： 6-13, 23. LIU Qianwei, YANG Guoxiang, ZHOU Song. Changhong Immersed Tunnel in Ningbo City,Zhejiang Province[J]. World Tunnel, 2000(6)： 6-13, 23.

[2] 陳柳娟, 朱桔妹, 楊志豪, 等. 寧波市常洪隧道江南暗埋段結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 地下工程與隧道， 2002(3)： 28-32. CHEN Liujuan, ZHU Jumei, YANG Zhihao, et al. Structure design of segment buring section in south of Yongjiang River of Changhong Immersed Tunnel in Ningbo [J]. Underground Engineering and Tunnels, 2002(3): 28-32.

[3] 劉千偉. 常洪沉管隧道接頭施工技術(shù)[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報, 2003(增刊1)： 2478-2483. LIU Qianwei. Construction technique of joints for Changhong Immersed Tube Tunnel [J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2003(S1)： 2478-2483.

[4] 李侃, 楊國祥. 上海外環(huán)線越江沉管隧道工程技術(shù)概覽 [J]. 世界隧道, 2000(5)： 32-37. LI Kan, YANG Guoxiang. Technology review of Shanghai out-ring river crossing immersed tunnel [J]. World Tunnel,2000(5): 32-37.

[5] 楊志豪, 陳柳娟, 賀春寧, 等. 上海外環(huán)沉管隧道設(shè)計(五)： 浦西岸壁保護結(jié)構(gòu)的設(shè)計 [J]. 地下工程與隧道， 2004(3)： 6-10， 23. YANG Zhihao, CHEN Liujuan, HE Chunning, et al. Design of Shanghai out-ring river-crossing immersed tunnel(5): Design of soil retaining system in west of Huangpu River[J]. Underground Engineering and Tunnels, 2004 (3): 6-10， 23.

[6] 朱家祥， 陳彬， 劉千偉， 等. 上海外環(huán)沉管隧道關(guān)鍵施工技術(shù)概述(續(xù))[J]. 巖土工程界, 2003(9)： 7-10. ZHU Jiaxiang, CHEN Bin, LIU Qianwei, et al. Overview on key construction technologies for Shanghai out-ring immersed tunnel (Continuity)[J]. Geotechnical Engineering World, 2003(9)： 7-10.

[7] 顧聞. 上海外環(huán)沉管隧道設(shè)計(十二)： 外環(huán)隧道鋼管樁擋墻設(shè)計[J]. 地下工程與隧道, 2006(3)： 5-7, 12. GU Wen. Design of Shanghai out-ring immersed tunnel (12): Steel-pipe pile retaining wall design [J]. Underground Engineering and Tunnels, 2006(3)： 5-7, 12.

[8] 汪海洋. 佛山沉管隧道干塢及護岸工程施工關(guān)鍵技術(shù)[J]. 廣東水利水電， 2012(3)： 51-53. WANG Haiyang. Key construction technologies for drydock and bank protection engineering of Foshan Immersed Tunnel[J].Guangdong Water Resources and Hydropower, 2012(3)： 51-53.

[9] 吳峰. 中央大道海河隧道關(guān)鍵施工技術(shù)[J]. 國防交通工程與技術(shù), 2015(3)： 39-43. WU Feng. Key construction techniques for the Haihe River Tunnel on Central Avenue[J]. Traffic Engineering and Technology for National Defence, 2015(3): 39-43.

[10] 王文欣, 王艷寧, 熊剛, 等. 天津海河沉管隧道岸壁保護方案研究[J]. 地下工程與隧道， 2013(2)： 53-54， 57. WANG Wenxin, WANG Yanning, XIONG Gang, et al. Study of soil retaining scheme of Haihe Immersed Tunnel in Tianjin[J]. Underground Engineering and Tunnels， 2013(2)： 53-54, 57.

[11] 孫國潤. 海河隧道岸壁保護關(guān)鍵施工技術(shù) [J]. 天津建設(shè)科技, 2013(3)： 33-35. SUN Guorun. Key construction technologies for soil retaining of Haihe Immersed Tunnel[J]. Tianjin Construction Science and Technology， 2013 (3): 33-35.

[12] 港口工程荷載規(guī)范: JTS 144—1—2010[S]. 北京: 人民交通出版社, 2010. Load code for harbor engineering: JTS 144—1—2010[S]. Beijing: China Communications Press, 2010.

[13] 郭小龍, 李志軍. 特高特大型充砂長管袋圍堰在紅谷沉管隧道工程中的應(yīng)用[J]. 隧道建設(shè), 2016, 36(9): 1147-1154. GUO Xiaolong, LI Zhijun. Application of large-scale sandbag cofferdam to Honggu Immersed Tunnel in Nanchang[J]. Tunnel Construction, 2016, 36(9): 1147-1154.

Design and Construction of Connection Section between Land Section and Underwater Section of Inland Immersed Tunnel

LI Dahong1, LIU Guoxiu2, JIANG Shufeng2
(1.NanchangUrbanPlanning&DesignInstitute,Nanchang330000,Jiangxi,China; 2.ErchuCo.,Ltd.ofChinaRailwayTunnelGroup,Sanhe065201,Hebei,China)

In consideration of safety, reliability and economy of construction, large-scale sandbag cofferdam and anti-seepage wall are selected as soil retaining system of Honggu Immersed Tunnel; and the steel pipe pile, jet grouting pile and mixing pile are used as retaining structures, so as to guarantee the water retaining effect of connection section between mined section and immersed section of Honggu Immersed Tunnel in Nanchang under large water-head difference condition, successfully finish preliminary construction of the connection section and dismantle the connection section before segment floating and transportation. Key technologies, drying out method for steel tube plug pile in foundation pit, overland foundation trench excavation and overland cofferdam dismantling synchronously, are adopted by optimizing conventional construction scheme. The construction results show that the composite structure of sandbag cofferdam and anti-seepage wall has a good water retaining effect; the quality of dismantling of steel pipe pile, segment foundation trench and sandbag cofferdam has been guaranteed; the construction period has been reduced by 31% and the structure dismantling cost has been reduced by 26%. The results can provide reference for similar projects in the future.

immersed tunnel; connection section between land section and underwater section; retaining structure; cofferdam; foundation trench excavation

2016-05-30;

2016-12-24

李達宏(1979—)，男，江西吉安人，2001年畢業(yè)于重慶交通大學(xué)，橋梁與隧道工程專業(yè)，本科，高級工程師，現(xiàn)從事市政工程設(shè)計工作。E-mail: 10468248@qq.com。

10.3973/j.issn.1672-741X.2017.04.018

U 455.46

B

1672-741X(2017)04-0510-07