淺談地連墻在城市橋梁跨越河道防護工程的應用

池麗敏，張　倩，胡崢嶸

（1.南京市水利規劃設計院有限責任公司，江蘇　南京　210022；2.河北省水利水電勘測設計研究院，天津市　300250）

淺談地連墻在城市橋梁跨越河道防護工程的應用

池麗敏1，張倩2，胡崢嶸1

（1.南京市水利規劃設計院有限責任公司，江蘇南京210022；2.河北省水利水電勘測設計研究院，天津市300250）

為了滿足城市發展，交通建設進一步加快步伐，在城市中越來越多的高架建立起來，同時會跨越城市周邊河道，橋梁跨越處河道的改造既要滿足橋梁建設，又要滿足城市防洪排澇要求。地連墻的應用能夠很好地解決城市河道改造中施工用地困難、征地難度大、工期緊張等問題。

橋梁跨越；河道改造；地連墻

1　工程概況

2009年，天津市市域交通規劃確定了中心城區“二環十四射”的快速路骨架網，其中“二環”為快速內環和快速外環。快速內環由已通車的快速路東南半環、西北半環和規劃的北部新區范圍內津圍快速路及津薊快速路的一部分共同組成，快速外環即現狀外環線升級改造后與東北部調線工程所構成的快速環線。

外環線東北部調線工程位于天津市中心城區的東北部，自南向北途徑東麗、北辰兩個區。工程始于外環線津漢公路立交橋，向北依次跨越京津塘高速、北環鐵路、規劃金鐘路、津寧高速公路、津薊高速、津榆公路，止于鐵東路與現狀外環線交口，全長27.15 km。

工程多次跨越防洪排澇河道，并在河道內立有橋墩。跨河橋梁的修建，會因橋墩阻水等原因，對河道行洪、排澇、灌溉、堤防穩定、防汛道路等方面產生一定影響，需采用科學的手段，進行計算分析設計，將現有河道進行改造升級，滿足天津市防洪安全和交通順暢綜合功能需求。

2　外環河概況

外環線是目前天津市中心城區以外唯一一條環城公路，在路網中起著不可或缺的重要作用。外環線自1987年建成通車以來，已取得了顯著的社會效益和經濟效益，對區域經濟的發展產生了積極的促進作用。隨著外環線的建設，外環河隨之形成，外環河規劃全長66.7 km，為天津市東麗區區管二級河道，與海河、北運河、子牙河等15條主要河道相交，是一條以排除外環河沿線城區和農田瀝水為主要功能的人工河道。河道及其泵站同時還承擔著沿河部分村鎮、企業排水的作用。河道分新引河—新開河段、新開河—海河段、海河—子牙河段、子牙河—北運河段共四段。外環河河道等級為3級。外環河現狀流量約20 m3/s，規劃流量50 m3/s，河口寬30～35 m，邊坡為1∶2.5，正常循環設計水位為2.0～2.5 m，岸坡采用雙坡護砌，均為混凝土預制板和框格草皮相結合的護坡形式，下部為混凝土預制板護坡，上部為框格草皮。

3　河道改造方案

外環河東北部調線工程屬城市快速路，等級為城市-A級，驗算荷載標準為公路-Ⅰ級，在跨越外環河主線采用一孔40 m跨徑，上部結構為箱梁，下部結構為鉆孔灌注樁上接獨柱矩形墩和圓形墩，垂直水流方向的矩形橋墩直徑分別為2.8 m 和2.2 m、圓形橋墩直徑分別為1.8 m和1.5 m，施工方法采用在樁基周圍打一圈鋼管樁，水面以上，在鋼管樁頂塔設樁基施工平臺，由于上部結構均為預制梁，河道內不存在支架。

外環河東北部調線工程共9次跨越外環河，第1～5次跨河處位于津漢互通立交匝道及津漢立交主線，由于各橋梁沒有對孔設置，橋墩占據河道的總寬度為其垂直水流方向的投影累加，橋墩基本占據了整個深槽，影響范圍為1 km左右，為了滿足橋梁布置及河道排水要求對局部河道進行改造。

外環河改造工程河道調線、擴挖設計原則：調線或擴挖后的河道底寬、上口寬不能低于現狀河道指標與橋位處橋墩占據總寬度之和；河道改造采用減少占地、盡量避開現有和待建建筑、堤線與橋墩布設方向盡量正交等原則；河道改造范圍不占紅線。

