臨江高承壓水超深基坑開挖抗突涌分析與對策
——以南京緯三路長江隧道梅子洲風井基坑為例

胡云華

（中交第二公路勘察設計研究有限公司，湖北武漢 430056）

臨江高承壓水超深基坑開挖抗突涌分析與對策
——以南京緯三路長江隧道梅子洲風井基坑為例

胡云華

（中交第二公路勘察設計研究有限公司，湖北武漢 430056）

臨江高承壓水超深基坑的成功實施必須解決坑底突涌與抗浮安全兩大關鍵問題。通過合理的施工工序設計確保圍護結構與基坑安全，并為坑內主體結構施工提供安全的施工環境。結合南京市緯三路過江隧道梅子洲風井基坑，對該類復雜基坑的重難點問題進行分析，在支護結構、開挖方法、實施方案及施工工序等方面根據工程具體特點采取相應的技術對策，確定了采用水下開挖及水下混凝土封底的技術方案，并經計算分析確定了最優施工工序。梅子洲風井的實踐經驗表明：對開挖深度大、承壓含水層厚度及埋深均極大而導致隔水帷幕難以穿透承壓含水層的基坑工程，采用水下開挖方式可有效防止基底突涌的發生，并能改善圍護結構的受力與變形狀態；而水下封底混凝土的設置可承受坑底巨大的承壓水壓力，是確保工程實施的關鍵措施。

南京緯三路長江隧道；臨江超深基坑；高承壓水；突涌；抗浮穩定；水下開挖；水下封底

0 引言

在我國長江三角洲地區，普遍發育有多層厚度穩定的承壓含水層［1］。隨著城市交通及地下空間工程的發展，尤其是跨江越河的水下隧道的興建，深度大且周邊環境及水文地質條件復雜的基坑工程越來越多，基坑坑底越來越逼近承壓水賦存層，如錢江隧道江北風井基坑深達27.3 m，坑底與承壓水含水層頂板間的距離僅為2 m左右［2］。基坑開挖到一定深度后，一旦開挖面下殘留隔水層的自重應力小于承壓水壓力，就會形成突涌，基底突涌往往具有突發性且危害極大。為保證基坑安全，工程實踐中一般采取隔水、降壓或坑底加固封底等技術措施來防止突涌的發生［3-4］。在采取上述措施后，輔以必要的坑內或坑外降水，基坑內的土方開挖及結構施工即可實現干作業。

對大量受承壓水影響的深基坑工程實踐進行總結分析后發現，上述廣泛采用的3種承壓水處理措施對開挖深度較小、隔水帷幕能完全穿透承壓含水層的基坑工程是適用的；但對于承壓含水層厚度及埋深均較大的復雜基坑工程，則存在著一定的局限性。隔水措施適用于開挖深度較小且承壓水賦存層埋深相對較淺的基坑工程，當承壓含水層層厚或埋深較大時，應綜合考慮技術經濟效果及環境條件來評價其適用性［5］。封底措施主要通過對坑底一定深度范圍內的土體進行加固以提高土體重度及抗剪強度而實現抵抗承壓水壓力的目的，但由于目前采用的土體加固措施對土體重度及抗剪強度等的改善程度極為有限，故在實際工程中很少采用。降壓是經工程實踐證明且極為有效的承壓水控制方法［5-9］，一般與隔水帷幕聯合使用［10］，通過設置井點降水來降低承壓水水頭來防范基底突涌，該措施對于開挖深度較小或基底以下承壓水頭不大的基坑較容易實現。但當基坑開挖深度較深、基底已進入承壓含水層時，采用此種方式會導致地面出現較大范圍的沉降漏斗；尤其是當隔水帷幕難以完全隔斷基坑內外的承壓水時，為滿足水位降深安全要求，降水量一般較大，在降水影響范圍內的土體會產生較大范圍的過量沉降，對臨近建（構）筑物的安全造成不利影響，且基坑降水的整體難度及不穩定因素均極大。

