大型城市越江隧道工程岩土工程问题的探讨

2010-06-11施广焕储岳虎

山西建筑 2010年26期

关键词：箱涵粉质围护结构

施广焕蒋燕储岳虎

1 工程概况

本工程位于上海市闵行区和奉贤区,全长约5260 m。该拟建越江隧道工程包含隧道敞开段和暗埋段、盾构段、盾构工作井、风塔、管理用房(3层)等。

地面道路:拟建道路为城市道路,为一般路基;奉贤朝阳河以南处填土高度约为3.0 m～3.5 m,为高填土路基;一般桥头填土高度小于2.5 m。

桥梁工程:拟建桥梁工程详见表1。

表1 拟建桥梁工程性质一览表 m

2 地基土的构成与特征

拟建场地主要土层:①1层填土、①2层浜填土、①3层淤泥、②1粉质黏土、②2粉质黏土、③淤泥质粉质黏土、④淤泥质黏土、⑤1-1黏土、⑤1a粘质粉土夹粉质黏土、⑤1-2粉质黏土、⑤3粉质黏土、⑤3a粉砂夹粉质黏土、⑥粉质黏土、⑦1-1粘质粉土夹粉质黏土、⑦1-2砂质粉土、⑦2粉砂、⑧1粉质黏土夹粉砂、⑧2粉砂夹粉质黏土、⑨粉细砂。

3 岩土工程分析与评价

3.1 基坑工程

3.1.1 结构物抗浮

结构抗浮措施一般有三种方法:倒滤层、抗拔桩抗浮及自重法(见表2),其中倒滤层抗浮成本低,但是需长期维护,且易造成周围地表沉降;抗拔桩一次投入大,但不需维护。结合工程经验,本工程建议选用钻孔灌注桩作为抗拔桩抗浮方案。

表2 不同抗浮方案比较表

3.1.2 其他应注意的问题

1)拟建基坑场地局部有暗浜分布,围护结构宜适当加强。河流、明浜附近施工时,应重视地表水的影响,加强围堰、围护结构的稳定性及隔水性能。2)地下连续墙围护结构在砂性土中施工时,应采取措施,防止槽壁坍塌和地下连续墙夹泥现象。3)基坑围护结构应满足抗倾覆稳定性、基坑底部土体的抗隆起稳定性、抗渗流稳定性、围护结构和地基土的整体抗滑动稳定性。基坑围护结构在暗浜分布处宜采取适当措施加强围护结构。4)当采用盖挖法施工时,围护结构应考虑盖板和动荷载的影响;施工时应保护好盖板的立柱。5)基坑施工涉及沿线管道改线时,应确保原有管道水的排放,以免对基坑施工产生不利影响;道路翻浇时,临时通道应根据行车要求设置路面结构层,以免对临时道路下的管线产生不利影响。6)基坑施工时应加强围护结构、周围建(构)筑物的监测工作。基坑施工时尽量减少基坑边堆载。

3.2 旁通道

旁通道拟采用冻结工法施工工艺,冻结法施工中主要存在以下问题:在冻结过程中的隧道横向断面变形问题、土体开挖过程中的流砂问题及主体结构施工完毕后土体的冻融作用而引起的地表沉降问题。冻结法设计和施工时应考虑⑦层,⑧2层承压水的不利影响。施工时可采取冻结卸压,解冻后在隧道内进行适当的跟踪注浆等措施减小上述问题。

3.3 盾构掘进

1)盾构沿线中④1层,⑤1-1层为高含水量、高压缩性、低强度土层,具有明显的触变性,盾构施工时应尽量减少对该层土的扰动。2)盾构施工引起的地层损失和盾构隧道周围受扰动或剪切破坏的重塑再固结是导致隧道沉降、地面沉降和影响周围建筑物、地下管线的主要原因,可采用注浆法进行加固处理,同时应重视隧道底面下不同土层产生差异沉降。3)拟建隧道江中段最小覆土约17.0 m,应保持切口泥水压力稳定、加强江底地形监测、江底冒浆情况、提高同步注浆质量、控制注浆压力等。

3.4 桩基

预制桩较钻孔灌注桩经济效益明显,成桩质量可控性好,施工工期短,故场地条件许可时,应优先考虑预制桩(PHC管桩)方案。闵行区主要位于虹梅路上,周围环境对桩基施工要求较高,建议选择钻孔灌注桩;奉贤区桩基作业区域主要位于农田,可考虑选择预制桩(PHC管桩)方案,但是基坑格构柱桩基应采用钻孔灌注桩,抗拔桩基送桩长度较大,一般宜采用钻孔灌注桩。

3.5 顶进箱涵

箱涵顶进范围主要以软黏土为主,适于顶进施工;工作井后背土体宜采取搅拌桩加固;顶进箱涵上部覆土小于2.0 m,顶进前需对铁路进行保护,一般采用架设钢便梁,钢便梁支墩基础采用高压旋喷桩或桩基;由于箱涵尺寸大,自重大,应采取措施防止箱涵在顶进过程出现扎头,建议箱涵底部采用旋喷桩加固;顶进期间应加强监测工作,确保信息化施工,确保铁路和周围管线安全。

3.6 道路工程

1)常规路基处理。a.一般路床下30cm～50cm厚土路基采用4%～6%的石灰拌和后碾压加固,以保证路基压实度、回弹模量(≥30MPa)和 CBR值的要求。b.①1层填土,成分复杂,土质较松散,工程性质较差。对于富含生活垃圾有机质的填土,须进行换填处理。处理方法:用30cm砾石砂回填再加铺土工布,然后用粉煤灰或石灰、粉煤灰材料回填并碾压密实,每层铺筑厚度为20cm,路基顶面采用石灰土处理地基。对于较均匀的素填土,可采用石灰拌和,进行碾压加固后加以利用。2)路基处理。场地路基区域主要为软黏土,路基条件相对较差,建议桥头路基采用轻质粉煤灰材料+搅拌桩处理方案;合理安排施工顺序,先填筑路基,后施工桥梁构筑物。3)暗浜塘的处理。本次勘察揭露有暗浜,可采用以下处理措施:a.换填处理:使用规模小～中等,埋深浅～中等(小于3.0 m)、富含生活垃圾有机质。b.搅拌桩加固法:对于一些规模大,浜底埋藏较深、淤泥较厚的暗浜,浜中以素填土为主,由于挖填方量大,工程造价高,考虑工期紧张,可采取水泥土搅拌桩比较有效。