楊旭東 傅鶴林 胡才超 韓培培

摘要：文章結(jié)合廣州如意坊放射線一期工程實(shí)例，針對其工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和周邊環(huán)境情況，從深基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工等方面，分析了其基坑施工的重難點(diǎn)，并提出了相應(yīng)的對策，可為該隧道基坑設(shè)計(jì)施工提供技術(shù)支持，也可為類似工程提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：基坑;明挖隧道;圍堰;干塢;設(shè)計(jì);對策

0 引言

廣州如意坊放射線一期工程，位于荔灣區(qū)，北起內(nèi)環(huán)路如意坊立交，經(jīng)如意坊隧道過江后與芳村大道相接，止于芳村大道，與芳村大道成T型交叉，見圖1。隧道主線全長1 511 m，其中岸上段893 m，沉管段618 m。隧道岸上段分為黃沙端和芳村端兩段：黃沙端岸上段總長503 m，其中敞開段217 m，暗埋閉口段286 m;芳村端岸上段總長390 m，其中敞開段179 m，暗埋閉口段211 m。其中基坑是關(guān)鍵控制工程，因此對其重難點(diǎn)及施工對策進(jìn)行研究十分必要。

1 工程地質(zhì)概況

據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，場區(qū)位于荔灣單斜南翼，主要斷裂為廣從斷裂和廣三斷裂。

廣從斷裂：經(jīng)五雷嶺以北，沿白云山西麓切過，向南越過珠江至鹽步延出區(qū)外。斷裂兩側(cè)巖性、巖相、古地理都有很大差異，是流溪河（PZ2）斷陷、白云山—羅崗（PZ1）斷隆及廣州（Mz）斷陷、鹽步拗陷等構(gòu)造單元的分界線。斷裂發(fā)生于加里東期，活躍于中生代，至今仍在活動，斷層產(chǎn)狀傾向NW，傾角40°～60°，正斷層。該斷裂在場區(qū)南側(cè)通過，與擬建工程近平行分布。

廣三斷裂：該斷裂經(jīng)白鵝潭水道—五鳳村—石榴崗—侖頭—長洲島北岸止。斷裂東段為廣州斷陷與侖頭—新造（PZ1）斷隆分界線，西段為流溪河（PZ2）斷陷與鹽步石灣（Kz）拗陷分界線。斷裂呈近東西走向，向南傾，傾角50°，屬正斷層。廣三斷裂于珠江水道處下擬建過江隧道呈正交通過，并在隧道東南側(cè)附近（約370 m）與廣從斷裂相交匯合。

1.1 地層巖性

場地主要出露第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層（Q4mc）、第四系上更新統(tǒng)沖積層（Q3al）、殘積層（Qel）及白堊系上統(tǒng)（K2d）碎屑沉積巖層。

1.2 不良地質(zhì)及特殊巖土

場區(qū)內(nèi)不良地質(zhì)主要為飽和砂土液化及軟土震陷。第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層②2、②3、②4砂層經(jīng)液化判別為液化土。液化土層在強(qiáng)震時，由于液化造成地基失穩(wěn)，是場地和地基穩(wěn)定性的不利因素。施工區(qū)軟土厚度大且分布廣，在強(qiáng)震作用下，有發(fā)生軟土震陷的可能。

2 明挖隧道與圍堰設(shè)計(jì)概況

2.1 圍堰設(shè)計(jì)概況

由于岸上明挖隧道結(jié)構(gòu)與沉管段接口位于江中，進(jìn)入江中段采用雙排拉森Ⅳ鋼板樁圍堰，堰內(nèi)吹砂回填，堰外拋石反壓形成陸域。黃沙端圍堰起訖里程為K1+020～056，長36 m，堰體寬7 m，設(shè)1道500 mm拉桿;芳村端圍堰起訖里程為K1+639～696，長57 m，堰體寬10 m，設(shè)兩道（第1道500 mm、第2道800 mm）拉桿。江中圍堰段基坑圍護(hù)如圖1所示。

2.2 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況

基坑支護(hù)根據(jù)結(jié)構(gòu)埋深分別采用放坡開挖、鉆孔樁、地下連續(xù)墻和帶鎖扣 鋼管樁等支護(hù)形式，黃沙端 基坑具體支護(hù)形式見表1，支護(hù)結(jié)構(gòu)平面圖見圖2;芳村端基坑具體支護(hù)形式見表2，支護(hù)結(jié)構(gòu)相對簡單，設(shè)計(jì)圖在此略。

