CN208266895U - 海底隧道分仓施工的回筑围堰 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海底隧道分仓施工的回筑围堰，回筑围堰包括底部止水帷幕、侧面止水帷幕、土石围堰和顶部止水帷幕，底部止水帷幕自基坑坑底向下延伸；两个侧面止水帷幕分别自两处基坑侧壁的位置向外延伸至当前仓围堰侧壁，底部止水帷幕两端分别连接于一个侧面止水帷幕的底部；在隧道的顶部上回填覆土层至规划海床标高，并在覆土层上施工土石围堰；顶部止水帷幕设置于土石围堰内，且自隧道顶部向上延伸至土石围堰的顶部，两端分别连接于两当前仓围堰侧壁上，且两个侧面止水帷幕的顶部均连接于顶部止水帷幕的底部。该回筑围堰，实现了有效衔接分仓围堰，充分保证分仓围堰的挡水效果和整体稳定性的目的。

Description

海底隧道分仓施工的回筑围堰

技术领域

本实用新型涉及海底隧道施工技术领域，特别是涉及一种海底隧道分仓施工的回筑围堰。

背景技术

近年来，随着我国城市建设和交通需求的快速发展，越来越多的城市开工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、深圳妈湾跨海通道、深圳海滨大道海底隧道等；且隧道断面大跨度化、长距离化的趋势明显，双向六车道、双向八车道断面屡见不鲜，深圳海滨大道隧道在海底出入口衔接段单孔净跨达到了27m，其海底段隧道长度也达到了1.6km，给隧道设计和施工带来了极大的挑战。

海底市政隧道的修建方法主要有盾构法、沉管法、矿山法和围堰明挖法。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；而明挖法适应性强，基本不受断面形式、隧道埋深、地质条件等因素影响，因此，围堰明挖法在海底市政隧道施工中具有显著优势。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。目前国内采用围堰明挖法施工的隧道均通过在隧址区修筑两道海中围堰，将该段海域的水力联通疏导至新修建的导流渠，即一次围堰明挖法。该方法对通航及海域生态影响较大，且随着隧道长度的增加，围堰结构安全风险也将大幅度增加。而采用明挖法施工的海底市政隧道一般位于近海浅滩区域，海域内有市政河流及排水渠道直接汇入，防洪要求高；施工时海域也需具备一定的通航能力，施工时需不中断航运；同时随着近年来国家及社会对生态环境的重视程度日益提高，施工时亦需最大程度的保护海洋生态环境；故长距离海底市政隧道围堰明挖法施工时可以采用分仓分段形式施工隧道，在各施工段外侧形成的封闭挡水围堰即为分仓围堰，而如何衔接转换相邻分仓围堰并增强该衔接结构的止水性能是本领域的一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种海底隧道分仓施工的回筑围堰，以解决上述现有技术存在的问题，通过该海底隧道分仓施工的回筑围堰有效衔接分仓围堰，达到了有效简化施工工序、加快施工进度、充分保证分仓围堰的挡水效果和整体稳定性的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种海底隧道分仓施工的回筑围堰，包括底部止水帷幕、侧面止水帷幕、土石围堰和顶部止水帷幕，所述底部止水帷幕自预设为隧道基坑坑底的位置向下延伸设置；所述侧面止水帷幕设置有两个，且两个所述侧面止水帷幕分别自两处预设为隧道基坑侧壁的位置向外延伸至当前仓围堰的两当前仓围堰侧壁，所述底部止水帷幕沿隧道宽度方向的两端分别连接于一个所述侧面止水帷幕的底部；当前仓围堰内的隧道施工完成后，在当前仓围堰内的隧道的顶部及所述侧面止水帷幕的顶部上回填覆土层至规划海床标高，所述土石围堰设置于当前仓围堰内的隧道顶部的覆土层上，所述土石围堰的堰顶标高大于极端高水位；所述顶部止水帷幕设置于所述土石围堰内，且所述顶部止水帷幕自隧道顶部向上延伸至所述土石围堰的顶部，且所述顶部止水帷幕沿隧道宽度方向的两端分别连接于两当前仓围堰侧壁上，且两个所述侧面止水帷幕的顶部均连接于所述顶部止水帷幕的底部。

