軟土地區(qū)涉河橋隧合建減沉施工技術研究

摘 "要：針對涉河地下空間隧道和高架路橋建設工程，因周邊環(huán)境復雜，場區(qū)交通壓力大，依托235國道杭州老余杭至五常段改建工程，通過河道臨時改遷，提出橋隧共線共面結構設計理念，研發(fā)一種軟土地區(qū)涉河橋隧合建減沉施工技術，為類似工程施工提供借鑒。

關鍵詞：墻式墩；橋隧合建；遷改；樁基；軟土地區(qū)

中圖分類號：U231.4 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2095-2945（2024）20-0158-05

Abstract： In view of the river-related underground space tunnel and viaduct construction project， due to the complex surrounding environment and high traffic pressure， relying on the reconstruction project of the section from Laoyuhang to Wuchang sections of National Highway 235 in Hangzhou， through the temporary transformation of the river， the design concept of coplanar structure of bridge and tunnel is put forward. In this paper， a construction technology for reducing the settlement of river-crossing bridges and tunnels in soft soil area is developed， which can be used as a reference for similar projects.

Keywords： wall pier; joint construction of bridge and tunnel; relocation; pile foundation; soft soil area

城市交通是城市建設的重要內容，當前著眼于建設現(xiàn)代化國際城市，正不斷完善城區(qū)路網(wǎng)建設，地下空間隧道和高架路橋開發(fā)促使交通環(huán)境變得高效暢通。為避免相互施工干擾過大和結構變形安全影響，兩者普遍采取分開設計、獨立建設，但隨著場地空間資源不斷緊缺，交通線網(wǎng)難免縱橫交錯相互關聯(lián)，尤其是當交通建設線路涉及河道交叉時，既要保障既有河流的正常疏浚和道路交通導向，也要滿足建設工程質量安全是涉河交叉工程建設的難題。國內外學者也開展大量研究，楊家熙[1]提出了地鐵車站、高架橋同位組合體結構。方迎利[2]將地鐵與高架橋結構結合，有利于減小對既有建筑的影響，同時降低了拆遷工作和施工風險。趙月[3]依托廈門市地鐵雙線換乘車站，對城市橋梁下設置地鐵車站的設計思路進行闡述。靳貴龍[4]基于廈門市地鐵T型換乘車站與市政高架橋梁合建工程，通過有限元分析，對高架橋梁荷載下的地鐵車站結構的受力和穩(wěn)定性方面進行了研究。王金山[5]依托合肥軌道交通1號線水陽江路站，對城市橋梁與地鐵車站同期同位合建的設計思路進行闡述。陳海勇等[6]為確保復雜環(huán)境下地鐵車站的施工安全，以成都地鐵中醫(yī)學院站“站橋合一”模式及深基坑蓋挖施工為例，總結探討了地鐵車站施工的安全風險類型和風險應對措施。

針對這類涉河地下空間隧道和高架路橋建設工程，在僅有的場地空間資源和河道軟土地質情況下橋隧合建，具有交通壓力大、施工組織管理難度大、結構穩(wěn)定性和安全性要求高等難點，因此，開發(fā)一種集約化、立體化的橋隧合建結構形式是解決城市交叉工程建設的關鍵，也是保證工程質量和工期的核心。在河道臨時改遷基礎上，本文提出了在建橋隧共線共面結構設計理念，并對軟土地區(qū)涉河段橋隧合建施工關鍵技術展開研究，解決了類似工程技術復雜難點問題。

1 "工程概況

235國道杭州老余杭至五常段改建工程是新建杭州火車西站的配套工程。該工程施工條件復雜：明挖交通隧道與通義港河道交叉，河道呈Y字形，最寬處為80 m左右，汛期最高水位4.01 m，該河需要遷改和復位；隧道主體結構與上方高架橋梁需要共建，隧道頂板上部新建墻式墩作為橋梁基礎；隧道基坑兩側緊鄰在建高架橋梁匝道，兩者相距8 m，導致基坑施工場地狹窄，如圖1所示。

