温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司建设分公司 325000
摘要：本论文以位于温州市的市域铁路SG11A标段地铁区间隧道下穿北洋河深基坑开挖为工程背景。该段深基坑下穿围垦路段北洋河，北洋河河道最宽处的长度约为63 m，水深变化不大，约3.8 m。北洋河是温州市龙湾区规划永强片内河排洪体系“六纵八横”中的“六纵河”之一，为龙湾区主要防洪泄洪河道，设计采用围堰一次性封堵后施作基坑的方案。基坑下穿北洋河段主要为流塑状淤泥质土层，地质情况复杂，同时，横断排涝河道北洋河，如产生基坑变形、围堰失稳，将导致河水涌入，施工安全风险提高。本论文的研究工作对复杂条件下地铁区间隧道安全快速施工具有重要的理论意义和实用价值。
关键词：地铁区间隧道；基坑工程；既有河道；施工技术
前言
由于下穿河道涉及河道围堰、深基坑施工等重大危险源，且地质条件、周边环境复杂，施工安全风险较高，同时施工过程中需重点做好防止渗漏、沉降等，避免围堰垮塌、河水倒灌、基坑变形等过程安全事故，以及对地铁的后期运营带来很多不利的影响。因此，确保深基坑施工期间围护结构及周边环境的稳定性与安全性显得尤其重要。通过研究地铁区间隧道下穿河道的相关施工技术，对难点与施工要点进行详细的分析，并针对性的提出应对措施，以确保施工的安全进行。同时，考虑到河道防洪度汛的要求，在如此复杂条件下合理施工组织，确保非汛期完成施工，具有积极的意义。
1、工程概况
1.1工程地理位置
本项目为位于温州市内的市域铁路S1线一期工程奥体中心站至永强站的区间隧道工程，其起止里程为DK34+448.0~DK36+083.11，路线全长1635.11 m，设计采用明挖大开挖方式下穿温州市龙湾区内围垦路段3条河道，分别为遐福河、前房河及北洋河。北洋河水系隶属于温瑞塘河水系，其中，北洋河为温州市龙湾区规划范围内永强片区内河排洪体系“六纵八横”中的“六纵河”之一，为温州市龙湾区主要防洪泄洪河道，见图1-1。
2、施工风险源分析
2.1施工组织风险
基坑下穿北洋河，为龙湾区主要防洪泄洪河道，设计采用围堰一次性封堵后施作基坑的方案，基坑开挖范围内主要为流塑状淤泥质土层，地质情况复杂，同时，横断排涝河道北洋河，如产生基坑变形、围堰失稳，将导致河水涌入，施工安全风险高。施工涉及桥梁拆除、河道围堰、深基坑开挖及大型起重吊装等重大危险源，且由于河道行政执法要求，必须在非汛期6个月完成，工程规模大、工期紧，决定了该项目在施工组织方面的难度和风险。
2.2周边建筑物及管线风险
本标段基本上位于龙湾区围垦路下，下穿既有河道，基坑周边建筑物多，且基坑北侧存在燃气管线尚未迁改，软土、富水、深基坑施工安全风险高。
2.3淤泥质软土深基坑开挖
本工程为富水软土地区深基坑施工，类似工程深基坑施工可能存在的风险主要有围堰垮塌漏水、基坑倒灌、基坑坍塌突涌变形、大型钢筋笼吊装等施工风险。
3、深基坑下穿河道施工采取的技术措施
3.1总体施工方案
在满足永强片防洪渡汛及北洋河断航要求的前提下，围堰顶设计高程为4.00m，河道封堵均采用围堰一次性封堵快速施工下穿段基坑工程，最终分部分段拆除围堰，恢复河道。围堰施工尽量安排在非雨季、台风季节，先行拆除北洋大桥梁板结构，然后施工围堰，对河道进行一次性封堵。围堰完成后，抽排围堰内积水，清除河底淤泥，随即进行粘土分层回填至围堰顶高程4.00m，形成整体堰体，然后对整个围堰体先行采用高压旋喷桩加固止水，堰体满足大型设备行走要求后，三轴搅拌桩施作止水帷幕处理，然后施作下穿河道段的基坑围护结构及主体结构，最终拆除地下连续墙、围堰、恢复河道。总体施工流程如图3-2。