因此，對開挖深度大、承壓含水層的厚度及埋深均極大導致隔水帷幕難以穿透承壓含水層、基坑開挖影響范圍內存在對沉降極為敏感的建（構）筑物的超深基坑工程，采用常規的承壓水處置措施及施工方案已難以滿足實際工程需要，而應根據具體的工程地質與水文地質條件并結合周邊環境要求，采取合理的設計對策與技術措施確保基坑工程及周邊環境的安全。本文以南京緯三路長江隧道梅子洲風井為依托，為應對高承壓水給臨江超深基坑帶來的設計和施工風險，提出采用水下開挖及水下混凝土封底的技術方案，并對該方案的實施方法進行計算分析。

1 工程概況

南京緯三路長江隧道位于長江大橋和緯七路長江隧道之間，設計為雙層雙向8車道，分為N線與S線，均采用盾構法施工。盾構隧道外徑為14.5 m，開挖直徑15.02 m，屬典型的大直徑盾構隧道。

梅子洲風井兩端與盾構圓隧道相連，具有雙重功能：施工階段用作盾構中間檢修井，須滿足盾構檢修所需的空間要求；運營階段兼做中間通風井及緊急情況下的人員逃生疏散通道。

風井平面呈圓形，外徑為29.2 m，呈正24邊形布置，距離長江防洪子堤僅約18 m（如圖1所示）。基坑開挖深度約46.5 m，采用地下連續墻與環梁支撐的支護形式，地連墻厚1.2 m，深62.5 m，采用“V”型折線幅、十字鋼板接頭，折線幅兩直線間夾角為165°，每幅段地連墻中心線長度為2×1 843 mm。

圖1 豎井位置示意圖Fig.1 Sketch of shaft location

1.1 工程地質條件

風井處23.88 m以淺流塑狀淤泥質粉質黏土為主；23.88～29.90 m為軟塑狀粉質黏土；29.90～52.35 m為粉砂，其中穿插一層11.27 m厚的粉質黏土夾粉砂透鏡體；52.35 m以深為卵礫石，如圖2所示。各土層的物理力學參數見表1。

可以看出，基坑坑底以上土層自上而下依次為：①1層軟塑狀黏土，平均厚1.95 m；①2層流塑狀淤泥質粉質黏土，平均厚21.93 m；③1層軟塑（局部流塑）狀粉質黏土，平均厚6.03 m；④1層稍密-中密飽和粉砂，平均厚6.53 m。

基底以下土層主要為：④2層軟塑狀粉質黏土夾粉砂，平均11.27 m；④3層中密飽和粉砂，平均厚5.03 m；⑥1層密實飽和圓礫混卵石，平均23.08 m；⑥2層密實飽和含礫中砂，平均厚9.80 m。風井處鉆孔深度最大達91 m，均未有基巖揭露。

圖2 豎井處土層分布圖Fig.2 Profile of soil strata

表1 土層物理力學參數表Table 1 Physical and mechanical parameters of different strata

1.2 水文地質條件

豎井處場地地下水可分為第四類松散巖類孔隙潛水和松散巖類孔隙承壓水。其中，孔隙潛水的含水介質為①、③層黏土、淤泥質粉質黏土及粉質黏土夾粉砂，其滲透性差，含水量貧乏；水位受季節及氣候影響明顯，主要接受大氣降水和農田灌溉水的入滲補給；根據水文地質試驗［11］，滲透系數0.35 m/d。

孔隙承壓水場地內均有分布，含水介質主要為④層粉細砂及⑥層卵礫石，滲透系數達到35 m/d，滲透性及富水性好；主要接受臨近地下水補給，與長江江水存在直接水力聯系。

1.3 工程特征

如上所述，梅子洲風井基坑工程具有以下特征。

1）基坑開挖深度達46.5 m，且緊鄰梅子洲防洪子堤，基坑施工不能影響洪水期子堤的安全與正常使用。

2）工程地質條件復雜。從圖2及表1可以看出，基坑開挖深度范圍內主要為流塑-軟塑狀的淤泥質粉質黏土及粉質黏土等典型軟土，具有高含水量、大孔隙比、高壓縮性、低強度等特點，工程性質差，對基坑開挖及坑壁穩定性有不利影響。基底以下土層主要為強透水的承壓水含水層，其中⑥1層的滲透系數達到35 m/d，對基坑干開挖的抗突涌安全極為不利。