3 干塢設(shè)計(jì)概況

干塢布置于黃沙端東側(cè)貨運(yùn)場，基坑尺寸為147 m×145.5 m，基坑開挖深度為13.7～14.1 m，非管段預(yù)制區(qū)開挖底標(biāo)高為-6.2 m，預(yù)制區(qū)開挖標(biāo)高為-6.6 m。

基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻+4道錨索支護(hù)，其中臨江側(cè)采用1 m厚、9 m寬格構(gòu)式地下連續(xù)墻，東西兩側(cè)近江側(cè)采用1 m厚T型地下連續(xù)墻，其他段采用1.2 m一字型地下連續(xù)墻，見圖2?？紤]到干塢基坑范圍地質(zhì)較差，連續(xù)墻外側(cè)采用600@500 mm單軸攪拌樁和內(nèi)側(cè)850@600 mm三軸攪拌樁槽壁加固。

干塢基底內(nèi)側(cè)貼近連續(xù)墻7.45 m范圍（塢口范圍除外）采用850@600 mm三軸攪拌樁格柵式加固，其余范圍采用500@1 500 mm CFG樁（正方形布置）加固，樁底進(jìn)入全風(fēng)化巖≥1 m或中、微風(fēng)化巖≥0.5 m。

塢底結(jié)構(gòu)管段預(yù)制區(qū)厚1 m，自下而上結(jié)構(gòu)為：300 mm厚級配碎石褥墊層、120 mm厚中粗砂倒濾層、180 mm厚C25鋼筋混凝土板、300 mm厚中等級配碎石（120 kN壓碾機(jī)碾壓）、100 mm厚C25素混凝土。其中預(yù)制區(qū)域橫向設(shè)6條600 mm×1 400 mm混凝土梗梁，頂面與100 mm厚C25素混凝土齊平。相鄰梗梁間縱向設(shè)置3條通長導(dǎo)水槽，橫向每間隔5 m設(shè)置一條導(dǎo)水槽，導(dǎo)水槽斷面尺寸為100 mm×100 mm。非預(yù)制區(qū)域塢底結(jié)構(gòu)厚0.6 m，自下而上結(jié)構(gòu)為：300 mm厚級配碎石褥墊層、100 mm厚中粗砂倒濾層、200 mm厚C25鋼筋混凝土板。

A型采用雙排T型地下連續(xù)墻+中間一字墻通過雙十字穿孔鋼板剛性連接形成格構(gòu)式護(hù)岸墻，墻厚1 m，墻間600@500 mm攪拌樁滿堂加固，墻頂1 m厚鋼筋混凝土板連接，其中上跨地鐵11號線盾構(gòu)區(qū)間護(hù)岸墻上下設(shè)兩道1 m厚鋼筋混凝土板連接，墻底距盾構(gòu)隧道頂至少0.7 m;B型采用雙排T型地下連續(xù)墻，C型采用雙排一字型地下連續(xù)墻，B、C型墻頂均通過1.5 m厚鋼筋混凝土板連接。

珠江堤岸恢復(fù)采用預(yù)制沉箱+L形擋墻結(jié)構(gòu)，沉箱結(jié)構(gòu)下方拋填塊石（充砂）或漿砌塊石作為基礎(chǔ)，箱內(nèi)回填砂。

4 重難點(diǎn)分析及對策

4.1 工程特點(diǎn)分析

通過認(rèn)真研讀招標(biāo)文件、施工設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場施工調(diào)查，本工程主要特點(diǎn)可概括為“一大、二多、三高”。

4.1.1 一大：工程規(guī)模大

本工程隧道主線全長2 394.834 m，由主線明挖隧道、江中沉管隧道、兩端連接線道路、如意坊立交及旁建干塢組成，工程施工工作量大。

4.1.2 二多：專業(yè)多、工法多

本工程涉及道路工程、隧道工程、橋梁工程、排水工程、照明工程、交通工程及交通疏解、綠化工程、電力管溝工程、管理控制中心及供配電工程等，涉及專業(yè)及工法多樣?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)有工字鋼接頭連續(xù)墻、十字鋼板連續(xù)墻、鉆孔樁、鎖扣鋼管樁、放坡，結(jié)合有內(nèi)支撐、錨索、懸臂等形式的支護(hù)體系;基底、軟弱地層加固有三軸攪拌樁、CFG樁、中粗砂換填、級配碎石換填;槽壁加固有攪拌樁、旋噴樁等。

4.1.3 三高：工期風(fēng)險(xiǎn)高、實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)高、施工要求高

