蘇州地鐵淺覆土區間通道下穿重要河道施工技術研究

0 引言

某河道是蘇州市在梅雨季節防洪排澇的重要通道，地鐵區間通道受條件制約，下穿此河道僅能采用明挖法施工。施工期間不僅需要保證蘇州市汛期的安全，還要確保結構施工的安全。因此，研究區間通道施工過程中的河道導流技術與圍護分期技術，對同類工程安全實施具有重要意義。

1工程概況

蘇州城市軌道交通某區間下穿市內重要河道，線路受鐵路段預留通道高程影響，此段區間出預留通道后采用 35‰ 下坡，穿過快速路后進入河道范圍，區間下穿河道段為地下一層箱型結構，頂板覆土厚度約為 0.5～3.0m 。下穿段河道寬度約 72m ，河底高程 -2.0m ，水面高程約 1.3m 。

由于此段區間覆土較淺，僅能采用鋼板樁圍堰筑島明挖法實施。施工期間不僅要保證航道船只的正常通行，還需保障汛期的安全。施工分為兩期，為使每一期河道過水斷面符合要求，采用“北擴南施、南擴北施”的原則，即對河道兩側先新建臨時駁岸進行河道拓浚，河道拓浚后圍堰圍閉進行主體基坑結構施工[1]。一期施工南側和二期施工北側的圍堰范圍內結構平面布置圖見圖1。

圖1河道導流與結構分期平面布置圖（單位：m）

過河段基坑圍護結構采用地連墻，基坑深度約11.5～14.0m ，結構底板位于粉砂夾粉土微承壓水層，與河道存在水力聯系，結構底板下砂層厚度約1.6～4.0m[2]

2河道導流與區間結構施工難點研究

為滿足通航需求以及保證汛期的安全，在圍堰占用期間，務必確保河道過水斷面不低于原有斷面的85% 。本段工程所處環境及水文地質條件錯綜復雜，工程接口眾多，施工工序繁雜，且施工作業場地極為狹小、受限。此外，分期施工不可避免地對坑底原狀土造成較大擾動，不可預見與不可控制因素層出不窮。綜合來看，施工難點主要涵蓋以下幾種類型。

（1）河道南北兩側均無條件進行大范圍的河道拓浚，需結合北側、南側能夠拓浚河道的寬度，研究滿足要求的河道導流方案。

（2）一期結構施工完成上部通水后，進行二期結構施工，此時一期圍護結構不僅需要阻斷水平方向來水，還需防止垂直方向水流，通過一期和二期結構交界位置進入二期基坑。一期與二期交界位置滲水通道主要有3種：圍護結構與主體結構間存在縫隙；底板下止水帷幕與底板結構間存在縫隙；二期圍堰鋼板樁與圍護結構間存在縫隙。需研究此3處滲水通道的止水措施。

（3）分期擋水墻拆除時結構已完成，無法實施鋼板樁圍堰，需研究分期擋水墻拆除的技術方案。

3河道導流與區間結構施工工藝及流程

3.1一期圍堰及結構施工工藝及流程

（1）施工北側臨時圍堰采用雙排拉森鋼板樁，圍堰寬度 2m ，樁長 12.0m ，樁頂高程 2.0m ；雙排鋼板樁間回填粘土，粘土頂高程 3.0m 。臨時圍堰與老駁岸相接處，需超出老駁岸 1m ，抽排圍堰場地內積水。

（2）實施北側一期臨時駁岸，受周邊環境影響，臨時駁岸分為鉆孔樁駁岸與重力式駁岸。臨近快速路側采用鉆孔樁駁岸，鉆孔樁 φ1.0m@ 1.2m ，樁長24m ，迎水面側設置鋼筋混凝土掛板，掛板從圈梁底至河床以下 0.5m ；遠離快速路側采用重力式駁岸。

（3）拆除臨時圍堰，進行一期河道拓浚，為滿足過水斷面要求，需同時增加河道寬度與河道深度。第一步：挖除拓寬區域土方至河底高程 -2.0m ；第二步：挖除拓深區域土方至 -4.0m ，拓深區域向東西兩側各延伸 100m ，高程由""漸變至 -2.0m ，斷面采用“凹”形狀，兩側平臺寬度 5m 并采用1：1.5放坡。（4）施工一期場地圍堰采用雙排拉森鋼板樁，圍堰寬度 3m ，樁長 15.0m ，樁頂高程 2.0m ；雙排鋼板樁間回填粘土，粘土頂高程 3.0m ，場地圍堰與老駁岸相接處，需超出老駁岸 1.0m 。（5）一期工程中，先對場地內積水進行抽排處理，徹底清除河床上部淤泥。隨后在場地內回填粘土并分層夯實，接著實施場地硬化作業，使場坪高程達到 2.0m 。在此基礎上，推進場地內圍護結構與主體結構的施工。待頂板強度滿足設計要求后，進行頂板防水施工，同步澆筑壓頂梁并安裝保護板。

