CN208266896U - 一种海底大跨市政隧道挡水结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种海底大跨市政隧道挡水结构，涉及隧道建设技术领域，主要结构包括双排钢板桩围堰，所述双排钢板桩围堰包括外排钢板桩、内排钢板桩和反压膜袋砂；通过在外排钢板桩和内排钢板桩之间设置围檩、钢拉杆和吹填砂，反压膜袋砂在施工区域一侧支撑内排钢板桩，能够将施工区域与周围海域环境完全隔离，减小对海域环境的影响，并为施工提供良好的环境，吹填砂层顶部设置碎石层，以防止越浪或海风对吹填砂层造成破坏，避免吹填砂被风吹入施工区域内影响施工作业；本实用新型中的技术方案占用场地较小，宽度只有十几米，能够大大缩短施工周期，节约工程造价，并降低施工对周边建(构)筑物的影响。

Description

一种海底大跨市政隧道挡水结构

技术领域

本实用新型涉及隧道建设技术领域，特别是涉及一种海底大跨市政隧道挡水结构。

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。

海底市政隧道的修建方法主要有盾构法、沉管法、矿山法和明挖法。采用明挖法施工的海底市政隧道一般位于近海浅滩区域，海域水深较浅、淤泥淤积较为严重，施工期间对海洋环境的保护要求严格，同时隧址周边可能存在跨海桥梁等重要建(构)筑物，这些因素均会对采用明挖法施工海底市政隧道时挡水结构形式的选择产生很大的影响。

目前海底市政隧道明挖法施工时采用的挡水结构均为土石围堰。土石围堰一般采用斜坡式结构，围堰结构主要由地基处理结构、止水帷幕、堤心、护坡层、护脚棱体等五部分组成。围堰施工步骤按如下顺序进行：施工准备→围堰地基处理→堤心分层施工，静载压实→沉降稳定后施工护坡层、防渗帷幕、子堤→围堰运营期监测、管理、维护。

土石围堰堰体主要为膜袋砂、充填砂及粘性土，堰体材料水平向抗剪强度低，为保证堰体稳定性及挡水效果，需加大堰体宽度(宽度几十米甚至上百米)，故土石围堰所需场地范围较大，对海域环境及周边建(构)筑物(如跨海桥梁)的影响也随之增大；围堰地基处理范围及堆填工程量大，工程造价高，工期长。

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。

出入口是指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，一般通过匝道与衔接道路连接。

发明内容

鉴于土石围堰存在对海域环境及周边建(构)筑物影响大、工程造价高、工期长等缺点，因此，本实用新型提出了一种海底大跨市政隧道挡水结构及施工方法，为海底大跨市政隧道明挖施工提供了条件，达到了显著降低海底大跨市政隧道明挖施工对海域环境及周边建(构)筑物影响、缩短施工工期、节约工程造价的目的。

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大跨市政隧道挡水结构，包括双排钢板桩围堰，所述双排钢板桩围堰包括外排钢板桩、内排钢板桩和反压膜袋砂；所述外排钢板桩位于所述双排钢板桩围堰外侧，所述内排钢板桩位于所述双排钢板桩围堰内侧，所述反压膜袋砂堆放于所述内排钢板桩位于所述双排钢板桩围堰内侧的下部；所述外排钢板桩与所述内排钢板桩之间设置有吹填砂层，所述吹填砂层上方设置有碎石层。

可选的，还包括钢拉杆，所述钢拉杆设置于所述外排钢板桩与所述内排钢板桩之间。

可选的，所述双排钢板桩围堰所处海域极端高水位为±0.00米，所述外排钢板桩的顶端高+1.50米，所述内排钢板桩的顶端高+1.00米，所述吹填砂层的顶端高+0.80米，所述碎石层厚度为0.2米；所述钢拉杆高度为-1.50米。

