堤-隧基坑耦合施工措施及結構變形監測

麻元曉、劉懌哲、林國軍

（1.寧?？h交通工程建設管理所，浙江 寧波 315000；2.寧波市交建工程監理咨詢有限公司，浙江寧波 315000；3.寧?？h公路與運輸管理中心，浙江 寧波 315600）

0 引言

我國沿海地區用地資源緊張、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]。

灘涂區建設面臨地質條件薄弱、耦合結構時空效應顯著等問題，俞元盛[3]等人的數值分析結果表明堤腳附近土體擾動將顯著影響海堤的穩定性?；贕228 公路工程西店灣隧道工程，論述工程概況和施工工序，對監測數據進行分析，說明耦合結構施工各項措施的有效性和必要性，為類似工程提供指導。

1 工程概況

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 西店灣隧道節段規模表

因隧道施工需要，在隧道內、外兩側采用吹填管袋的方式修筑海堤并設水閘抽水，隧道基坑修建于內、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

2 地質水文條件

該工程位于海積平原亞區，在灘涂區域，地層巖性上部以薄層淤泥、淤泥質類土為主；中下部以粉質黏土、含礫粉質黏土、含黏性土碎石為主；基巖埋深淺，巖性為花崗巖，全風化層厚度大。

隧道工程區域軟土具有含水量高，孔隙比大，壓縮性高，強度低，固結緩慢等特點。在灘涂海堤隧道結合路段，由于土層性質差異大，軟土厚薄不均勻，海堤結構和隧道箱體極易產生不均勻沉降。

工程區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 西店灣隧道工程區潮位頻率分析成果表

3 施工過程及工藝

西店灣隧道是該項目節點工程，也是技術上的重難點工程，其總體施工方案如下。

3.1 內外海堤建設

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120kN/m 有紡土工布—堤身填筑—石渣墊層護面泥結石路面。

3.2 基坑圍護結構施工

針對里程號K7+075—K8+020，圍護結構采用直徑800mm 鉆孔管樁，樁間距100cm，樁頂設置100cm×100cm 的冠梁，在基坑兩側的冠梁間設置70cm×90cm鋼筋混凝土橫撐，并在中間設置2 道格構柱。針對里程號K8+020—K8+320，采用挖超挖回填方式，并在靠近基坑內側設置擋塊配合便道施工。

3.3 堤內地基處理

由于隧道結構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，基坑外在排樁支護外側采用直徑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，隧道結構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。

3.4 基坑降水處理

采用中直徑550mm 管井降水，降水后最高水位為基坑底以下1m。

3.5 基坑開挖

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—達到預定強度后換斜撐。

3.6 隧道主體結構施工及回填

拆除混凝土支撐，澆筑主體結構—防水及回填。

4 現場監測情況及分析

為保證海堤-隧道基坑耦合結構施工過程的安全性，工程現場針對結構變形進行監測，以便及時預警支護結構過大變形或海堤失穩等工程問題。監測內容及所用設備如表3 所示。

表3 監測內容及設備情況

以2022 年9 月26 日 至2022 年10 月2 日，第86 期周報為例開展分析。此時明挖暗埋段已全部開挖至設計深度，而K6+980m—K7+153m 范圍內基坑底板尚未澆筑完成，為施工過程中最不利節點。

圖2 為圍護樁沉降監測結果。該期圍護樁頂沉降變形最大測點為ZDCJ-7580W，累計沉降量最大測點為ZDCJ-7960W。

圖3 為圍護樁頂水平位移監測結果。該期圍護樁頂水平位移變形量最大測點為ZDSP-7660W，累計變形量最大測點為ZDSP-7880W。

圖3 圍護樁樁頂水平位移監測歷時曲線

圖4 為堤頂裂縫監測結果。監測結果表明外海堤堤頂共發現裂縫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 堤頂裂縫監測情況

圖5 為臨時立柱樁沉降監測結果。該期圍護樁頂沉降變形最大測點為LZCJ-6936W，累計變形量最大測點為LZCJ-7183W。

圖5 臨時立柱沉降監測歷時曲線

圖6（a）和圖6（b）分別為圍護樁變形和累計變形最大測點監測歷時曲線。該期圍護樁變形量最大測點為ZK7+844N，累計變形量最大測點為ZK7+660N（1m）。

圖6 圍護樁變形監測歷時曲線

表4 為結構變形數據，各監測測點數據正常，變化速率及累計值均未超過控制值。

表4 支護結構、土體變形監測數據統計表

5 結語

基于G228 公路工程西店灣隧道的建設施工，文章介紹耦合結構施工工序，依據該項目第86 期周報，該工程在最不利施工節點，各監測點累計值和變化速率均未超預警值，說明協同施工、合理調控對堤-隧結構變形控制有良好作用。