3.2二期圍堰及結構施工工藝及流程

（1）實施一期場地內二期圍堰，施工一期與二期交界位置分期擋水墻，擋水墻厚度 0.4m ，頂板施工時預留分期擋水墻鋼筋，墻頂高程 3.0m 。

（2）施工南側臨時駁岸圍堰，實施二期臨時重力式駁岸。

（3）頂板上部回填粘土至高程 -3.0m 并夯實，拆除分期擋水墻南側圍護結構至高程 -3.0m ，按照二期拓浚方案，挖除場地內土方與拓寬區域土方至河底高程 -2.0m 。

（4）拆除一期圍堰，使已完成結構上部通水。

（5）挖除拓深區域土方至 -3.0m ，拓深區域向東西兩側延伸與一期拓深區域連接，高程進行漸變，斷面采用“凹”形狀，兩側平臺寬度 5m 并采用1：1.5放坡[3]。

（6）進行北側剩余二期圍堰施工，圍堰均采用雙排拉森鋼板樁。駁岸圍堰寬度 2m ，樁長 12.0m樁頂高程 2.0m ，樁間回填粘土；場地圍堰寬度 3m樁長 15.0m ，樁頂高程 2.0m ，樁間回填粘土。

（7）圍堰外一期拓深區域回填粘土至一期與二期拓深區域交界處。

（8）進行一期場地內積水抽排，清除河床上部淤泥，拆除二期場地內一期剩余圍堰，場地內回填粘土并夯實，進行場地硬化，使場坪高程達 2.0m ，進行場地內圍護結構與主體結構實工。待頂板強度滿足設計要求后，進行頂板防水施工，同步澆筑壓頂梁并安裝保護板。

3.3分期擋水墻拆除

（1）根據分期擋水墻拆除方案，沿土圍堰外側回填粘土并碾壓密實，挖除擋水墻外側土體至頂板[4]。

（2）采用繩鋸切割擋水墻，擋水墻切割至頂板。擋水墻分塊進行拆除，拆除期間采用吊車進行配合。

（3）施工擋水墻位置頂板防水及壓頂梁、保護板。（4）同步施工河道北側永久重力式駁岸，背后回填 6% 灰土，回填土密實度 ?95% 。

3.4 河道恢復

（1）二期結構頂板上部回填粘土至高程 -2.0m 并夯實，拆除圍護結構至高程 -2.0m ，挖除場地內多余土方至河床底，為減少圍護結構拆除期間的振動影響，均采用繩鋸切割。

（2）拆除二期圍堰，實施南側永久駁岸臨時圍 堰，進行場地內積水抽排并清除重力式駁岸基礎范圍 內淤泥。

（3）施工河道南側永久重力式駁岸，背后回填6% 灰土，回填土密實度 ?95% 。

4一期與二期結構交界位置止水措施

北側快速路上部為高架橋，橋梁凈高約 8.0m ，受橋梁凈高限制，僅能采用鉆孔樁 + 高壓旋噴樁的圍護形式，且結構底板位于粉砂夾粉土微承壓水層。在一期結構完工、二期結構施工階段，已完成結構的上部河道水深約達 4.3m 。在強大水壓作用下，河水會經前文分析的3種滲水通道滲人二期基坑，進而引發安全風險。因此，需針對這3種滲水通道深入研究切實有效的止水措施。此外，為減輕后期河道清淤作業碰撞結構所帶來的影響，特在河道段頂板設置防護板。

4.1圍護結構與主體結構間縫隙止水措施

（1）經研究分析，一期圍堰場地內圍護結構采用地連墻，兩期結構交界處圍護結構為分期地連墻，一期與二期結構交界處底板下止水帷幕為素地連墻1，地連墻頂高出基坑底 0.2m 。一期圍護與二期圍堰鋼板樁交接處優化為“十”字型地連墻，“十”字型地連墻南北方向部分是基坑支護，需設置鋼筋籠，東西方向部分是止水帷幕，采用素混凝土，為素地連墻2，“十”字型地連墻頂高程與冠梁底齊平（見圖2）。