3）承壓含水層主要為巨厚層的卵石層，埋深達到50 m，賦存層滲透性好，富水性強；含水層頂板距離基坑坑底不足5 m，地連墻深度為64.5 m，未能完全隔斷基坑內外承壓水的水力聯系。

4）基坑緊鄰長江，承壓含水層與長江江水存在直接水力聯系，接受江水補給，故承壓水水位與長江水位平齊（勘察期間長江水位為+5.8 m）。

2 基坑設計難點及技術對策

2.1 基坑設計難點

目前，類似于梅子洲風井這種超深、緊鄰補給源、巨厚卵礫石承壓含水層且周邊環境保護要求高的基坑工程，在國內外均屬罕見。基坑設計施工過程中會遇到基坑突涌及滲流穩定、超高承壓水頭、結構抗浮、對周邊環境尤其是梅子洲子堤的影響等關鍵問題與難點，必須采取切實可行的技術對策，才能保證基坑工程的順利實施。

2.1.1 坑底突涌及滲流穩定性

根據2.1節所述之地質及水文條件，風井開挖過程中，將經歷未揭穿承壓水隔水層、坑底為黏性土（或淤泥質黏土）及揭穿隔水層、坑底為粉細砂2種工況。

1）工況1分析。當風井開挖到一定深度，坑底黏性土在承壓水壓力作用下，將產生突涌現象，其臨界開挖深度可按GB 50007—2011《建筑地基基礎設計規范》［11］或JGJ 120—2012《建筑基坑支護技術規程》［12］采用式（1）進行驗算。式中：γm為透水層以上土的飽和重度，kN/m3；t+Δt為透水層頂面至基坑底面的深度，m；pw為含水層水壓力，kPa。

當γm取18.1 kN/m3，pw取299 kPa（承壓水頭高度取29 m，特別需要指出的是，在確定承壓水頭高度時，偏安全地忽略粉質黏土夾粉砂透鏡體的影響，如圖2所示），則按式（1）計算得到為含水層頂板距坑底的距離t+Δt應不小于18.2 m，則開挖深度大于11.7 m時基底將出現突涌；此時需采用降水措施降低坑內承壓水水頭，方可保證基坑安全。

2）工況2分析。當基坑開挖揭穿隔水層，坑底為透水的粉砂時，在承壓水動壓力作用下，粉砂易發生流砂現象。為滿足坑內施工安全，可按JGJ 120—2012《建筑基坑支護技術規程》［12］采用式（2）對降水深度進行驗算。式中：D為截水帷幕底面至坑底的土層厚度，m；D1為承壓含水層頂面至坑底的土層厚，m；γ′為土的重度，kN/m3；Δh為基坑內外的水頭差，m；γw為水的重度，kN/m3。

取D＝16 m、D1＝16.6 m、γ′＝8.1 kN/m3、Kse＝1.6，按式（2）計算得到基坑開挖到坑底后為防止坑底出現突涌，坑內外的水頭差Δh≤22.9 m，即坑內水頭降深至少應達到29.4 m。