可选的，所述外排钢板桩与所述内排钢板桩之间的距离为5-15米。

可选的，所述外排钢板桩与所述内排钢板桩之间的距离为8-12米。

可选的，所述内排钢板桩底部穿透隧道基坑底部最近透水土层2米或嵌入隧道基坑底部5米，所述内排钢板桩嵌入隧道基坑底部的长度取其中的较大值。

可选的，还包括多个设置于所述外排钢板桩和所述内排钢板桩之间的横隔，所述横隔用于将所述外排钢板桩和所述内排钢板桩之间的区域划分为多个隔仓。

可选的，所述横隔为钢板桩。

本实用新型还公开一种海底大跨市政隧道挡水结构的施工方法，包括以下步骤：

第一步：施工准备，对海域场地范围内的障碍物进行清理，并对施工所需材料和设备进行储备与检查，以保证施工效率；

第二步：施工隔离墙，施工灌注桩或钢板桩隔离墙，对场地周边存在的重要建筑物或构筑物进行保护；

第三步：打设外排钢板桩施打所需导桩及架设导梁，沿围堰轴线每隔10～16m设置导桩，每组导梁打设4根导桩，以限定钢板桩打设时的姿态，保证钢板桩施工的精度；

第四步：打设外排钢板桩，在导梁设置完成后，采用振动锤或静压锤进行钢板桩打设；当打到拐角处时，根据现场的实际尺寸加工制作导形桩，使拐角部位与直边顺利连接；

第五步：淤泥清除，利用清淤船将外排钢板桩范围内的淤泥清理至淤泥平均底标高，若局部淤泥较厚需全部清除再回填至淤泥平均底标高；

第六步：打设内排钢板桩施打所需导桩及架设导梁，具体同第三步；

第七步：打设内排钢板桩，并每隔20～30m在内排钢板桩与外排钢板桩之间设置一道钢板桩横隔，形成若干个隔仓，增强双排钢板桩围堰的整体稳定性；

第八步：围檩和钢拉杆施工，当一个隔仓的钢板桩打设完成后，进行该隔仓围檩及钢拉杆施工；在双排钢板桩围堰外侧布置施工配合船，双排钢板桩围堰内侧设置安全木排，施工人员分别站立在施工配合船和安全木排上作业，互相配合进行围檩和钢拉杆施工；

第九步：吹填砂及护面层施工，所需吹填砂经运砂船运至吹砂船附近，由吹砂船经管道吹填至指定施工区域，达到吹填高度后填筑0.2m厚碎石层；

第十步：堆筑反压膜袋砂，在内排钢板桩侧堆筑反压膜袋砂，防止双排钢板桩围堰内抽排海水后因围堰内外侧压力差过大导致围堰失稳；

第十一步：围堰拆除，隧道明挖施工完成后，将双排钢板桩围堰内的垃圾及废物全部进行清理，并对双排钢板桩围堰内回灌海水，使得围堰内外水压平衡，围堰所受挤压力消失，而后按与双排钢板桩围堰施工相反的顺序分段拆除围堰，恢复原状海面。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型中的海底大跨市政隧道挡水结构，主要结构包括双排钢板桩围堰，所述双排钢板桩围堰包括外排钢板桩、内排钢板桩和反压膜袋砂；通过在外排钢板桩和内排钢板桩之间设置围檩、钢拉杆和吹填砂，反压膜袋砂在施工区域一侧支撑内排钢板桩，能够将施工区域与周围海域环境完全隔离，减小施工对海域环境的影响，并为施工提供良好的环境，吹填砂层顶部设置碎石层，以防止越浪或海风对吹填砂层造成破坏，避免吹填砂被风吹入施工区域内影响施工作业；本实用新型中的技术方案占用场地较小，宽度只有十几米，能够大大缩短施工周期，节约工程造价，并降低施工对周边建筑物或构筑物的影响。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型海底大跨市政隧道挡水结构的示意图。

附图标记说明：1、外排钢板桩；2、内排钢板桩；3、施工平台；4、反压膜袋砂；5、围檩；6、拉杆；7、碎石层；8、吹填砂层。

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。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种海底大跨市政隧道挡水结构，包括双排钢板桩围堰，所述双排钢板桩围堰包括外排钢板桩1、内排钢板桩2和反压膜袋砂4；所述外排钢板桩1位于所述双排钢板桩围堰外侧，即迎海侧，所述内排钢板桩2位于所述双排钢板桩围堰内侧，即围堰内侧，所述反压膜袋砂4堆放于所述内排钢板桩2位于所述双排钢板桩围堰内侧的下部；所述外排钢板桩1与所述内排钢板桩2之间设置有吹填砂层8，所述吹填砂层8上方设置有碎石层7。

于本具体实施例中，所述的海底大跨市政隧道挡水结构还包括钢拉杆6，所述钢拉杆6设置于所述外排钢板桩1与所述内排钢板桩2之间；所述双排钢板桩围堰所处海域极端高水位为±0.00米，所述外排钢板桩1的顶端高+1.50米，所述内排钢板桩2的顶端高+1.00米，所述吹填砂层8的顶端高+0.80米，所述碎石层7厚度为0.2米；所述钢拉杆6高度为-1.50米；所述外排钢板桩1与所述内排钢板桩2之间的距离为5-15米；所述外排钢板桩1与所述内排钢板桩2之间的距离一般取为8-12米；所述内排钢板桩2底部穿透隧道基坑底部最近透水土层2米或嵌入隧道基坑底部5米，所述内排钢板桩2嵌入隧道基坑底部的长度取其中的较大值。还包括多个设置于所述外排钢板桩1和所述内排钢板桩2之间的横隔，所述横隔用于将所述外排钢板桩1和所述内排钢板桩2之间的区域划分为多个隔仓。所述横隔为钢板桩，横隔能够增加双排钢板桩围堰的整体稳定性，并在局部发生损坏时，不会对双排钢板桩围堰整体造成较大影响，便于修复。

