CN108755719A - 跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法 - Google Patents

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彭琦
王建新
黄夏寅
马敏
唐超华
余世为
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D19/00Keeping dry foundation sites or other areas in the ground
    • E02D19/02Restraining of open water
    • E02D19/04Restraining of open water by coffer-dams, e.g. made of sheet piles
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/063Tunnels submerged into, or built in, open water
    • E02D29/077Tunnels at least partially built beneath the water-bed characterised by being made by methods involving disturbance thereof all along the location line, e.g. by cut-and-cover or caisson methods

Abstract

本发明公开一种跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法,具体包括以下步骤:测量放样、打设防撞保护桩、海床清理、围堰堰提施工、抽排围堰内海水、隧道明挖施工、围堰拆除及拔除保护桩。本发明提供的跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法,采用明挖法适应性强,基本不受断面形式、隧道埋深、地质条件等因素影响;通过在海底隧道线路两侧修筑施工围堰进行挡水,待抽干围堰内海水后,再进行常规的基坑明挖施工,修筑隧道,最后再回填覆土拆除施工围堰,恢复原状海面,达到了修筑浅覆土、多出入口衔接匝道海底市政隧道的目的。

Description

跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法
技术领域
[0001]本发明涉及海底隧道技术领域,特别是涉及一种跨海海底市政隧道围堰明挖施工 方法。
背景技术
[0002] 跨海海底市政隧道由于其功能的特殊性,为便于与其它市政道路连接,隧道上岸 较早,因此海底市政隧道埋深较浅,同时存在一定长度的地下匝道及出入口过渡段,即隧道 断面存在多样性。矿山法和盾构法均须保证较大的覆土厚度,且地质条件对工程造价、工期 及施工安全等影响较大;沉管法施工要求隧道场地开阔以满足沉管沉放锚定的作业需求; 同时盾构法隧道与沉管法隧道断面形式固定,须采用其它工法施工地下匝道及出入口过渡 段才能充分与其它市政道路进行衔接。鉴于采用矿山法、盾构法及沉管法修建的跨海海底 市政隧道埋深大、受地质条件影响大、不便于与市政道路衔接等缺点,需要提供一种能够解 决这一系列技术问题的新的施工方法。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法,以解决上述现有 技术存在的问题,适应性强,基本不受断面形式、隧道埋深、地质条件等因素影响,达到了修 筑浅覆土、多出入口衔接匝道海底市政隧道的目的。
[0004] 为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种跨海海底市政隧道围 堰明挖施工方法,包括以下步骤:
[0005] 第一步:测量放样,确定围堰的中心线及外边线,并在所述中心线和外边线上设置 控制桩;
[0006] 第二步:打设防撞保护桩,在所述围堰的外边线外侧设置防撞保护桩;
[0007] 第三步:海床清理,围堰施工前对隧道两侧围堰线范围内的抛石、填石等障碍物及 淤泥进行清理;
[0008] 第四步:围堰堰体施工;
[0009] 第五步:抽排围堰内海水,围堰施工完成、检验堰体可靠性后对堰体内海水进行抽 排;
[0010] 第六步:隧道明挖施工,围堰内海水抽排完成形成干地施工条件后,按照常规陆域 基坑施工工序,分区分段进行基坑围护结构施工、基坑开挖、隧道结构浇筑,隧道顶覆土回 填至规划海床标高;
[0011] 第七步:围堰拆除及拔桩,恢复原状海面。
[0012] 可选的,在所述中心线和外边线上间隔10-20m设置所述控制桩。
[0013] 可选的,在所述围堰的外边线外l〇m位置间隔50m打设一根所述防撞保护桩。
[0014] 可选的,所述防撞保护桩为钢管保护桩,所述钢管保护桩露出水面部分涂刷红白 色条形反光漆。
[0015] 可选的,所述围堰堰体的形式包括土石围堰、钢筋混凝土板桩围堰、钢板桩围堰和 钢管粧围堪等。
[0016] 可选的,所述围堰堰体的顶部高程大于施工海域极端高水位1.0m。
[0017] 可选的,抽排海水过程中必须严格控制降水速度,并对围堰的水平及沉降位移进 行监测,同时根据堰体的渗漏及稳定情况,及时调整抽排速度。