2.1.2 通風井涌水量估算

梅子洲風井緊臨長江，切穿了承壓水含水層。在無隔水條件下，基坑涌水量可按均質含水層承壓-潛水非完整井估算，取滲透系數k＝35 m/d（含水層以卵礫石為主），經計算涌水量Q＝175 483 m3/d或Q＝7 312 m3/h。可以看出，由于風井處緊臨長江，承壓含水層以強透水的卵礫石為主，地下水補給豐富，降水施工難度大。在基坑地下連續墻實施完畢后，為充分了解該場地承壓水層的水文地質特征，以選擇合理的施工方案，進行了水文地質專項抽水試驗［11］。根據抽水試驗試驗結果，坑外單井出水能力達5 280 m3/d，坑內單井出水量達到2 400 m3/d，進一步說明了地下水十分豐富。此外，水位恢復至100%，需要60 min；恢復至65%僅需4 min，地下水恢復十分迅速，表明地下水具有較強的補給來源。因此，采用常規的干開挖方案，水位降深大、降水風險大、不確定性多。

2.1.3 抗浮穩定性

風井基坑最大開挖深度約48 m，地下水對水位以下的巖土體及結構有靜水壓力作用，并產生浮力。在施工及運營階段，作用在基礎底面上的水壓力可達480 kPa，當結構側壁摩阻力與其重力之合小于浮力時，將產生上浮。尤其是梅子洲風井兼做逃生疏散通道，需在④1粉細砂層和④2粉質黏土層施做井下附屬結構，因此應分別對施工期、運營期進行抗浮穩定驗算，確保抗浮安全。

2.2 基坑設計采取的技術對策

2.2.1 基坑支護結構設計

根據工程類比并結合必要的計算分析，基坑圍護結構采用厚度為1 200 mm的地下連續墻，地連強厚度與基坑直徑比為1/25。由于基坑平面呈圓形布置，為了充分利用圓筒形結構的“拱效應”，使地連墻各槽段間相互擠壓約束形成整體共同作用，有必要在頂部設置大剛度的頂冠梁以增大槽段間的整體剛度，使各槽段共同受力。

為保證基坑開挖過程中地連墻各槽段間能協調受力，本基坑頂部設置尺寸為1.2 m×2.5 m的頂冠梁；基坑內部根據計算分析結果并結合風井內部結構的建筑使用功能，設置4道環梁，尺寸均為0.8 m×1.5 m。頂冠梁與4道環梁共同組成圓筒形地連墻的內支撐體系，并與其共同受力，如圖3所示。

圖3 支護結構方案示意圖Fig.3 Profile of strutting structure of deep foundation pit

2.2.2 基坑開挖方法設計

根據前述計算，當基坑開挖深度大于11.7 m時，若仍采用常規干開挖，則需降低坑底承壓水水頭以確保基坑安全；當采用干開挖方法開挖至坑底時，為防止坑內突涌危及基坑及結構安全，需將承壓水頭降低近30 m。由于基坑坑底位于強透水的卵礫石層，距離長江防洪子堤很近，承壓水與長江江水存在直接水力聯系，持續降水將會引起長江防洪堤的破壞并對連續墻產生不良影響，因此降水難度及風險極大。

故在基坑開挖方法設計時，考慮到常規干開挖存在諸多弊端，推薦采用水下開挖，即當開挖深度在11.0 m以淺時，采用明挖順做方式，依次分層分塊開挖坑內土體并澆筑相應的環梁結構。隨后，向坑內注水并以水下開挖方式完成坑內剩余土體的開挖，在水下開挖過程心中坑內液面需根據坑外地下水位監測結果進行動態調整，確保坑內水位不低于坑外地下水位。如此，由于坑內采用水下開挖，基坑內外側水位基本一致，在開挖過程中，不存在基底突涌風險；此外，由于坑內水壓力對地連墻具有支撐作用，可有效改善地連墻在受力狀態，并增加基坑及圍護結構的穩定性。

