劉 巍

（廈門路橋工程投資發(fā)展有限公司， 福建 廈門 361026）

1 工程概況

廈門海滄海底隧道為國(guó)內(nèi)第三座海底隧道，長(zhǎng)7.1km，全線呈西東走向。其中上跨地鐵1 號(hào)線明挖隧道位于廈門市石鼓山立交段嘉禾路東側(cè)與火炬北路交匯處。上跨段軸線與地鐵區(qū)間斜交通過(guò)，左線長(zhǎng)度38.538m，右線長(zhǎng)度38.119m；基坑深度為11.3m～13.7m，寬度為31.6m；基坑底與地鐵1 號(hào)線區(qū)間隧道拱頂最小凈間距約6.4m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁與地鐵隧道拱頂最小凈距2.4m，基底袖閥管注漿與隧道拱頂最小凈距2.4m，施工安全等級(jí)為Ⅰ級(jí)。

設(shè)計(jì)上跨地鐵1 號(hào)線明挖基坑采用1000mm 灌注樁作為基坑圍護(hù)樁，采用1道混凝土支撐+2 道鋼支撐作為基坑的支承結(jié)構(gòu)構(gòu)件，基坑底部φ48 袖閥管注漿1000×1000 梅花型布置，加固深度4m。

區(qū)域內(nèi)上部為雜填土，厚度2.4～6.8m；中部為粉質(zhì)黏土和殘積礫質(zhì)黏性土，其中粉質(zhì)黏土層厚1.9～15.9，殘積礫質(zhì)黏性土厚4.7～14.8；下部為強(qiáng)風(fēng)化或全風(fēng)化花崗巖。地下水主要為上層滯水、松散巖類孔隙水、基巖裂隙水三種類型，接受大氣降水及地下水管滲漏水補(bǔ)給。

2 上跨地鐵段特點(diǎn)和施工難點(diǎn)

上跨地鐵1 號(hào)線明挖隧道，根據(jù)交通疏解要求，分兩個(gè)施工區(qū)域施工，先施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)，后分層分塊進(jìn)行土方施工，并分層分塊及時(shí)施工臨時(shí)支撐，特點(diǎn)及施工難點(diǎn)如下：

(1)主體基坑開挖寬度大、高度深，地質(zhì)條件以雜填土、粉質(zhì)粘土、全、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖為主，周邊建筑物多，因此確保開挖基坑穩(wěn)定，控制基坑周邊沉降是施工的重難點(diǎn)。

(2)基坑土體開挖對(duì)地鐵隧道拱頂土體為卸載過(guò)程。基坑底與地鐵隧道的最小垂直距離6.4m，可能會(huì)引起地鐵隧道整體上浮，因此施工時(shí)需采取措施防止基坑底隆起與地鐵隧道上浮是施工的重難點(diǎn)。

(3)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁與地鐵隧道拱頂最小凈距2.4m，鉆孔灌注樁施工中必須確保地鐵1 號(hào)線隧道主體結(jié)構(gòu)安全，因此鉆孔樁施工對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全是施工的重難點(diǎn)。

(4)基坑施工處于地鐵1 號(hào)線試運(yùn)營(yíng)期間，確保地鐵行車安全是施工的又一重難點(diǎn)。

3 施工中采取的控制措施

3.1 控制基坑周邊沉降應(yīng)對(duì)措施

⑴土方開挖

①基坑開挖必須在圍護(hù)結(jié)構(gòu)、冠梁及坑底加固達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度方可進(jìn)行，開挖時(shí)墻后超載≤20KPa。

②基坑開挖時(shí)，應(yīng)充分利用“時(shí)空效應(yīng)”的作用，分段、分區(qū)、分層、對(duì)稱進(jìn)行，做到隨挖隨撐，不得超挖。每步開挖所暴露的部分地下墻體寬度宜控制在6m（鋼筋砼支撐段長(zhǎng)約6m，鋼支撐段長(zhǎng)度約3m），每層開挖深度不大于2m，嚴(yán)禁在一個(gè)工況條件下一次開挖到底。

③每層土體開挖分塊跳倉(cāng)間隔進(jìn)行，跳倉(cāng)間隔數(shù)根據(jù)基坑變形控制和工期要求確定，并結(jié)合監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

④明挖隧道基坑開挖先開挖至第一道砼支撐上方，開槽澆注圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂冠梁及第一道鋼筋砼支撐，待達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后方能繼續(xù)向下開挖。其余土方每次開挖至鋼支撐中心位置，及時(shí)掏槽架設(shè)鋼支撐，然后繼續(xù)向下分層開挖至基坑底。

⑤基坑開挖時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選取適宜縱坡坡度、分段、分層均勻開挖，確?？v坡穩(wěn)定?？v坡總體坡度≤1：3，坡頂嚴(yán)禁堆載、動(dòng)載。