[0018] 可选的,在围堰拆除前,应将围堰内的垃圾及废物等全部进行清理,并对围堰内回 灌海水,而后按与围堰施工相反的顺序分段拆除围堰,最后拔除钢管保护桩,恢复原状海 面。
[0019] 本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
[0020] 本发明将明挖法应用于海底市政隧道施工,提出了一种跨海海底市政隧道围堰明 挖施工方法,通过在海底隧道线路两侧修筑施工围堰进行挡水,待抽干围堰内海水后,再进 行常规的基坑明挖施工,修筑隧道,最后再回填覆土拆除施工围堰,恢复原状海面,达到了 修筑浅覆土、多出入口衔接匝道海底市政隧道的目的。
附图说明
[0021] 无
具体实施方式
[0022] 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅 是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0023] 本发明的目的是提供一种跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法,以解决上述现有 技术存在的问题,适应性强,基本不受断面形式、隧道埋深、地质条件等因素影响,能达到了 修筑浅覆土、多出入口衔接匝道海底市政隧道的目的。
[0024]本发明提供的跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法,包括以下步骤:第一步:测量 放样,确定围堰的中心线及外边线,并在所述中心线和外边线上设置控制桩;第二步:打设 防撞保护桩,在所述围堰的外边线外侧设置防撞保护桩;
[0025]第三步:海床清理,围堰施工前对隧道两侧围堰线范围内的抛石、填石等障碍物及 淤泥进行清理;第四步:围堰堰体施工;第五步:抽排围堰内海水,围堰施工完成、检验堰体 可靠性后对堰体内海水进行抽排;第六步:隧道明挖施工,围堰内海水抽排完成形成干地施 工条件后,按照常规陆域基坑施工工序,分区分段进行基坑围护结构施工、基坑开挖、隧道 结构浇筑,隧道顶覆土回填至规划海床标高;第七步:围堰拆除及拔粧,恢复原状海面。
[0026]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合具体实施方式 对本发明作进一步详细的说明。
[0027]本发明提供一种跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法。
[°028]围堰是指在水中建造永久性建(构)筑物时,为防止水和土进入建(构)筑物施工 场地而修建的临时性围护结构。
[0029]出入口 :在隧道主线上设置的供车辆驶出或者驶入隧道主线的单向交通路口,— 般通过匝道与衔接道路连接。
[0030] 近年来,随着我国城市建设和交通需求的快速发展,越来越多的城市规划和建设 了一大批海底市政隧道,如厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道、珠海马骝洲海底隧 道、深圳海滨大道海底隧道等;且隧道断面大跨度化、多出入口化的趋势明显,双向六车道、 双向八车道断面屡见不鲜,深圳海滨大道海底隧道左右线各设置了两个出入口,出入口衔 接段单孔净跨达到了 27m,给隧道设计和施工带来了极大的挑战。
[0031] 海底隧道由于其所处环境的特殊性,其施工方法一般采用矿山法、盾构法、沉管法 和明挖法。
[0032] 矿山法是应用岩体力学理论,以维护和利用围岩的自承载能力为基点,采用锚杆 和喷射混凝土为主要支护手段,及时进行支护,控制围岩变形和松弛,使围岩成为支护体系 的组成部分,并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道设计施工的方法和原则。
[0033] 盾构法是指使用盾构机,一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳,一边进行隧道 掘进、出渣、并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆,不扰动围岩而修筑隧道的一种机 械化施工方法。
[0034] 沉管法是指将若干预制的管段,分别浮运到现场,逐个沉放安装,在水下将其相互 连接并正确定位在已开挖的水下沟槽内,其后辅以相关工程施工,使这些管段组合成隧道 连接水体两端陆上交通的施工方法。
[0035] 明挖法是先从地表向下开挖基坑或堑壕,直至设计标高,再在开挖好的预定位置 浇筑地下结构,最后在修建好的地下结构周围及其上部回填,并恢复原来地面的一种地下 工程施工方法。采用明挖法修建海底隧道时需先施工挡水结构并在隧道施工场地范围内形 成干地施工条件。
[0036] 本发明中的跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法,采用的是明挖法,将围堰明挖 法应用于跨海海底市政隧道施工,隧道埋深、地质条件和断面形式基本不受限制,易于实现 市政隧道设置多出入口与周边道路衔接,充分发挥市政隧道服务功能。
[0037] 跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法包括以下步骤:
[0038] 第一步:测量放样,根据给定的控制点,利用GPS定位出围堰中心线及外边线,并间 隔10〜20m设置控制粧。