优选的，所述底部止水帷幕、所述侧面止水帷幕和所述顶部止水帷幕均为沿隧道延伸方向多排紧密连接的旋喷桩或多排紧密连接的搅拌桩。

优选的，所述底部止水帷幕底部自预设为隧道基坑坑底的位置向下延伸至穿透最近的透水层后继续延伸1.5～3米或自预设为隧道基坑坑底的位置向下延伸4～6米；所述侧面止水帷幕的底面与所述底部止水帷幕的底面齐平。

优选的，所述土石围堰包括堰芯，所述顶部止水帷幕设置于所述堰芯内，所述堰芯在隧道延伸方向的两侧分别有膜袋砂层，所述膜袋砂层的堆填坡度为1:N，N＝[1,2]。

优选的，位于迎水侧的所述膜袋砂层外设置有厚度不小于80cm的块石护面层，位于背水侧的所述膜袋砂层外依次设置有厚度不小于20cm的石渣垫层和厚度不小于30cm的混凝土砌块石护面层，所述膜袋砂层和所述堰芯的顶面上依次设置厚度不小于20cm的碎石层、厚度不小于20cm的石渣垫层和厚度不小于30cm的C25混凝土路面层。

优选的，所述堰芯为粘土堰芯，所述覆土层为粘土层。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型中的回筑围堰适用于海底隧道分段采用围堰明挖法施工，即每段隧道在独立的分仓围堰内施工，首仓及末仓围堰一端与海岸连接，另一端通过回筑围堰与中间仓围堰进行衔接过渡，中间仓围堰之间也通过回筑围堰依次进行衔接过渡，以完成整条隧道施工，保证通航和防洪要求。当前正在施工的隧道所处的围堰为当前仓围堰，在当前仓围堰内施工底部止水帷幕和侧面止水帷幕，并完成当前段的隧道施工后，在隧道顶部回填覆土层，在覆土层上修筑土石围堰，最后在土石围堰内施工顶部止水帷幕，即得到回筑围堰，拆除位于回筑围堰隧道起始方向一侧的部分当前仓围堰，再对当前仓围堰剩余部分接续施工形成下一仓围堰，回筑围堰即与下一仓围堰形成封闭挡水结构。本实用新型中底部止水帷幕、侧面止水帷幕紧密连接于隧道基坑的底部和侧面，顶部止水帷幕紧密连接于隧道的顶部，利用底部止水帷幕、侧面止水帷幕和顶部止水帷幕形成的全断面止水帷幕以及隧道顶部的土石围堰组合形成回筑围堰，达到了有效简化施工工序、加快施工进度、充分保证围堰挡水效果和整体稳定性的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的目的是提供的海底隧道分仓施工的回筑围堰的俯视图；

图2为图1中的海底隧道分仓施工的回筑围堰的A-A剖视图；

图3为图1或图2中的海底隧道分仓施工的回筑围堰的B-B剖视图；

图4为图1或图2中的海底隧道分仓施工的回筑围堰的C-C剖视图；

图中：100-回筑围堰；101-回筑围堰中轴线；110-底部止水帷幕；120-侧面止水帷幕；130-土石围堰；131-堰芯；132-膜袋砂层；133-块石护面层；134-石渣垫层；135-混凝土砌块石护面层；136-碎石层；137-混凝土路面层；140-顶部止水帷幕；151-隧道基坑侧壁；1511-围护结构；152-隧道基坑坑底；153-垫层；200-当前仓围堰；210-当前仓围堰侧壁；160-隧道；161-防护层；162-回填混凝土层；170-覆土层；300-下一仓围堰。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种海底隧道分仓施工的回筑围堰，以解决上述现有技术存在的问题，通过该海底隧道分仓施工的回筑围堰有效衔接分仓围堰，达到了有效简化施工工序、加快施工进度、充分保证分仓围堰的挡水效果和整体稳定性的目的。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