2 "結構設計與實施方式

2.1 "橋隧合建結構立體化

地下空間隧道采用單箱型三室框架結構，由下向上平順施工，同時于隧道頂板上方新建6 m×20 m矮T梁通義港大橋，如圖2（a）所示。通義港橋與隧道合建采取“共交通路線”設計模式，隧道整體結構作為高架橋梁下部基礎，隧道頂板設置上翻梁，尺寸為3.5 m×4.5 m，高架橋墻式墩柱基礎與隧道頂板上翻梁固結施工，整體結構共面合建，如圖2（b）所示。

2.2 "減沉樁基土體加固

針對軟土地區(qū)大體積結構施工過程中及工后產(chǎn)生較大沉降、危害結構安全問題，本施工技術在隧道結構底板下部采用樁基與φ850@600三軸攪拌樁滿堂加固減沉措施相結合，與土體共同承擔上部橋隧結構荷載，將橋隧組合荷載有效傳遞，充分發(fā)揮減沉樁的作用，優(yōu)化樁量設計。如圖3所示。

2.3 "主體結構施工順序及河道恢復

通義港大橋分為橋隧合建主線部分及兩側匝道橋部分，具體施工階段如下。

階段一：先施工4號基坑隧道主體結構；階段二：施工橋隧合建部分墩柱，以隧道頂板上翻梁為基礎，先澆筑底部上翻梁并預埋墩柱鋼筋，再立模澆筑墻式墩及其蓋梁。此外，兩側匝道橋下部樁基礎同步施工，樁基埋設永久鋼護筒；階段三：施工兩側匝道墩柱，先澆筑底部樁頂系梁并預埋墩柱鋼筋，再立模澆筑柱式墩及其上部橋面結構，同步施工橋隧合建上部橋面結構；階段四：主體結構施工完畢后破除原有基坑兩側圍護結構，并開挖兩側匝道橋投影區(qū)域土體；階段五：將河道永久恢復到通義港橋下。施工步驟流程如圖3—圖5所示。

3 "施工工藝流程及操作要點

涉河橋隧合建減沉施工工藝流程，如圖6所示。

3.1 "基坑底減沉樁及滿堂加固

4號隧道基坑底部土體采用滿堂加固，基底以下深度4 m采用φ850@600水泥攪拌樁加固，并打設旋挖成孔減沉樁，樁長30 m，共同承載上部橋隧組合荷載。待地基加固完成后場地硬化及施工圍護結構，地下連續(xù)墻施工工序：導墻施工→成槽和泥漿護壁→下放鋼筋籠→插入導管→澆筑砼→下一幅槽段循環(huán)成墻。

3.2 "隧道主體結構施工

主體結構豎向：底板→側墻、中隔墻（鋼模）→頂板及剩余側墻、中隔墻共同澆筑→隧道頂板上翻梁，垂直分3層進行施工。主體結構施工分塊及分層情況如圖7所示。

3.3 "高架橋墻式墩與隧道頂板上翻梁固結施工

通義港大橋墩柱為4 m寬的7塊墻體式墩柱，以隧道頂板上翻梁為基礎，先澆筑底部上翻梁并預埋墩柱鋼筋，再立模澆筑墻式墩。澆筑模板應采用定型大塊鋼模，墩柱模板制作完成后應進行試拼，檢查模板的剛度、平整度、接縫密合性及結構尺寸等，如圖8和圖9所示。

3.4 "高架橋蓋梁及匝道施工

支架平臺搭設順序：測量放線→安放底座→安裝立桿→安裝水平桿→安裝斜桿→依照上述步驟逐層向上安裝→鋪設平臺，蓋梁鋼筋綁扎并澆筑成型，如圖10和圖11所示。

兩側匝道橋樁基礎施工，采用沖擊鉆打樁機和旋挖鉆設備，靠近基坑一側的樁基埋設永久鋼護筒，鋼護筒直徑1.5 m，壁厚為12 mm；兩側匝道施工墩柱，先澆筑底部樁頂系梁并預埋墩柱鋼筋，再立模澆筑柱式墩。

