盾構(gòu)隧道下穿欄桿堰渡槽施工技術(shù)研究

陳雨霄/ CHEN Yuxiao

（中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司，北京 101116）

近年來(lái)，國(guó)家大力發(fā)展城市綠化環(huán)境整治提升，城市軌道交通在修建的過(guò)程中，不僅要確保施工安全，還要做好城市地面綠化環(huán)境的保護(hù)。成都地鐵5 號(hào)線元華車(chē)輛段出入段線隧道下穿錦城湖、繞城高速、劍南大道、欄桿堰、成昆鐵路等多處風(fēng)險(xiǎn)源，其中欄桿堰作為成都高新區(qū)五大特色綠道環(huán)之一，受到各方重點(diǎn)關(guān)注。本文通過(guò)介紹盾構(gòu)隧道近距離下穿欄桿堰過(guò)程中加設(shè)渡槽的施工技術(shù)，在加強(qiáng)盾構(gòu)區(qū)間覆土穩(wěn)定性、實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)安全掘進(jìn)的同時(shí)，有效保護(hù)了周?chē)鷳B(tài)環(huán)境、維護(hù)了城市綠化建設(shè)。

1 工程概況

成都地鐵5 號(hào)線元華車(chē)輛段出入線分為南、北兩線，采用盾構(gòu)法施工，其中盾構(gòu)隧道下穿欄桿堰處南、北出入線中心水平間距13m，直徑均為6m。欄桿堰東岸距河底6.78m，西岸距河底4.76m。北出入線盾構(gòu)頂至欄桿堰底為6.020～6.260m，南出入線盾構(gòu)頂至欄桿堰底為5.150～5.245m，盾構(gòu)下穿欄桿堰影響范圍為1.5H（H為盾構(gòu)底距地面距離），約46.357m，如圖1 所示。

欄桿堰排洪渠寬度約16m，周邊環(huán)境及地質(zhì)條件復(fù)雜。區(qū)間穿越的地層主要為砂卵石、粉質(zhì)黏土、雜填土層。欄桿堰河底為原狀土，邊坡為35cmC25 混凝土，坡腳為C25 混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)，邊坡混凝土為30mm×30mm×30mm 卵石嵌入C15砼1／3 塊石厚度，石縫覆種植水旱兩生植物。欄桿堰底寬16.025m，平均水深50cm，流速0.25m／s。

2 風(fēng)險(xiǎn)概況

1）區(qū)間下穿欄桿堰段最小覆土3.7m，覆土厚度過(guò)淺，盾構(gòu)土壓控制難度高，壓力過(guò)低易引起塌方，壓力過(guò)高易出現(xiàn)冒頂、透水。

2）隧道穿越河底下方，受水的浮力影響，盾構(gòu)在掘進(jìn)過(guò)程中容易頂裂覆土層，導(dǎo)致隧道產(chǎn)生透水裂縫。

3）盾構(gòu)施工穿越多種地層，地層表現(xiàn)為上軟下硬，盾構(gòu)姿態(tài)及切口壓力很難控制。

3 技術(shù)方案

由于覆土淺、沒(méi)有反壓措施，不利于盾構(gòu)施工保壓，盾構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)極大。為保證盾構(gòu)施工安全并達(dá)到穩(wěn)固欄桿堰河床的目的，采用對(duì)盾構(gòu)影響范圍的欄桿堰段加設(shè)渡槽，達(dá)到加強(qiáng)盾構(gòu)區(qū)間覆土穩(wěn)定性的目的。

如圖2 所示，渡槽采用鋼筋混凝土形式，長(zhǎng)度為33.6m，寬度為15.9m，渡槽底部厚度為1m，邊坡厚度0.5m，渡槽兩側(cè)邊坡高2m，結(jié)構(gòu)內(nèi)邊線與原水渠河床線重合。施工前先將施工范圍上下游分別外擴(kuò)9m 范圍進(jìn)行圍堰施工，將欄桿堰水與施工區(qū)域隔離開(kāi)。待渡槽施工完成后，挖除填筑的圍堰，恢復(fù)河道通暢。

圖2 渡槽結(jié)構(gòu)橫向斷面圖

4 渡槽施工

4.1 圍堰及抽水

由于欄桿堰東、西兩岸存在高差，所以圍堰施工標(biāo)高分別以欄桿堰東岸和西岸為基準(zhǔn)，由兩岸向河中間采用人工配合機(jī)械進(jìn)行填筑，圍堰面積約為526.81m2，圍堰底部采用沙袋填鋪。

圍堰頂部寬度為3m，底部寬度為9m，邊坡采用1：1 坡比填筑，通過(guò)自卸車(chē)運(yùn)送黏性土，裝載機(jī)、推土機(jī)推送人工配合的方式進(jìn)行填筑。每層為50cm，分層填筑，每層碾壓，待壓實(shí)度合格后進(jìn)行下一層施工。圍堰期間為保證欄桿堰水道暢通，在上游圍堰位置架設(shè)潛水泵，通過(guò)水泵和水管將渡槽范圍內(nèi)的欄桿堰河水抽至圍堰下游位置。圍堰縱向斷面如圖3 所示。