2.2.3 基坑封底設計

如圖2和圖3所示，風井底板處于粉細砂層中，土質軟弱，容易產生變形，且該層為承壓含水層。底板下風道、疏散樓梯、消防電梯、排煙道及電纜井等附屬結構也在其中修筑。

在修建附屬結構時，結構底部承受的承壓水壓力高達367 kPa，故必須對坑內土體進行加固，且必須保證加固體的密實性和防水密封性，方能保證工程順利實施。

通過多方案比選，采用了水下混凝土封底方案以確保附屬結構施工時的抗浮安全性，具體措施如圖3所示，封底措施由2部分組成。

1）在坑底至盾構隧道下方約1 m范圍內采用C35素混凝土，以在施做井內附屬結構時承受坑底的高承壓水壓力確保基坑安全。

2）在C35封底混凝土至主體結構底板間的區域采用C20水下素混凝土，以增加盾構穿越過程中對地連墻的支撐作用，確保地連墻及基坑的穩定與安全；且回填素混凝土體具有一定程度的水密性可防止出現大量滲漏或突涌。此外，此區域為盾構穿越區域，采用C20素混凝土也可降低盾構切削素混凝土的難度與風險。

2.2.4 基坑施工工序設計

合理的基坑施工工序設計能顯著改善支護結構的受力狀態，減小支護結構變形及由于基坑開挖引起的地表沉降及臨近建筑物變形，并能防范基底突涌、涌砂涌泥等潛在風險。根據梅子洲風井基坑的具體特點，采用的主要施工工序如下。

1）地下連續墻施工完畢，并對井內上部淤泥質粉質黏土層疏干降水后，進行坑內土方開挖（如圖4（a）所示），在開挖過程中同步施做井內支撐環梁。

2）在水下開挖過程中，利用抽水試驗的試驗井作為水位觀測井對坑內外的地下水位進行不間斷檢測，并根據檢測結果及時對坑內液面高度進行調整，確保坑內水位不低于坑外水位（如圖4（b）所示）。

3）水下開挖至坑底后及時對坑底進行平整，對坑底障礙物、殘留泥砂和地連墻內壁進行清理，確保坑底無沉渣、地連墻內壁無泥沙殘留，隨后水下分層澆筑C35與C20封底混凝土至設計標高，如圖4（c）所示。

4）排除坑內的泥漿，進行井內附屬結構側墻的施工，如圖4（d）、4（e）所示。在施工過程中，先挖除結構范圍內的C20素混凝土，隨后順做結構側墻。

5）由于盾構需在井內進行檢修，故在盾構需穿越的范圍內采用C15素混凝土臨時回填，其上澆筑主體結構底板以作為蓋板保證盾構掘進的施工安全，如圖4（f）所示。帶盾構掘進通過后，完成剩余結構的施工。

3 計算方法及計算結果

3.1 計算方法

考慮到風井處地層分布較為復雜，且基坑平面呈圓形，具有良好的空間力學效應，采用基坑工程計算常用的平面桿系有限元法難以反映其真實的受力狀態；而復雜的工程地質及水文地質條件，使得連續介質有限元法所需本構模型及相關參數難以確定，計算結果與實際情況存在較大出入。因此，在計算時，采用基于規范的三維板殼-彈簧有限元法，結構構件設為板殼和梁組成的空間結構，將圍護結構和支撐視為一體，對擋土結構進行整體計算，假定主動側土壓力已知，被動土壓力用土彈簧體現。通過在外側迎土面施加不同的外力邊界和逐次移除內側開挖面各土層土彈簧單元，實現開挖過程的模擬。地下連續墻采用S4殼單元，支撐、圍檁、冠梁均采用B31梁單元，內襯墻及底板也采用S4殼單元，連續墻分幅之間采用連接單元連接。

圖4 關鍵施工工序示意圖Fig.4 Profile of key construction stages

根據實際情況，連續墻底部采用豎向約束，地連墻外部施加主動水土壓力，根據土層的滲透性分級分別采用水土分算或水土合算，內部有水荷載時施加徑向水壓力。基坑內部采用法向彈簧約束，根據勘察報告提供的地基抗力系數確定，當模擬地連墻內部土體開挖時，采用釋放彈簧的方式實現。