本工程工作面多，施工接口多，施工工程量大，施工場地征拆難度大，江中施工與岸上施工相互交錯、相互制約等不確定因素多，對工程實(shí)施計(jì)劃造成影響。工程環(huán)境復(fù)雜、地質(zhì)條件復(fù)雜、不良地質(zhì)條件特征明顯等條件，增加了深基坑、沉管、水上作業(yè)施工難度，施工、技術(shù)、安全、質(zhì)量等風(fēng)險(xiǎn)源多，工程實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)大。本工程集路、橋、隧工程且越江跨路對接珠江兩岸城市主干道施工，對施工組織管理、技術(shù)管理、安全質(zhì)量管理、環(huán)境保護(hù)、文明施工等要求高。

4.2 重難點(diǎn)分析

（1）黃沙端岸上隧道上跨地鐵11號線如意坊站，基坑最寬為39.47 m，最深為19.05 m;芳村端基坑最寬為37.2 m，最深為18.43 m;干塢基坑尺寸為147 m×145.5 m，基坑開挖深為13.7～14.1 m。兩岸明挖基坑范圍大面積分布有淤泥質(zhì)地層、液化砂層，部分結(jié)構(gòu)底板位于淤泥層中。尤其是黃沙端存在地鐵車站、岸上明挖隧道及干塢等相鄰多基坑施工，同時隧道基坑緊臨新風(fēng)港A9宿舍樓及運(yùn)營地鐵6號線。淤泥質(zhì)基坑開挖過程中在水土壓力和施工擾動的情況下容易產(chǎn)生涌水、涌砂和壓縮變形、基底隆起等不利現(xiàn)象，從而會引起基坑周邊建（構(gòu)）筑物的不均勻沉降破壞，甚至引起基坑失穩(wěn)。

（2）沉管基槽開挖最深處約16 m，受珠江航道影響，基槽需分期、分段開挖完成后再進(jìn)行管段浮運(yùn)、沉放安裝，而且管段分兩批預(yù)制、沉放，施工周期長，受長期河流沖刷及潮汐影響，基槽邊坡易塌陷、基槽內(nèi)易回淤，基床存在淤泥將導(dǎo)致沉管管段沉降無法控制，可能發(fā)生重大漏水風(fēng)險(xiǎn)。沉管基底黃沙端部分位于中風(fēng)化地層處需水下爆破或鑿巖棒沖擊開挖，芳村端部分位于液化砂層，需淤泥軟弱地層，需換填級配碎石，因此基槽開挖與穩(wěn)定、基床處理施工是沉管施工控制的重點(diǎn)。

（3）黃沙端、芳村端及干塢圍堰進(jìn)入珠江部分施作圍堰作止水、圍護(hù)使用，干塢基坑靠珠江側(cè)無法施作錨索，采用懸臂格構(gòu)連續(xù)墻支護(hù)。

4.3 深基坑施工對策

（1）開工前做好對基坑周邊建、構(gòu)筑物的詳細(xì)調(diào)查，并請有房屋鑒定資質(zhì)的第三方單位進(jìn)行鑒定、出具鑒定結(jié)論并簽認(rèn)。

（2）嚴(yán)控圍護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求及規(guī)范施工。

（3）塢口圍堰帶鎖扣鋼管樁為支護(hù)擋水一體的結(jié)構(gòu)，控制鋼管樁定位精確及垂直度、鎖口密封防水是關(guān)鍵。根據(jù)開挖降水，必要時增設(shè)外圍全包止水鋼板樁及注漿管實(shí)施注漿止水措施。

（4）重視基坑降水管理，確保降水質(zhì)量;充分做好基坑四周排水工作，保持基坑內(nèi)無水作業(yè)。

（5）按照時空效應(yīng)理論指導(dǎo)基坑施工，遵循“開挖支撐、先撐后挖、分層分段開挖、分段施作結(jié)構(gòu)、嚴(yán)禁超挖、限時作業(yè)”的原則，并注意坑內(nèi)縱向放坡的穩(wěn)定。

（6）基坑開挖到底，快速施作混凝土地模及墊層封底，縮短基底暴露時間，盡快進(jìn)行結(jié)構(gòu)回筑，做到快開挖、快支護(hù)、快回筑。

（7）對基坑進(jìn)行全方位、全過程的監(jiān)控量測，信息化施工。

（8）基坑開挖前制定詳盡、切實(shí)可行的應(yīng)急預(yù)案，備好各種應(yīng)急物資，成立搶險(xiǎn)應(yīng)急分隊(duì)，組織搶險(xiǎn)演練。

（9）進(jìn)場后提供條件完善詳勘鉆孔，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行針對性圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確?；又ёo(hù)體系可靠。

5 結(jié)語

本文從工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和周邊環(huán)境著手，從深基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工等方面對基坑的重難點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的對策，可為該隧道基坑設(shè)計(jì)施工提供技術(shù)支持，也可為類似工程提供技術(shù)參考。

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收稿日期：2020-06-05