（2）地連墻施工期間同步預埋壓頂梁鋼筋接駁器，頂板防水保護層澆筑完成，鑿出壓頂梁接駁器，壓頂梁高度范圍地連墻全面鑿毛，涂刷水泥基滲透結晶，增設2道止水條，安裝壓頂梁與防護板鋼筋，澆筑混凝土。防護板與分期擋水墻采用同樣的方式進行連接。

圖2兩期結構交界位置止水措施平面圖

4.2底板下止水帷幕與底板結構間縫隙止水措施

（1）一期基坑開挖過程中同步拆除基坑內素地連墻2，拆除至墊層中部；同步拆除基坑內素地連墻1至墊層中部，拆除過程需盡量減少對基坑底土層的擾動。（2）二期基坑開挖過程中同步拆除分期地連墻，拆除至墊層中部。（3）一期基坑施工過程中在分期地連墻、素地連墻1/2南側設置 400mm×600mm 下翻梁，下翻梁采用素混凝土與墊層同時澆筑。（4）一期與二期主體結構連接位置底板、側墻、頂板施工縫密貼分期地連墻，于結構內預埋鋼筋接駁器，二期主體結構施工時鑿出并連接。

4.3二期圍堰鋼板樁與圍護結構間縫隙止水措施

（1）二期圍堰鋼板樁與圍護結構間的止水方案有2種。方案一：素地連墻2混凝土澆筑完成未凝固前，將二期圍堰鋼板樁插入素地連墻2混凝土內部，預留后期圍堰鋼板樁接頭，插入混凝土內的鋼板樁后期與圍護結構同步拆除。方案二：利用一期場地實施二期與一期交界位置圍堰，外排鋼板樁應密貼素地連墻2陰角部位，內排鋼板樁應密貼地連墻，在素地連墻2端部與鋼板樁交界位置、內排鋼板樁與地連墻交界位置增加高壓旋噴樁止水加固措施，深度同圍堰鋼板樁，在一期圍堰拆除前實施完成。

（2）分期擋水墻兩端伸至地連墻外側，一期場地內圍護結構拆除時，地連墻拆除至分期擋水墻北邊，分期擋水墻與剩余地連墻植筋連接。兩者連接面地連墻鑿毛，涂刷水泥基滲透結晶，增設2道止水條，最后澆筑分期擋水墻混凝土。

4.4分期擋水墻拆除圍堰措施

（1）一期圍堰拆除前，在分期擋水墻外側設置土圍堰，圍堰頂寬度 3m ，1：1.5放坡。在過水斷面滿足要求的情況下，應考慮盡量增大圍堰寬度，增加滲水通道長度，同時需保障圍堰土體的密實度（見圖2）。

（2）分期擋水墻拆除時，將土圍堰頂加寬至10m ，1：1.5放坡，并保證新增加圍堰土體的密實度，利用土圍堰在盡量短的時間內拆除分期擋水墻，減少河道占用時間。

5結語

（1）本工程涉及工序多，各工序環環相扣并互相制約，無法平行作業，工序轉換繁雜，施工周期長，難度大，安全風險高。

（2）采用本文中的河道導流措施，成功保證了整個汛期的施工安全；采用本文中的一期與二期結構交界位置的止水措施，雖然在二期基坑開挖過程中產生了輕微的滲漏，但經過簡單的堵漏，安全地完成了整個區間通道的建設。

（3）采用圍堰明挖法下穿河道，不建議采用鉆孔樁 + 水泥式正水帷幕，此種圍護形式阻止水平方向來水效果較好，阻斷垂直方向來水效果較差，二期結構施工時會產生較高的安全隱患，且水泥加固體在河道強水壓下缺陷會無限放大，處理困難。

（4）本工程不僅要承擔地下水滲漏的風險，還需承擔河道水流進入基坑的風險。因此，上述3種滲水通道的止水措施尤為重要，質量應嚴格保證。

（5）分期擋水墻拆除期間，應加密土圍堰的監測與巡視，以保證拆除期間的安全。

參考文獻：

[1］胡平．明挖綜合管廊下穿河道筑島圍堰施工技術［J]．建筑安全，2020，35（8）：38-41.

[2]劉宇航.軌道交通明挖車站施工技術研究［J]．建筑技術，2025，56（2）：179-183.

[3］趙剛，薛普恒.綜合管廊下穿某河流方案研究［J]．建筑技術開發，2019，46（5）：106-107.

[4」賀躍賓，唐永福，張林，等．明挖地下隧道下穿河流施工技術［J].建筑技術，2017，48（6）：655-657.