3.5 "隧道頂板兩側地連墻破除

為恢復通義港河道需將匝道與基坑之間頂板以上部分地連墻破除聯(lián)通，破除范圍：2 m擋墻+0.9 m冠梁+冠梁以下2.6 m的地連墻，將匝道底部與主線橋的底部聯(lián)通，如圖12所示。

3.6 "橋面及匝道結構施工

在蓋梁上部架設預支6 m×20 m矮T梁施工，中間空余部位設置中央分隔帶。兩側匝道蓋梁鋼筋綁扎支模澆筑，如圖13所示。

4 "施工效果分析

本文針對軟土地區(qū)涉通義港河高架路與明挖隧道合建交叉工程，利用施工現(xiàn)場有限場地空間資源，合理施工組織協(xié)調，對既有河道臨時改遷，開挖4號基坑施工，通過提出共線共面的設計理念，將隧道頂板設置上翻梁作為橋梁基礎，與高架橋的墻式墩柱固結在一起，實現(xiàn)橋隧合建，節(jié)約交通空間資源，保障了基坑正常開挖施工和河道流通。

綜上所述，本施工技術在保障交通的情況下，充分利用有限的場地資源，合理組織施工協(xié)調，提出涉河橋隧合建的施工技術方法，節(jié)約空間資源，河道改遷恢復，減少了施工中對現(xiàn)狀河道的影響，總體降低的施工安全風險，大大減小建設成本，與傳統(tǒng)施工技術更加安全可靠，綜合經(jīng)濟技術效益顯著。

5 "結論

本文以依托235國道杭州老余杭至五常段改建工程，提出了一種軟土地區(qū)涉河橋隧合建減沉施工技術，得出以下結論。

1）高架路橋與地下空間隧道合建采取“共交通路線”設計模式，地下空間隧道采用單箱型三室框架結構，由下向上平順施工。隧道整體結構作為橋梁下部基礎，在隧道頂板設置上翻梁并與高架橋的墻式墩固結，實現(xiàn)“共豎向結構面”合建形式，節(jié)約了交通空間資源，降低建設工程成本。

2）隧址位于軟土地區(qū)，為降低大體積結構施工過程中及工后產(chǎn)生較大沉降的安全隱患，在隧道結構底板下部采用樁基與滿堂加固減沉措施相結合，將橋隧組合荷載有效傳遞，充分發(fā)揮減沉樁的作用，優(yōu)化樁量設計，減少建設成本。

3）涉及既有河道交叉施工，通過河道臨時改遷至一期3號基坑頂板上方，待4號基坑隧道結構完成后將河道永久改至通義港橋下方（隧道頂板上方），保障了4號基坑正常開挖施工和河道南北向的正常流通，避免了通義港河汛期導流困難。

參考文獻：

[1] 楊家熙．地鐵明挖車站與高架橋同期同位合建關鍵技術研究[D]．成都：西南交通大學，2012．

[2] 方迎利.高架橋與地鐵結構結合設計初探[J].中國建設信息，2011（6）：49-51．

[3] 趙月.與市政橋梁合建的地鐵車站結構設計：以廈門地鐵呂厝站為例[J].隧道建設，2015，35（5）：439-442．

[4] 靳貴龍.高架橋梁荷載下地鐵車站結構受力性狀與整體穩(wěn)定性研究[D].南昌：華東交通大學，2017．

[5] 王金山.與市政橋梁結合建設的地鐵車站結構設計：以合肥軌道交通1號線水陽江路站為例[J].建設科技，2017（13）：80-81．

[6] 陳海勇，石達強.成都地鐵中醫(yī)學院站施工安全風險分析[J].隧道建設，2011，31（5）：559-565．