本实施例中的海底大跨市政隧道挡水结构，在具体实施过程中，可以添加围檩5和钢拉杆6，以保证整个双排钢板桩围堰结构的刚度。

实施例二：

本实施例公开一种海底大跨市政隧道挡水结构的施工方法，包括以下步骤：

第一步：施工准备，对海域场地范围内的障碍物进行清理，并对施工所需材料和设备进行储备与检查，以保证施工效率；

第二步：施工隔离墙，施工灌注桩或钢板桩隔离墙，对场地周边存在的重要建筑物或构筑物进行保护；

第三步：打设外排钢板桩1施打所需导桩及架设导梁，沿围堰轴线每隔10-16m设置导桩，每组导梁打设4根导桩，以限定钢板桩打设时的姿态，保证钢板桩施工的精度；

第四步：打设外排钢板桩1，在导梁设置完成后，采用振动锤或静压锤进行钢板桩打设；当打到拐角处时，根据现场的实际尺寸加工制作导形桩，使拐角部位与直边顺利连接；

第五步：淤泥清除，利用清淤船将外排钢板桩1范围内的淤泥清理至淤泥平均底标高，若局部淤泥较厚需全部清除再回填至淤泥平均底标高；

第六步：打设内排钢板桩2施打所需导桩及架设导梁，具体同第三步；

第七步：打设内排钢板桩2，并每隔20-30m在内排钢板桩2与外排钢板桩1之间设置一道钢板桩横隔，形成若干个隔仓，增强双排钢板桩围堰的整体稳定性；

第八步：围檩5和拉杆6施工，当一个隔仓的钢板桩打设完成后，进行该隔仓围檩5及拉杆6施工；在双排钢板桩围堰外侧布置施工配合船，双排钢板桩围堰内侧设置安全木排，施工人员分别站立在施工配合船和安全木排上作业，互相配合进行围檩5和拉杆6施工；

第九步：吹填砂及护面层施工，所需吹填砂经运砂船运至吹砂船附近，由吹砂船经管道吹填至指定施工区域，达到吹填高度后填筑0.2m厚碎石层7；

第十步：堆筑反压膜袋砂4，在内排钢板桩2侧堆筑反压膜袋砂4，防止双排钢板桩围堰内抽排海水后因围堰内外侧压力差过大导致围堰失稳。

第十一步：围堰拆除，隧道明挖施工完成后，将双排钢板桩围堰内的垃圾及废物全部进行清理，并对双排钢板桩围堰内回灌海水，使得围堰内外水压平衡，围堰所受挤压力消失，而后按与双排钢板桩围堰施工相反的顺序分层分段拆除围堰，恢复原状海面。

本说明书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 (8)

1.一种海底大跨市政隧道挡水结构，其特征在于，包括双排钢板桩围堰，所述双排钢板桩围堰包括外排钢板桩、内排钢板桩和反压膜袋砂；所述外排钢板桩位于所述双排钢板桩围堰外侧，所述内排钢板桩位于所述双排钢板桩围堰内侧，所述反压膜袋砂堆放于所述内排钢板桩位于所述双排钢板桩围堰内侧的下部；所述外排钢板桩与所述内排钢板桩之间设置有吹填砂层，所述吹填砂层上方设置有碎石层。

2.根据权利要求1所述的海底大跨市政隧道挡水结构，其特征在于，还包括钢拉杆，所述钢拉杆设置于所述外排钢板桩与所述内排钢板桩之间。

3.根据权利要求2所述的海底大跨市政隧道挡水结构，其特征在于，所述双排钢板桩围堰所处海域极端高水位为±0.00米，所述外排钢板桩的顶端高+1.50米，所述内排钢板桩的顶端高+1.00米，所述吹填砂层的顶端高+0.80米，所述碎石层厚度为0.2米；所述钢拉杆高度为-1.50米。

4.根据权利要求1所述的海底大跨市政隧道挡水结构，其特征在于，所述外排钢板桩与所述内排钢板桩之间的距离为5-15米。

5.根据权利要求4所述的海底大跨市政隧道挡水结构，其特征在于，所述外排钢板桩与所述内排钢板桩之间的距离为8-12米。

6.根据权利要求1所述的海底大跨市政隧道挡水结构，其特征在于，所述内排钢板桩底部穿透隧道基坑底部最近透水土层2米或嵌入隧道基坑底部5米，所述内排钢板桩嵌入隧道基坑底部的长度取其中的较大值。

7.根据权利要求1所述的海底大跨市政隧道挡水结构，其特征在于，还包括多个设置于所述外排钢板桩和所述内排钢板桩之间的横隔，所述横隔用于将所述外排钢板桩和所述内排钢板桩之间的区域划分为多个隔仓。

8.根据权利要求7所述的海底大跨市政隧道挡水结构，其特征在于，所述横隔为钢板桩。