于本实用新型一具体的实施例中，如图1～4所示，本实施例中的海底隧道分仓施工的回筑围堰100，包括底部止水帷幕110、侧面止水帷幕120、土石围堰130和顶部止水帷幕140，底部止水帷幕110自预设为隧道基坑坑底的位置向下延伸设置；侧面止水帷幕120设置有两个，且两个侧面止水帷幕120分别自两处预设为隧道基坑侧壁151的位置向外延伸至当前仓围堰200的两个当前仓围堰侧壁210，底部止水帷幕110沿隧道160宽度方向的两端分别连接于一个侧面止水帷幕120底部的靠近隧道基坑侧壁151的侧面上；当前仓围堰200内的隧道160施工完成后，该隧道160的顶部及侧面止水帷幕120的顶部上回填覆土层170至规划海床标高，土石围堰130设置于当前仓围堰200内的隧道160顶部的覆土层170上，土石围堰130的堰顶标高大于极端高水位1.5m；顶部止水帷幕140设置于土石围堰130内，且顶部止水帷幕140自当前仓围堰200内的隧道160顶部向上延伸至土石围堰130的顶部，且顶部止水帷幕140沿该隧道160宽度方向的两端分别连接于两当前仓围堰侧壁210上，且两个侧面止水帷幕120的顶部均连接于顶部止水帷幕140的底部。

本实用新型中的回筑围堰的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：施工当前仓围堰200，抽排当前仓围堰200内的海水形成干地施工条件，在当前仓围堰20的末端确定回筑围堰中轴线101并使回筑围堰中轴线101垂直于隧道160延伸方向；为便于当前仓围堰200内基坑施工，在抽排当前仓围堰200内的海水之前，利用清淤船清除当前仓围堰200内海床表面淤泥软弱层，抽排当前仓围堰200内的海水形成干地施工条件之后，通过挖高填低整平场地，该整平场地的标高即为海域段基坑整平标高。如图1所示，在回筑围堰中轴线101位置处在海域段基坑整平标高以下施工底部止水帷幕110及侧面止水帷幕120，底部止水帷幕110自预设为隧道基坑坑底152的位置向下延伸设置；侧面止水帷幕120设置有两个，且两个侧面止水帷幕120分别自两处预设为隧道基坑侧壁151的位置向外延伸至当前仓围堰200的两当前仓围堰侧壁210，底部止水帷幕110沿隧道160宽度方向的两端分别连接于一个侧面止水帷幕120的靠近隧道基坑侧壁151的侧面上；

步骤二：在当前仓围堰200内施工围护结构1511，开挖隧道基坑，且在隧道160的延伸方向上，隧道基坑的末端伸出侧面止水帷幕120，开挖基坑后，可在基坑底部铺设一层用于对基坑进行封底、整平的垫层153，垫层153为细石混凝土层，在隧道基坑内的垫层153上进行隧道结构浇筑形成隧道160，并在隧道160的顶部和侧面止水帷幕120的顶部上回填覆土层170至规划海床标高；

步骤三：于隧道160顶部的覆土层170上堆填土石围堰130，土石围堰130的堰顶标高大于极端高水位；

步骤四：在土石围堰130内施工顶部止水帷幕140，且顶部止水帷幕140自隧道160顶部向上延伸至土石围堰130的顶部，且顶部止水帷幕140沿隧道160宽度方向的两端分别连接于当前仓围堰200的两当前仓围堰侧壁210上，且两个侧面止水帷幕120的顶部均连接于顶部止水帷幕140的底部，顶部止水帷幕140施工完成后即得到能够用于与下一仓围堰300形成封闭挡水结构的回筑围堰100。