3.2 計算結果

3.2.1 地連墻變形

梅子洲風井的地下連續墻在開挖完成和坑內排水后的變形如圖5所示。圖5（a）是連續墻開挖完成后的徑向變形計算結果，由于開挖過程中風井內部水面比坑外地下水位要高，抵消了坑外的水壓力，且由于梅子洲風井連續墻由24幅組成，整體性很好；因此，風井連續墻在開挖完成后的變形值很小，最大變形值不足1 mm，開挖底面附近的變形最大。圖5（b）是連續墻在坑內排水后的徑向變形計算結果，待水下澆筑的底板和C20素混凝土達到設計強度后，將坑內水體排出，這時連續墻的變形增大，最大變形值為1.3 mm，出現在第3道環梁的深度。

圖5 連續墻徑向變形（單位：m）Fig.5 Radial deformation of diaphragm wall（m）

3.2.2 地連墻受力地下連續墻在開挖完成和坑內排水后的豎向彎矩

如圖6所示。圖6（a）是開挖完成后地下連續墻的豎

向彎矩計算結果，其中正彎矩表示連續墻外側受拉，負

彎矩表示連續墻內側受拉，最大正彎矩為489 kN·m，出現在基坑開挖底面附近；最大負彎矩為-200 kN·m，出現在開挖底面上下一定高度范圍。圖6 （b）是坑內排水后地下連續墻的豎向彎矩計算結果，由于底板澆筑后與連續墻形成共同支護體系，連續墻的最大正彎矩有所減小，為465 kN·m，仍出現在基坑開挖底面附近；而隨著坑內水的排出，上部連續墻承受在外部水壓力作用下變形增大，負彎矩也相應增大，最大為-333 kN·m，出現在連續墻上部第3道環梁的位置。

圖6 連續墻豎向彎矩（單位：N·m）Fig.6 Vertical moment of diaphragm wall（N·m）

3.2.3 C35封底混凝土變形及受力

由于坑底的C35封底素混凝土和C20封底素混凝土均為水下澆筑，故在計算過程中將底板與連續墻考慮為相互摩擦接觸，在外力作用下可以發生一定量的位移。

底板豎向變形如圖7所示。圖7（a）是底板澆筑后的豎向位移計算結果，由于底板與連續墻之間采用摩擦接觸，且坑內水位較坑外水位高，底板在重力的作用下向下發生一定的豎向變形，最大位移量為17.5 mm；圖7 （b）是坑內水排出后的底板變形計算結果，底板澆筑完成排出坑內的水后，底板在下部水壓力的作用下向上變形，底板豎向沉降量減小至4.8 mm，表明底板及C20素混凝土的重力可以滿足抗浮穩定性的要求。

圖7 底板豎向變形云圖（單位：m）Fig.7 Contour of vertical deformation of bottom concrete（m）

底板最大主應力計算結果如圖8所示，其中正值表示拉應力，負值表示壓應力。圖8（a）是底板澆筑后的最大主應力計算結果，由于底板與連續墻之間采用摩擦接觸，因此底板基本處于受壓狀態，僅在底板與連續墻接觸的位置出現4.8 kPa的拉應力，整體受力狀態較好。圖8（b）是坑內排水后的最大主應力計算結果，由于底板底面作用有較高的水壓力，底板與連續墻相連接觸面出現拉應力值增大，最大值為0.47 MPa，小于C30混凝土的抗拉強度設計值（1.43 MPa），底板整體受力狀態較好，能夠滿足抗浮及強度要求。

3.2.4 開挖方案分析及確定

從上述計算結果可知，第4道環梁及封底混凝土均為水下澆筑，可以滿足底板抗浮穩定性的要求，且連續墻及環梁在施工過程中的受力狀態較好，能夠保證結構的整體穩定性。其主要缺點在于水下澆筑混凝土的質量控制要求較高，且水下將主體結構底板以下約18 m高的C20素混凝土全部澆筑完成，需要在坑內水體排出后將素混凝土部分中間開鑿出供盾構進洞之后的刀盤檢修的空間和風井下部結構的施工空間，破除混凝土的工作量將非常大。