根據調線、擴挖河道設計原則，外環河改造后主要有三種斷面形式：

（1）外環河在橋墩密集區域采用左岸鋼筋混凝土懸臂結構，右岸鋼筋混凝土懸臂擋墻+灌注樁基礎，河道為矩形斷面。右岸現狀為外環輔道，寬11 m左右，鋼筋混凝土懸臂擋墻的施工必然會引起對現有道路破壞，施工開挖時采用拉森樁進行基坑支護，滿足施工安全要求。斷面形式如圖1所示。

圖1　斷面形式一

（2）在沒有橋墩的河道采用復式斷面。左岸在景觀水位以上設漿砌石擋墻，景觀水位以下按1∶2.5放坡至河底，護坡采用C25預制混凝土連鎖塊，右岸采用鋼筋混凝土樁基礎擋墻。斷面形式如圖2所示。

圖2　斷面形式二

（3）在征地紅線外采用地連墻形式。河道改造范圍內，部分位于征地紅線范圍外且現狀為魚塘，為減小開挖及占地，河道左岸采用地連墻形式。結合工程地質情況，考慮施工場地平面，采用潛水組合鉆——氣舉反循環復合工藝成槽，接頭管、鋼筋籠安裝，混凝土灌注采用泵送、雙管等特殊工藝進行施工。

地連墻形式在河道改造中應用較少，但地連墻具有開挖占地少、工期短、施工工藝成熟等特點，值得在其他河道改造中推廣使用?，F將地連墻施工工藝簡介如下：

采用噴導管氣舉反循環組合潛水鉆機成槽工法；現場制作、安裝鋼筋籠；混凝土攪拌站拌制—罐車運輸—導管法澆筑水下混凝土。工藝組成：氣舉反循環組合潛水鉆成槽；氣舉反循環修槽機修整槽壁；鋼筋籠制作、吊放、安裝、固定；水下混凝土灌注；接頭管安裝、起拔。

該工藝所用設備的主要部分由噴導管及以該管為導向滑道的潛水組合鉆組成。噴導管用直徑273 mm的無縫鋼管制成，其長度大于槽深2 m，該導管插入先導孔內，下端為泥渣、碎石的入口，上端為彎曲的噴出口，利用6 m3以上的空氣壓縮機向噴導管下端輸入高壓空氣，噴導管入口與出口間產生巨大壓差由泥漿將泥渣、碎石噴出地面，因此該法又稱“氣舉反循環”。

根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ 120—2012）驗算地連墻的穩定性

式中：Kem為嵌固穩定安全系數，安全等級為一級、二級、三級的懸臂式支擋結構，Kem分別不應小于1.25、1.2、1.15；Eak、Epk分別為基坑外側主動土壓力、基坑內側被動土壓力合力的標準值，kN；Za1、Zp1分別為基坑外側主動土壓力、基坑內側被動土壓力合力作用點至擋土構件底端的距離，m。

地連墻受力示意圖如圖3所示。

本工程地連墻屬于三級懸臂式支擋結構，Kem=1.15，經計算，地連墻埋置深度6 m滿足要求，Kem=1.15。

圖3　地連墻受力

圖4　斷面形式三

設計左岸地連墻高10.3 m，埋深6 m，擋土高度為4.3 m，滿足安全穩定要求。地連墻河底部分采用格賓護墊防護防止沖刷破壞。為了滿足景觀要求，在河底以上地連墻迎水側采用掛網澆筑10 cm厚混凝土，保持外立面平整，并在景觀水位以上涂抹防碳化涂料。斷面形式如圖4所示。

4　結語

外環線東北部調線工程為天津市北部新區外圍最重要的環線快速路，帶動本地區整體開發建設，服務于中心城區持續繁榮具有重大意義，項目作為交通基礎設施，將對北部新區的開發和建設起到引擎推動作用。外環河的改造很好地滿足了調線工程的實施，同時也滿足了天津市防洪排澇的要求，目前工程已施工完成，本次設計中地連墻應用于河道護岸工程中，取得了很好的效果，解決了在市區中用地緊張、協調難度大、工期緊等問題。地連墻的施工工藝已在地鐵建設中成熟運用，但在河道改造中應用不多，通過這次取得的不錯效果建議在河道建設中有針對性地推廣使用。

［1］SL 379—2007，水工擋土墻設計規范［S］.

［2］JGJ 120—2012，建筑基坑支護技術規程［S］.

［3］GB 50286—2013，堤防工程設計規范［S］.

TV8

B

1009-7716（2016）07-0235-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.07.069

2016-03-02

池麗敏（1981-），女，河北張家口人，工程師，從事水利規劃設計工程。