盾構隧道下穿欄桿堰渡槽施工技術研究

陳雨霄/ CHEN Yuxiao

（中鐵十六局集團地鐵工程有限公司，北京 101116）

近年來，國家大力發展城市綠化環境整治提升，城市軌道交通在修建的過程中，不僅要確保施工安全，還要做好城市地面綠化環境的保護。成都地鐵5 號線元華車輛段出入段線隧道下穿錦城湖、繞城高速、劍南大道、欄桿堰、成昆鐵路等多處風險源，其中欄桿堰作為成都高新區五大特色綠道環之一，受到各方重點關注。本文通過介紹盾構隧道近距離下穿欄桿堰過程中加設渡槽的施工技術，在加強盾構區間覆土穩定性、實現盾構安全掘進的同時，有效保護了周圍生態環境、維護了城市綠化建設。

1 工程概況

成都地鐵5 號線元華車輛段出入線分為南、北兩線，采用盾構法施工，其中盾構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。北出入線盾構頂至欄桿堰底為6.020～6.260m，南出入線盾構頂至欄桿堰底為5.150～5.245m，盾構下穿欄桿堰影響范圍為1.5H（H為盾構底距地面距離），約46.357m，如圖1 所示。

欄桿堰排洪渠寬度約16m，周邊環境及地質條件復雜。區間穿越的地層主要為砂卵石、粉質黏土、雜填土層。欄桿堰河底為原狀土，邊坡為35cmC25 混凝土，坡腳為C25 混凝土擴大基礎，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 風險概況

1）區間下穿欄桿堰段最小覆土3.7m，覆土厚度過淺，盾構土壓控制難度高，壓力過低易引起塌方，壓力過高易出現冒頂、透水。

2）隧道穿越河底下方，受水的浮力影響，盾構在掘進過程中容易頂裂覆土層，導致隧道產生透水裂縫。

3）盾構施工穿越多種地層，地層表現為上軟下硬，盾構姿態及切口壓力很難控制。

3 技術方案

由于覆土淺、沒有反壓措施，不利于盾構施工保壓，盾構施工風險極大。為保證盾構施工安全并達到穩固欄桿堰河床的目的，采用對盾構影響范圍的欄桿堰段加設渡槽，達到加強盾構區間覆土穩定性的目的。

如圖2 所示，渡槽采用鋼筋混凝土形式，長度為33.6m，寬度為15.9m，渡槽底部厚度為1m，邊坡厚度0.5m，渡槽兩側邊坡高2m，結構內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9m 范圍進行圍堰施工，將欄桿堰水與施工區域隔離開。待渡槽施工完成后，挖除填筑的圍堰，恢復河道通暢。

圖2 渡槽結構橫向斷面圖

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，所以圍堰施工標高分別以欄桿堰東岸和西岸為基準，由兩岸向河中間采用人工配合機械進行填筑，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，通過自卸車運送黏性土，裝載機、推土機推送人工配合的方式進行填筑。每層為50cm，分層填筑，每層碾壓，待壓實度合格后進行下一層施工。圍堰期間為保證欄桿堰水道暢通，在上游圍堰位置架設潛水泵，通過水泵和水管將渡槽范圍內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構清理到位，要求人工配合挖機清理、修整，邊坡有C25 混凝土護坡，必要時采用機械或人工破除。由于河底設置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，無浮土、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構清理到位，要求人工配合挖機清理、修整，邊坡有C25 混凝土護坡，必要時采用機械或人工破除。由于河底設置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，無浮土、淤泥、雜物等。

4.4 測量定位

1）軸線測設 渡槽中心線位置根據設計圖測設并設立中心樁，待質檢人員及監理工程師復核無誤后進行下一步工序。渡槽邊線根據渡槽寬度尺寸設定，用石灰劃線起到施工前的控制作用。

2）標高測設 在施工區域內加密臨時水準點，沿渡槽邊線在相對穩定的位置每隔20m 設置一個臨時水準點，并統一編號，待質檢人員及監理工程師復核無誤后開始使用，根據施工進度定期復測。

4.5 渡槽鋼筋綁扎

如圖4 所示，渡槽鋼筋網片分為上下兩層，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。底板保護層厚度為10cm，邊坡保護層厚度為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，經檢查符合要求后投入使用，立模板時要做好加固處理，以確保混凝土澆筑前后模板保持直立，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定性，清除基面的浮土及雜物，對基面進行灑水濕潤。渡槽混凝土強度等級為C35，混凝土運輸、澆筑及間歇時間的全部時間不應超過混凝土初凝時間4h。同一施工段的混凝土應由一端向另一端連續分段澆筑，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、抹平。混凝土澆筑過程中要加強振搗，確保振搗時間，不得有露筋、漏震、蜂窩等缺陷，混凝土表面應平整且棱角清晰。

4.8 混凝土養護

混凝土澆筑完畢后的12h 內對其覆蓋做保濕養護，混凝土達到設計強度前，不得在其上踩踏。

4.9 施作伸縮縫

沿渡槽橫、縱向設置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。可避免地面日后出現不均勻沉降及裂縫。伸縮縫內用聚硫密封膠填充，待發、伸縮縫填滿后，用鏟刀刮平并去除多余膠料。

4.10 防水

渡槽結構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致的滲漏。

5 結語

本文以成都地鐵5 號線元華車輛段出入段線盾構隧道近距離下穿欄桿堰為背景，通過采用加設渡槽的施工方法，在加固覆土穩定性保障盾構順利施工的同時，保護了周圍生態環境，維護了城市綠化建設，社會、技術、經濟效益顯著，為類似工程提供了經驗借鑒。