圖3 圍堰縱向斷面圖

4.2 河底和邊坡表層清理

渡槽施工前先將河底和邊坡表層土和原有結(jié)構(gòu)清理到位，要求人工配合挖機(jī)清理、修整，邊坡有C25 混凝土護(hù)坡，必要時(shí)采用機(jī)械或人工破除。由于河底設(shè)置10cm 墊層，河底往下清理1.1m，邊坡垂直于坡面往下清理0.5m，要求清理完成面密實(shí)，無(wú)浮土、淤泥、雜物等。

4.3 河底和邊坡表層清理

渡槽施工前先將河底和邊坡表層土和原有結(jié)構(gòu)清理到位，要求人工配合挖機(jī)清理、修整，邊坡有C25 混凝土護(hù)坡，必要時(shí)采用機(jī)械或人工破除。由于河底設(shè)置10cm 墊層，河底往下清理1.1m，邊坡垂直于坡面往下清理0.5m，要求清理完成面密實(shí)，無(wú)浮土、淤泥、雜物等。

4.4 測(cè)量定位

1）軸線測(cè)設(shè) 渡槽中心線位置根據(jù)設(shè)計(jì)圖測(cè)設(shè)并設(shè)立中心樁，待質(zhì)檢人員及監(jiān)理工程師復(fù)核無(wú)誤后進(jìn)行下一步工序。渡槽邊線根據(jù)渡槽寬度尺寸設(shè)定，用石灰劃線起到施工前的控制作用。

2）標(biāo)高測(cè)設(shè) 在施工區(qū)域內(nèi)加密臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，沿渡槽邊線在相對(duì)穩(wěn)定的位置每隔20m 設(shè)置一個(gè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，并統(tǒng)一編號(hào)，待質(zhì)檢人員及監(jiān)理工程師復(fù)核無(wú)誤后開(kāi)始使用，根據(jù)施工進(jìn)度定期復(fù)測(cè)。

4.5 渡槽鋼筋綁扎

如圖4 所示，渡槽鋼筋網(wǎng)片分為上下兩層，縱向鋼筋采用D22 鋼筋，間距15cm；上層橫向鋼筋采用D25 鋼筋，間距10cm；底層橫向鋼筋采用D28 鋼筋，間距10cm，拉筋采用A12 鋼筋，30cm×30cm 梅花形布置。底板保護(hù)層厚度為10cm，邊坡保護(hù)層厚度為5cm。

4.6 立模板

立模板之前要清理干凈地面，不得有積水和雜物。采用木模板，經(jīng)檢查符合要求后投入使用，立模板時(shí)要做好加固處理，以確?；炷翝仓昂竽０灞３种绷?，保持兩塊模板在同一直線上，之間拼縫≤1mm。

4.7 澆筑混凝土

混凝土澆筑前要檢查模板的穩(wěn)定性，清除基面的浮土及雜物，對(duì)基面進(jìn)行灑水濕潤(rùn)。渡槽混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，混凝土運(yùn)輸、澆筑及間歇時(shí)間的全部時(shí)間不應(yīng)超過(guò)混凝土初凝時(shí)間4h。同一施工段的混凝土應(yīng)由一端向另一端連續(xù)分段澆筑，分層用插入式振搗棒與混凝土面呈斜向插入振搗，直至上表面泛漿，用木抹子壓實(shí)、抹平?；炷翝仓^(guò)程中要加強(qiáng)振搗，確保振搗時(shí)間，不得有露筋、漏震、蜂窩等缺陷，混凝土表面應(yīng)平整且棱角清晰。

4.8 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完畢后的12h 內(nèi)對(duì)其覆蓋做保濕養(yǎng)護(hù)，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前，不得在其上踩踏。

4.9 施作伸縮縫

沿渡槽橫、縱向設(shè)置4m×4m 伸縮縫，并保證切縫整齊，伸縮縫位置切割2～5mm 寬的伸縮縫給混凝土留下伸縮空間?？杀苊獾孛嫒蘸蟪霈F(xiàn)不均勻沉降及裂縫。伸縮縫內(nèi)用聚硫密封膠填充，待發(fā)、伸縮縫填滿(mǎn)后，用鏟刀刮平并去除多余膠料。

4.10 防水

渡槽結(jié)構(gòu)施工完成后表面及四周與原河床交界處做防水處理。做防水之前，清理干凈地面，將地面用水泥砂漿找平，以確保不因防水涂料薄厚不均勻而導(dǎo)致的滲漏。

5 結(jié)語(yǔ)

本文以成都地鐵5 號(hào)線元華車(chē)輛段出入段線盾構(gòu)隧道近距離下穿欄桿堰為背景，通過(guò)采用加設(shè)渡槽的施工方法，在加固覆土穩(wěn)定性保障盾構(gòu)順利施工的同時(shí)，保護(hù)了周?chē)鷳B(tài)環(huán)境，維護(hù)了城市綠化建設(shè)，社會(huì)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益顯著，為類(lèi)似工程提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。