麻元曉、劉懌哲、林國軍
(1.寧??h交通工程建設(shè)管理所,浙江 寧波 315000;2.寧波市交建工程監(jiān)理咨詢有限公司,浙江寧波 315000;3.寧??h公路與運(yùn)輸管理中心,浙江 寧波 315600)
我國沿海地區(qū)用地資源緊張、交通擁堵等問題近年來逐步凸顯,而灘涂資源豐富,圍墾造地能夠在一定程度上解決人多地少的問題[1-2]。
灘涂區(qū)建設(shè)面臨地質(zhì)條件薄弱、耦合結(jié)構(gòu)時(shí)空效應(yīng)顯著等問題,俞元盛[3]等人的數(shù)值分析結(jié)果表明堤腳附近土體擾動將顯著影響海堤的穩(wěn)定性?;贕228 公路工程西店灣隧道工程,論述工程概況和施工工序,對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,說明耦合結(jié)構(gòu)施工各項(xiàng)措施的有效性和必要性,為類似工程提供指導(dǎo)。
G228 寧海西店至桃源段公路工程主線全長19.68km,西店灣隧道起于樁號K6+040,終于樁號K8+320,全長2280m,各部分起訖里程及段落長度見表1。
表1 西店灣隧道節(jié)段規(guī)模表
因隧道施工需要,在隧道內(nèi)、外兩側(cè)采用吹填管袋的方式修筑海堤并設(shè)水閘抽水,隧道基坑修建于內(nèi)、外海堤之間。圖1 為西店灣隧道總平面圖及隧道明挖暗埋段典型斷面圖。
圖1 西店灣隧道總平面圖及明挖暗埋段典型斷面圖
該工程位于海積平原亞區(qū),在灘涂區(qū)域,地層巖性上部以薄層淤泥、淤泥質(zhì)類土為主;中下部以粉質(zhì)黏土、含礫粉質(zhì)黏土、含黏性土碎石為主;基巖埋深淺,巖性為花崗巖,全風(fēng)化層厚度大。
隧道工程區(qū)域軟土具有含水量高,孔隙比大,壓縮性高,強(qiáng)度低,固結(jié)緩慢等特點(diǎn)。在灘涂海堤隧道結(jié)合路段,由于土層性質(zhì)差異大,軟土厚薄不均勻,海堤結(jié)構(gòu)和隧道箱體極易產(chǎn)生不均勻沉降。
工程區(qū)潮位頻率分析成果如表2 所示,多年平均最高潮位4.52m,多年平均最低潮位-2.59m,2%頻率高潮位5.90m。
表2 西店灣隧道工程區(qū)潮位頻率分析成果表
西店灣隧道是該項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)工程,也是技術(shù)上的重難點(diǎn)工程,其總體施工方案如下。
海堤下方水泥攪拌樁處理、堤身拋石砌筑施工流程如下:水泥攪拌樁施工—鋪設(shè)120kN/m 有紡?fù)凉げ肌躺硖钪鼔|層護(hù)面泥結(jié)石路面。
針對里程號K7+075—K8+020,圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用直徑800mm 鉆孔管樁,樁間距100cm,樁頂設(shè)置100cm×100cm 的冠梁,在基坑兩側(cè)的冠梁間設(shè)置70cm×90cm鋼筋混凝土橫撐,并在中間設(shè)置2 道格構(gòu)柱。針對里程號K8+020—K8+320,采用挖超挖回填方式,并在靠近基坑內(nèi)側(cè)設(shè)置擋塊配合便道施工。
由于隧道結(jié)構(gòu)底板墊層底以下淤泥層的厚度及隧道底板高度不同,因此需采取三種處理方式。針對里程號K7+615—K8+020,采用超挖回填的方式,基坑外在排樁支護(hù)外側(cè)采用直徑650mm 攪拌樁格柵式布置,間距45cm,格柵中間為直徑600mm 攪拌樁,梅花形布置,間距120cm。針對里程號K7+075—K7+615,采用直徑850mm 攪拌樁(間距60cm)裙邊和抽條加固,中間空白處采用直徑600mm 攪拌樁,梅花形布置,間距120cm。針對里程號K8+020—K8+320,隧道結(jié)構(gòu)底板墊層底接近或高于原地面處,挖除表面淤泥,回填土石混合料。