本实用新型中的回筑围堰100适用于海底隧道分段采用围堰明挖法施工，即每段隧道160在独立的分仓围堰内施工，首仓及末仓围堰一端与海岸连接，另一端通过回筑围堰与中间仓围堰100进行衔接过渡，中间仓围堰之间也通过回筑围堰100依次进行衔接过渡，以完成整条隧道160施工，保证通航和防洪要求。当前正在施工的隧道160所处的围堰为当前仓围堰200，在当前仓围堰200内施工底部止水帷幕110和侧面止水帷幕120，并完成当前段的隧道160施工后，在隧道160顶部回填覆土层170，在覆土层170上修筑土石围堰130，最后在土石围堰130内施工顶部止水帷幕140，即得到回筑围堰100，拆除位于回筑围堰100隧道起始方向一侧的部分当前仓围堰200，即图1中所示的虚线部分后，再对当前仓围堰200剩余部分接续施工形成下一仓围堰300，回筑围堰100即与下一仓围堰300形成封闭挡水结构。本实用新型中底部止水帷幕110、侧面止水帷幕120紧密连接于隧道基坑的底部和侧面，顶部止水帷幕140紧密连接于隧道160的顶部，利用底部止水帷幕110、侧面止水帷幕120和顶部止水帷幕140形成的全断面止水帷幕以及隧道160顶部的土石围堰130组合形成回筑围堰100，达到了有效简化施工工序、加快施工进度、充分保证围堰挡水效果和整体稳定性的目的。

于本实用新型一具体的实施例中，为了进一步保证回筑围堰100的挡水效果，底部止水帷幕110、侧面止水帷幕120和顶部止水帷幕140均为沿隧道160延伸方向多排紧密连接的旋喷桩或多排紧密连接的搅拌桩。底部止水帷幕110、侧面止水帷幕120和顶部止水帷幕140的厚度可设置为2～3m。

于本实用新型一具体的实施例中，为了进一步保证回筑围堰100的整体稳定性，底部止水帷幕110底部自预设为隧道基坑坑底152的位置向下延伸至穿透最近的透水层后继续延伸2米或自预设为隧道基坑坑底150的位置向下延伸5米，透水层是指海底渗透系数大的砂土层、碎石土层及砂质粉土层等，底部止水帷幕110嵌入隧道基坑坑底152的深度取其中的较大值，侧面止水帷幕120的底面与底部止水帷幕110的底面齐平。

于本实用新型一具体的实施例中，如图3～4所示，土石围堰130包括堰芯131，顶部止水帷幕140设置于堰芯131内，堰芯131在隧道160延伸方向的两侧分别有膜袋砂层132，堰芯131和膜袋砂层132分层堆填并压实，膜袋砂层132由多个膜袋砂堆叠而成，膜袋砂层132的堆填坡度为1:1.5，能够增强膜袋砂的自稳能力，并提高迎水侧抗海浪冲击能力，减少越浪。

于本实用新型一具体的实施例中，如图3～4所示，位于迎水侧的膜袋砂层132外堆填压实有厚度为80cm的块石护面层133，以增强该侧膜袋砂的自稳能力及迎水侧抗海浪冲击能力，位于背水侧的膜袋砂层132外由内至外依次堆填压实有厚度为20cm的石渣垫层134和厚度为30cm的混凝土砌块石护面层135，以增强该侧膜袋砂的自稳能力，膜袋砂层132和堰芯131的顶面上由下至上依次堆填压实有厚度为20cm的碎石层136、厚度为20cm的石渣垫层134和厚度为30cm的C25混凝土路面层137，以防止越浪对围堰顶面产生破坏，并在围堰顶面形成施工便道方便后期材料运输。围堰顶面施工便道与隧址两侧的施工便道连接，隧址两侧的施工便道接入围堰内。

于本实用新型一具体的实施例中，堰芯131为粘土堰芯，覆土层170为粘土层，覆土层170将施工期间低于规划海床标高的海床面拔高至规划海床面，粘土渗透系数很小，堰芯131和覆土层170采用粘土材料可大大减少迎水侧海水向围堰内渗透的水量。

于本实用新型一具体的实施例中，隧道160顶部还设置有防护层161，该防护层161包括由下至上依次设置的细石混凝土层和片石层，防护层161能够防止重物直接冲击隧道，降低重物对隧道160的冲击作用力，保护隧道160。

于本实用新型一具体的实施例中，隧道基坑的末端端面与回筑围堰中轴线101之间的距离大于土石围堰130的末端所在竖直端面与回筑围堰中轴线101之间的距离，以使当前仓围堰200内的隧道基坑能够与下一仓的隧道基坑相接以使两仓内的隧道160有效衔接上，避免回筑围堰100对隧道160施工造成影响。