3.1.1河道围堰施工方案
下穿北洋河道施工设计采用先围堰封堵后施作基坑的方案，采用粘土堤围堰，围堰背后采用粘土回填至设计标高，围堰顶高程4.00。距离围堰内侧2.0 m设置桩深10 mΦ650 mm三轴搅拌桩止水帷幕，基坑围护结构外侧10 m采用10 m深高压旋喷桩加固止水。北洋河上游围堰距离基坑边线20 m、下游25 m。
3.1.2围堰体内深基坑施工方案
（1）三轴搅拌桩施工
高压旋喷桩对整体围堰进行加固后，施作施工便道，满足大型机械设备行走要求后，采用JB160三轴搅拌桩机施作距围堰内侧12 m处双排三轴搅拌桩止水帷幕。
（2）地下连续墙
根据绕行后地下连续墙设计概况及场地情况，合理布置地下连续墙钢筋笼加工平台、泥浆系统、临时集土坑等，连续墙施工前先行施工三轴搅拌桩槽壁加固，对回填土层槽壁进行保护。本工程导墙的施工机器为PC200挖机，成槽施工采用的机器GB34液压抓斗槽壁机，钢筋笼吊装机器为150t+100t履带式起重机。
（3）深基坑开挖及主体结构施工
待地下连续墙完成后，按照设计要求，依次施工三轴搅拌桩地基加固→钻孔灌注基础桩→冠梁、支撑梁→深基坑开挖及支撑架设→主体结构等工序。
3.1.3围堰拆除施工方案
待下穿河道段隧道顶板施工完成后，边凿除顶板覆土以上冠梁、支撑梁及地下连续墙边挖除围堰体，采用机械+人工配合凿除冠梁、支撑梁及地下连续墙，采用长臂+普通挖机配合挖除围堰体。拆除施工步序见3-5所示。
步骤1：施作顶板防水层，顶板回填土至规划河道底标高-0.8；
步骤4：利用两侧剩余的粘土便道，采用挖机配合自卸式汽车由西往东后退式挖除，先挖除下游围堰体，后挖除上游围堰体。3.2其他针对性技术措施
(1) 防渗漏措施
围堰施工完成之后容易发生渗漏的主要位置为：河床与围堰底部的接触位置和围堰侧边与河岸的接触面位置等。本工程为了避免出现渗漏现象，采取了如下防渗措施：
1) 采用了渗透系数非常小的黏土材料修筑堤坝，由于黏土拥有较强的致密性，完全可以达到要求的隔渗效果。
2) 需要在围堰的迎水侧设置一些防渗措施，比如铺设土工织物，其长度可以达到河床位置，同时利用沙包进行固定。
3) 围堰与河岸连接处容易发生渗漏的现象，需要填入并压实透水性差的黏土，以形成防渗水槽，防止发生渗漏现象。
4) 抽水进行时，必须严格控制水位的下降高度，每天水位高度变化量约为50 cm，同时需要对围堰内部渗水情况加强监控，防止出现集中渗水的情况。
(2) 基坑防倒灌措施
为避免特殊气候与非正常因素导致河水水位加大，影响上下游水系平衡以及围堰范围内主体施工安全，尤其是河水倒灌基坑，拟采取以下补救措施：
1) 在围堰施工完成后，在围堰边放置2台150 m3/h抽水机和2台水位报警装置以备应急之用，并安排专人负责24小时对河道进行巡视。当水深超过防洪线时，报警装置会发出报警，及时抽水排汛，防止基坑倒灌，确保基坑及周边建筑物、居民安全。
2) 严格按照设计要求施作围堰，控制好围堰高程，并及时在冠梁施作高30 cm、厚30 cm的挡水墙。
4、结语
本文以温州市域铁路S1线一期工程SG11A标地铁区间隧道穿越北洋河工程为背景，通过资料收集、方案研究、现场实测数据分析等方法对深厚软土地铁区间隧道下穿既有河道施工技术进行了研究。
论文作者:苏文海,徐渭文
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/11
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