采用中直徑550mm 管井降水,降水后最高水位為基坑底以下1m。
開挖土方,噴射混凝土面層,布置集水坑—施工基坑墊層、底板防水層,澆筑底板—達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后換斜撐。
拆除混凝土支撐,澆筑主體結(jié)構(gòu)—防水及回填。
為保證海堤-隧道基坑耦合結(jié)構(gòu)施工過程的安全性,工程現(xiàn)場針對結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行監(jiān)測,以便及時(shí)預(yù)警支護(hù)結(jié)構(gòu)過大變形或海堤失穩(wěn)等工程問題。監(jiān)測內(nèi)容及所用設(shè)備如表3 所示。
表3 監(jiān)測內(nèi)容及設(shè)備情況
以2022 年9 月26 日 至2022 年10 月2 日,第86 期周報(bào)為例開展分析。此時(shí)明挖暗埋段已全部開挖至設(shè)計(jì)深度,而K6+980m—K7+153m 范圍內(nèi)基坑底板尚未澆筑完成,為施工過程中最不利節(jié)點(diǎn)。
圖2 為圍護(hù)樁沉降監(jiān)測結(jié)果。該期圍護(hù)樁頂沉降變形最大測點(diǎn)為ZDCJ-7580W,累計(jì)沉降量最大測點(diǎn)為ZDCJ-7960W。
圖3 為圍護(hù)樁頂水平位移監(jiān)測結(jié)果。該期圍護(hù)樁頂水平位移變形量最大測點(diǎn)為ZDSP-7660W,累計(jì)變形量最大測點(diǎn)為ZDSP-7880W。
圖3 圍護(hù)樁樁頂水平位移監(jiān)測歷時(shí)曲線
圖4 為堤頂裂縫監(jiān)測結(jié)果。監(jiān)測結(jié)果表明外海堤堤頂共發(fā)現(xiàn)裂縫36 條,其中橫向裂縫27 條,長度大多在1.2~4.5m 范圍,寬度大多在2~3mm 范圍;縱向裂縫9 條,長度大多在0.3~0.7m 范圍,寬度大多在1~2mm 范圍。該期寬度變化最大裂縫為DDLF7040-02。
圖4 堤頂裂縫監(jiān)測情況
圖5 為臨時(shí)立柱樁沉降監(jiān)測結(jié)果。該期圍護(hù)樁頂沉降變形最大測點(diǎn)為LZCJ-6936W,累計(jì)變形量最大測點(diǎn)為LZCJ-7183W。
圖5 臨時(shí)立柱沉降監(jiān)測歷時(shí)曲線
圖6(a)和圖6(b)分別為圍護(hù)樁變形和累計(jì)變形最大測點(diǎn)監(jiān)測歷時(shí)曲線。該期圍護(hù)樁變形量最大測點(diǎn)為ZK7+844N,累計(jì)變形量最大測點(diǎn)為ZK7+660N(1m)。
圖6 圍護(hù)樁變形監(jiān)測歷時(shí)曲線
表4 為結(jié)構(gòu)變形數(shù)據(jù),各監(jiān)測測點(diǎn)數(shù)據(jù)正常,變化速率及累計(jì)值均未超過控制值。
表4 支護(hù)結(jié)構(gòu)、土體變形監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表
基于G228 公路工程西店灣隧道的建設(shè)施工,文章介紹耦合結(jié)構(gòu)施工工序,依據(jù)該項(xiàng)目第86 期周報(bào),該工程在最不利施工節(jié)點(diǎn),各監(jiān)測點(diǎn)累計(jì)值和變化速率均未超預(yù)警值,說明協(xié)同施工、合理調(diào)控對堤-隧結(jié)構(gòu)變形控制有良好作用。