⑥機(jī)械挖土?xí)r，坑底應(yīng)保留200～300mm 厚土層用人工挖除整平，防止坑底土擾動(dòng)。

⑦開挖過(guò)程中，按審批后的監(jiān)測(cè)方案對(duì)基坑及周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，反饋信息指導(dǎo)施工。

⑵鋼支撐施工

①鋼支撐施工工藝流程

基坑開挖、施工監(jiān)測(cè)、鋼支撐組拼→圍護(hù)結(jié)構(gòu)松軟及凸出部分鑿除→掏槽開挖鋼支撐位置→吊裝鋼支撐→施加預(yù)應(yīng)力→楔塊鎖定

②鋼支撐拆除

在相應(yīng)鋼支撐下方結(jié)構(gòu)砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度時(shí)方可拆除支撐。

施工順序：搭設(shè)防落支架→吊車吊住支撐→千斤頂卸荷→拆除鋼楔→卸下千斤頂→吊出支撐。

拆除方法：拆除時(shí)先在支撐下方搭設(shè)防落支架→吊車吊住支撐→管端千斤頂座上設(shè)置千斤頂→逐步給管撐卸荷→拆除管端頭與圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的鋼斜楔→給千斤頂減壓→移走千斤頂→用吊車將管撐吊起撤離現(xiàn)場(chǎng)。

鋼支撐卸荷及拆除要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況，部分鋼支撐等結(jié)構(gòu)澆筑完成并養(yǎng)護(hù)一定時(shí)間后再拆除，以免發(fā)生質(zhì)量事故及安全事故。拆除時(shí)，按設(shè)計(jì)及拆除方案進(jìn)行，卸掉鋼管支撐前，操作人員與吊點(diǎn)分別位于鋼管兩側(cè)，以免鋼管起吊后擺動(dòng)傷及作業(yè)人員。

⑶基坑井點(diǎn)降水

①主體結(jié)構(gòu)基坑開挖前20 天利用基坑內(nèi)降水井對(duì)坑底進(jìn)行預(yù)降水、疏干，確保水位降至開挖面以下1m；根據(jù)上跨地鐵段明挖隧道地質(zhì)水文資料，該段地下水豐富，基坑內(nèi)設(shè)置6 口降水井，并在基坑外北側(cè)設(shè)置兩排共17 口降水井，南側(cè)設(shè)置8 口降水井。

②降水井施工工藝流程：井點(diǎn)測(cè)量定位→挖井口、安護(hù)筒→鉆機(jī)就位→鉆孔→清孔→吊放井管→回填井管與孔壁間的濾料層→洗井→井管內(nèi)下設(shè)水泵、安裝抽水控制電路→試抽水→降水井正常工作→降水完畢拔井管→封井。

③各降水井采用φ200mm 管排水，場(chǎng)內(nèi)設(shè)置沉淀池,污水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，排放至市政管網(wǎng)。

⑷監(jiān)測(cè)量測(cè)

根據(jù)設(shè)計(jì)提出的施工監(jiān)測(cè)內(nèi)容，詳細(xì)調(diào)查周邊建筑、管線分布情況并整理成圖表，結(jié)合實(shí)際工況合理安排圍護(hù)施工、挖土順序和制定切實(shí)可行的監(jiān)測(cè)及監(jiān)護(hù)方案，并經(jīng)專家評(píng)審意見完善。根據(jù)監(jiān)測(cè)情況，適時(shí)調(diào)整施工工序，并采用各種措施控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)和保護(hù)對(duì)象的變形。降水施工時(shí)在基坑兩側(cè)外設(shè)置水位觀測(cè)孔，時(shí)刻觀測(cè)坑外地下水位變化情況，避免大量抽除地下水而造成建筑物沉降、傾斜、裂縫、管線沉降斷裂等問(wèn)題。

3.2 防止基坑隆起與地鐵隧道上浮應(yīng)對(duì)措施

⑴上跨地鐵段明挖基坑底部采用Φ48 袖閥管@1000×1000 梅花形布置注漿加固，增加基坑底土體強(qiáng)度，控制基底隆起和地鐵隧道拱頂上浮，加固深度為坑底下4m 范圍，面積約1454m2。注水泥漿配合比為1:1，壓力控制在0.5～1.0MPa，注漿深度范圍內(nèi)，水泥用量應(yīng)不低于400kg/m；注漿采用BW-150 型注漿泵分段、分序、間歇、重復(fù)注漿的方法，每次注漿段長(zhǎng)度為 0.5m，一般2～3 次；注漿速度控制在土體頂、底部速度為30L/min ，其它位置50L/min；并應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，因故中斷時(shí)，間斷時(shí)間應(yīng)小于漿液初凝時(shí)間。