使用本实用新型中的回筑围堰100分仓明挖施工海底隧道160时，当前仓围堰200内的隧道160施工完毕后，如果隧道160与围护结构1511之间存在缝隙，可以在该缝隙内回填与侧面止水帷幕120等厚度的混凝土形成回填混凝土层162，增强回筑围堰100的防水性能，其余缝隙回填普通砖即可。

需要说明的是，本实用新型中的回筑围堰的土石围堰的堰顶标高并不限于大于极端高水位1.5m，只要土石围堰的堰顶标高能够实现防止波浪越过围堰淹没施工场地即可；底部止水帷幕、侧面止水帷幕和顶部止水帷幕的厚度也不限于设置为2～3m，只要能够保证回筑围堰的挡水效果即可；也不限制底部止水帷幕和侧面止水帷幕嵌入隧道基坑坑底的深度，只要能够保证回筑围堰的整体稳定性及隔水效果即可；膜袋砂层的堆填坡度也不限于为1:1.5，只要能够增强膜袋砂的自稳能力并提高迎水侧抗海浪冲击能力即可；也不限制块石护面层、石渣垫层、混凝土砌块石护面层、碎石层和混凝土路面层的厚度，只要能够保障回筑围堰自稳能力及迎水侧抗海浪冲击能力即可。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，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实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种海底隧道分仓施工的回筑围堰，其特征在于：包括：

底部止水帷幕，所述底部止水帷幕自预设为隧道基坑坑底的位置向下延伸设置；

侧面止水帷幕，所述侧面止水帷幕设置有两个，且两个所述侧面止水帷幕分别自两处预设为隧道基坑侧壁的位置向外延伸至当前仓围堰的两当前仓围堰侧壁，所述底部止水帷幕沿隧道宽度方向的两端分别连接于一个所述侧面止水帷幕的底部；

土石围堰，当前仓围堰内的隧道施工完成后，在当前仓围堰内的隧道的顶部及所述侧面止水帷幕的顶部上回填覆土层至规划海床标高，所述土石围堰设置于当前仓围堰内的隧道顶部的覆土层上，所述土石围堰的堰顶标高大于极端高水位；以及

顶部止水帷幕，所述顶部止水帷幕设置于所述土石围堰内，且所述顶部止水帷幕自隧道顶部向上延伸至所述土石围堰的顶部，且所述顶部止水帷幕沿隧道宽度方向的两端分别连接于两当前仓围堰侧壁上，且两个所述侧面止水帷幕的顶部均连接于所述顶部止水帷幕的底部。

2.根据权利要求1所述的海底隧道分仓施工的回筑围堰，其特征在于：所述底部止水帷幕、所述侧面止水帷幕和所述顶部止水帷幕均为沿隧道延伸方向多排紧密连接的旋喷桩或多排紧密连接的搅拌桩。

3.根据权利要求1所述的海底隧道分仓施工的回筑围堰，其特征在于：所述底部止水帷幕底部自预设为隧道基坑坑底的位置向下延伸至穿透最近的透水层后继续延伸1.5～3米或自预设为隧道基坑坑底的位置向下延伸4～6米；所述侧面止水帷幕的底面与所述底部止水帷幕的底面齐平。

4.根据权利要求1所述的海底隧道分仓施工的回筑围堰，其特征在于：所述土石围堰包括堰芯，所述顶部止水帷幕设置于所述堰芯内，所述堰芯在隧道延伸方向的两侧分别有膜袋砂层，所述膜袋砂层的堆填坡度为1:N，N＝[1,2]。

5.根据权利要求4所述的海底隧道分仓施工的回筑围堰，其特征在于：位于迎水侧的所述膜袋砂层外设置有厚度不小于80cm的块石护面层，位于背水侧的所述膜袋砂层外依次设置有厚度不小于20cm的石渣垫层和厚度不小于30cm的混凝土砌块石护面层，所述膜袋砂层和所述堰芯的顶面上依次设置厚度不小于20cm的碎石层、厚度不小于20cm的石渣垫层和厚度不小于30cm的C25混凝土路面层。

6.根据权利要求4所述的海底隧道分仓施工的回筑围堰，其特征在于：所述堰芯为粘土堰芯，所述覆土层为粘土层。