按照上述確定的支護結構、封底措施、開挖方法及施工工序，梅子洲風井基坑施工已于2013年5月順利完成。監測結果表明，在基坑施工過程中，支護結構及防洪子堤均處于安全狀態。水下開挖及坑內灌水排除完成后的現場實景照片如圖9所示。

圖8 底板最大主應力云圖（單位：Pa）Fig.8 Contour of maximum principal stress of bottom concrete （Pa）

圖9 現場施工情況Fig.9 Photos of site condition

4 結論與建議

結合南京緯三路長江隧道梅子洲風井基坑，對臨江高承壓水超深基坑實施過程中的重難點進行了分析，在支護結構、開挖方法、實施方案及施工工序等方面均采取了相應的技術對策，并進行了計算分析，從實際實施效果來看，本文采取的各項技術措施是合理可行的。得出的主要結論有以下幾點。

1）在基底存在較高承壓水且難以隔斷坑內外地下水的水力聯系時，基坑開挖存在較大的突涌風險時，采用水下開挖方式可防止基底突涌的發生。

2）采用水下開挖時，由于開挖過程基坑內的水壓力可抵消部分的坑外主動側水土壓力，可改善圍護結構的受力與變形狀態，對基坑工程的穩定性有利。

3）水下封底混凝土的設置可承受坑底巨大的承壓水壓力，是確保工程實施的關鍵性措施；封底混凝土的厚度及設置形式應綜合考慮抗浮安全、結構穩定及施工便利等因素綜合確定。

4）隨著深大基坑的增大，遇到基坑坑底位于承壓含水層且難以完全隔斷坑內外地下水水力聯系的情況將越來越多，本文采用的方法可為類似工程提供參考依據。值得注意的是，在實際應用過程中，應做到水下澆筑大體積混凝土的質量保證措施及封底混凝土與地連墻的有效粘結。

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Analysis on and Countermeasures for Water Inrush in Construction of Ultra-deep Foundation Pit at Riverside under High Confined Water：Case Study on Deep Foundation Pit of Meizizhou Ventilation Shaft of Weisanlu River-crossing Tunnel in Nanjing

HU Yunhua

（CCCC Second Highway Consultants Co.，Ltd.，Wuhan 430056，Hubei，China）

Water inrush and bottom floating must be avoided in the construction of ultra-deep foundation pits at riverside under high confined water.Therefore，rational construction procedure should be planned for such foundation pits so as to ensure the stability of the retaining structures and the foundation pits themselves and to provide safe conditions for the construction of the main structures in the foundation pits.In the paper，the construction of the foundation pit of Meizizhou ventilation shaft of Weisanlu river-crossing tunnel in Nanjing is studied.The challenges in the construction of the foundation pit are analyzed，technical countermeasures are taken in the aspects of retaining structure，excavation method，implementation plan and construction procedure，the technical scheme of underwater excavation and underwater bottom-sealing is adopted，and the optimum construction procedure is determined according to the calculation analysis results.Conclusions drawn are as follows：1）For ultra-deep foundation pits where the excavation depth and the confined aquifer thickness are so large that it is difficult for the waterproof curtain to penetrate the confined aquifer，the application of underwater excavation can effectively avoid water inrush and can improve the force and deformation state of the retaining structures；2）The underwater bottom-sealing concrete，which can bear the high pressure of the confined water，is the key to the successful implementation of the project.

Weisanlu river-crossing tunnel；ultra-deep foundation pit at riverside；high confined water；water inrush；anti-floating stability；underwater excavation；underwater bottom-sealing

10.3973/j.issn.1672-741X.2015.11.013

U 45

A

1672-741X（2015）11-1194-08

2015-08-17；

2015-10-05

胡云華（1980—），男，湖北宜城人，2008年畢業于武漢巖土力學研究所，巖土工程專業，博士，高級工程師，主要從事隧道與地下工程設計與研究工作。