⑵基坑開挖快速施工消除土方卸載對(duì)地鐵隧道區(qū)間的影響，開挖至基坑底上方20～30cm 時(shí)采用人工開挖，減小土體擾動(dòng)，每段基坑開挖完成后，及時(shí)澆筑混凝土底板、側(cè)墻。

⑶在基坑及區(qū)間隧道內(nèi)設(shè)置自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，隨時(shí)掌握施工過(guò)程中基坑及區(qū)間隧道變化情況，利用信息化指導(dǎo)施工。基坑開挖的土方裝袋堆在基坑附近且不影響基坑安全的位置，當(dāng)坑底土體出現(xiàn)隆起或地鐵隧道上浮時(shí)，立即用土袋進(jìn)行回填反壓，根據(jù)監(jiān)測(cè)反饋的數(shù)據(jù)控制回填土袋的數(shù)量，以防超壓。

3.3 鉆孔樁施工對(duì)隧道拱頂安全應(yīng)對(duì)措施

(1)精確控制樁長(zhǎng)

鉆孔灌注樁嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)進(jìn)行施工，根據(jù)不同的地質(zhì)資料，對(duì)鉆進(jìn)參數(shù)進(jìn)行分層控制，距離樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高處1m 時(shí)，控制進(jìn)尺及鉆進(jìn)速度，每鉆進(jìn)30cm進(jìn)行一次孔深量測(cè)，確?？咨钤谠O(shè)計(jì)范圍內(nèi)，避免超鉆影響地鐵1 號(hào)線隧道拱頂安全。

(2)減小樁基擾動(dòng)

鉆孔灌注樁采用全套管鉆機(jī)施工，鉆孔施工中利用套管與土體摩擦原理向下壓入套管，套管形成封閉空間，使用抓斗機(jī)抓取套管內(nèi)部土體，減少對(duì)周圍土體的擾動(dòng)，減少樁基擾動(dòng)。鉆孔灌注樁采用搓管機(jī)施工，嚴(yán)禁采用沖擊鉆鉆孔施工，避免施工樁基擾動(dòng)大，確保樁基施工中地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全。

3.4 試運(yùn)營(yíng)期間施工地鐵行車安全應(yīng)對(duì)措施

(1)地鐵隧道監(jiān)測(cè)以第三方監(jiān)測(cè)為主，采用機(jī)器人自動(dòng)監(jiān)測(cè)和人工聯(lián)合監(jiān)測(cè)。

(2)地鐵隧道監(jiān)測(cè)點(diǎn)按5～15m 一個(gè)斷面布置，對(duì)應(yīng)上跨段測(cè)點(diǎn)密，兩側(cè)疏。

(3)與地鐵施工單位配合，進(jìn)行聯(lián)動(dòng)監(jiān)測(cè)，設(shè)置嚴(yán)密的預(yù)警值，當(dāng)監(jiān)測(cè)量達(dá)到預(yù)警值時(shí)，立即查明原因、采取有效措施。

4 處理效果

⑴基坑監(jiān)測(cè)

通過(guò)對(duì)基坑周邊連續(xù)3 個(gè)多月監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)分析，地表豎向最大位移-17.82mm，小于累計(jì)變化預(yù)警值21mm，周邊其它地表點(diǎn)無(wú)明顯下沉；支護(hù)頂最大豎向位移為5.10mm，水平位移為12.33mm，均無(wú)明顯變化。

⑵地鐵隧道

通過(guò)連續(xù)半年多監(jiān)測(cè)和巡視，明挖基坑施工過(guò)程和施工結(jié)束后，地鐵隧道各項(xiàng)監(jiān)測(cè)值均在預(yù)警值以內(nèi)，其中道床豎向位移（見圖1 地鐵隧道道床豎向位移曲線）最大值4.64mm，隧道相對(duì)收斂（見圖2 地鐵隧道結(jié)構(gòu)相對(duì)收斂曲線）最大值-5.50mm，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，無(wú)明顯異常，風(fēng)險(xiǎn)可控。

⑶保障了地鐵結(jié)構(gòu)、運(yùn)營(yíng)安全

施工期間，地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全，地鐵運(yùn)營(yíng)正常。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)廈門海滄海底隧道上跨地鐵段的施工實(shí)踐，掌握了復(fù)雜地質(zhì)條件、復(fù)雜環(huán)境條件下明挖隧道上跨地鐵隧道的施工技術(shù)和控制措施。根據(jù)監(jiān)控量測(cè)資料，嚴(yán)格控制各工序之間銜接，成功解決了明挖隧道基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、變形可控，保障了地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全和運(yùn)營(yíng)安全。

圖1 地鐵隧道道床豎向位移曲線

圖2 地鐵隧道結(jié)構(gòu)相對(duì)收斂曲線