[0039] 第二步:打设防撞保护粧,在围堰外边线外l〇m位置间隔50m打设一根钢管保护 桩,并在钢管桩露出水面部分涂刷红白色条形反光漆,以防止过往船只与围堰发生撞击。
[0040] 第三步:海床清理,围堰施工前,对隧道两侧围堰边线范围内的抛石、填石等障碍 物及淤泥进行清理,以保证围堰基底的稳定性。
[0041] 第四步:围堰堰体施工,围堰堰体形式包括土石围堰、钢筋混凝土板桩围堰、钢板 桩围堰、钢管桩围堰等,围堰堰体在施工期内应具有良好的稳定性及挡水止水性能,并具有 较强的抵御风险能力,围堰顶部高程按大于施工海域极端高水位1. 〇m控制。
[0042] 第五步:抽排围堰内海水,围堰施工完成、检验堰体可靠性后对堰体内海水进行抽 排,抽排海水过程中必须严格控制降水速度,并对围堰的水平及沉降位移进行监测,同时根 据堰体的渗漏及稳定情况,及时调整抽排速度,做好围堰维护工作,保证施工安全。
[0043] 第六步:隧道明挖施工,围堰内海水抽排完成形成干地施工条件后,按照常规陆域 基坑施工工序,分区分段进行基坑围护结构施工、基坑开挖、隧道结构浇筑,隧道顶覆土回 填至规划海床标高。
[0044]第七步:围堰拆除及拔桩,在围堰拆除前,应将围堰内的垃圾及废物等全部进行清 理,并对围堰内回灌海水,使得围堰内外水压平衡,围堰所受挤压力消失,而后按与围堰施 工相反的顺序分段拆除围堰,最后拔除钢管保护桩,恢复原状海面。
[0045] 若海底段隧道较长,可将隧道划分为若干段,采用围堰明挖法两头并进、分段施 工,相邻围堰间通过修筑临时回筑围堰进行过渡与转换,以降低施工风险、节约施工工期。
[0046] 本发明提出了采用围堰明挖法施工跨海海底市政隧道,即在隧道两侧修筑围堰作 为挡水结构,抽千围堰内海水后进行常规陆地隧道明挖施工,最后拆除围堰,恢复原状海 面,该施工方法可实施性强,工程造价低,工程质量及施工工期有保证;采用该方法施工的 海底隧道埋深、地质条件和断面形式基本不受限制,易于实现市政隧道设置多出入口与周 边道路衔接,充分发挥市政隧道服务功能。
[0047] 本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的 说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依 据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容 不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1. 跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法,其特征在于:包括以下步骤: 第一步:测量放样,确定围堰的中心线及外边线,并在所述中心线和外边线上设置控制 桩; 第二步:打设防撞保护桩,在所述围堰的外边线外侧设置防撞保护粧; 第三步:海床清理,围堰施工前对隧道两侧围堰线范围内的抛石、填石等障碍物及淤泥 进行清理; 第四步:围堰堰体施工; 第五步:抽排围堰内海水,围堰施工完成、检验堰体可靠性后对堰体内海水进行抽排; 第六步:隧道明挖施工,围堰内海水抽排完成形成干地施工条件后,按照常规陆域基坑 施工工序,分区分段进行基坑围护结构施工、基坑开挖、隧道结构浇筑,隧道顶覆土回填至 规划海床标闻; 第七步:围堰拆除及拔桩,恢复原状海面。
2. 根据权利要求1所述的跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法,其特征在于:在所述中 心线和外边线上间隔10-20m设置所述控制桩。
3. 根据权利要求1所述的跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法,其特征在于:在所述围 堰的外边线外l〇m位置间隔50m打设一根所述防撞保护粧。
4. 根据权利要求3所述的跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法,其特征在于:所述防撞 保护桩为钢管保护粧,所述钢管保护粧露出水面部分涂刷红白色条形反光漆。
5. 根据权利要求1所述的跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法,其特征在于:所述围堰 堰体的形式包括土石围堰、钢筋混凝土板桩围堰、钢板桩围堰和钢管桩围堰等。
6. 根据权利要求1所述的跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法,其特征在于:所述围堰 堰体的顶部高程大于施工海域极端高水位1 • 〇m。
7. 根据权利要求1所述的跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法,其特征在于:抽排海水 过程中必须严格控制降水速度,并对围堰的水平及沉降位移进行监测,同时根据堰体的渗 漏及稳定情况,及时调整抽排速度。
8. 根据权利要求1所述的跨海海底市政隧道围堰明挖施工方法,其特征在于:在围堰拆 除前,应将围堰内的垃圾及废物等全部进行清理,并对围堰内回灌海水,而后按与围堰施工 相反的顺序分段拆除围堰,最后拔除钢管保护桩,恢复原状海面。
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