盾构隧道下穿栏杆堰渡槽施工技术研究

陈雨霄/ CHEN Yuxiao

（中铁十六局集团地铁工程有限公司，北京 101116）

近年来，国家大力发展城市绿化环境整治提升，城市轨道交通在修建的过程中，不仅要确保施工安全，还要做好城市地面绿化环境的保护。成都地铁5 号线元华车辆段出入段线隧道下穿锦城湖、绕城高速、剑南大道、栏杆堰、成昆铁路等多处风险源，其中栏杆堰作为成都高新区五大特色绿道环之一，受到各方重点关注。本文通过介绍盾构隧道近距离下穿栏杆堰过程中加设渡槽的施工技术，在加强盾构区间覆土稳定性、实现盾构安全掘进的同时，有效保护了周围生态环境、维护了城市绿化建设。

1 工程概况

成都地铁5 号线元华车辆段出入线分为南、北两线，采用盾构法施工，其中盾构隧道下穿栏杆堰处南、北出入线中心水平间距13m，直径均为6m。栏杆堰东岸距河底6.78m，西岸距河底4.76m。北出入线盾构顶至栏杆堰底为6.020～6.260m，南出入线盾构顶至栏杆堰底为5.150～5.245m，盾构下穿栏杆堰影响范围为1.5H（H为盾构底距地面距离），约46.357m，如图1 所示。

栏杆堰排洪渠宽度约16m，周边环境及地质条件复杂。区间穿越的地层主要为砂卵石、粉质黏土、杂填土层。栏杆堰河底为原状土，边坡为35cmC25 混凝土，坡脚为C25 混凝土扩大基础，边坡混凝土为30mm×30mm×30mm 卵石嵌入C15砼1／3 块石厚度，石缝覆种植水旱两生植物。栏杆堰底宽16.025m，平均水深50cm，流速0.25m／s。

2 风险概况

1）区间下穿栏杆堰段最小覆土3.7m，覆土厚度过浅，盾构土压控制难度高，压力过低易引起塌方，压力过高易出现冒顶、透水。

2）隧道穿越河底下方，受水的浮力影响，盾构在掘进过程中容易顶裂覆土层，导致隧道产生透水裂缝。

3）盾构施工穿越多种地层，地层表现为上软下硬，盾构姿态及切口压力很难控制。

3 技术方案

由于覆土浅、没有反压措施，不利于盾构施工保压，盾构施工风险极大。为保证盾构施工安全并达到稳固栏杆堰河床的目的，采用对盾构影响范围的栏杆堰段加设渡槽，达到加强盾构区间覆土稳定性的目的。

如图2 所示，渡槽采用钢筋混凝土形式，长度为33.6m，宽度为15.9m，渡槽底部厚度为1m，边坡厚度0.5m，渡槽两侧边坡高2m，结构内边线与原水渠河床线重合。施工前先将施工范围上下游分别外扩9m 范围进行围堰施工，将栏杆堰水与施工区域隔离开。待渡槽施工完成后，挖除填筑的围堰，恢复河道通畅。

图2 渡槽结构横向断面图

4 渡槽施工

4.1 围堰及抽水

由于栏杆堰东、西两岸存在高差，所以围堰施工标高分别以栏杆堰东岸和西岸为基准，由两岸向河中间采用人工配合机械进行填筑，围堰面积约为526.81m2，围堰底部采用沙袋填铺。

围堰顶部宽度为3m，底部宽度为9m，边坡采用1：1 坡比填筑，通过自卸车运送黏性土，装载机、推土机推送人工配合的方式进行填筑。每层为50cm，分层填筑，每层碾压，待压实度合格后进行下一层施工。围堰期间为保证栏杆堰水道畅通，在上游围堰位置架设潜水泵，通过水泵和水管将渡槽范围内的栏杆堰河水抽至围堰下游位置。围堰纵向断面如图3 所示。

图3 围堰纵向断面图

4.2 河底和边坡表层清理

渡槽施工前先将河底和边坡表层土和原有结构清理到位，要求人工配合挖机清理、修整，边坡有C25 混凝土护坡，必要时采用机械或人工破除。由于河底设置10cm 垫层，河底往下清理1.1m，边坡垂直于坡面往下清理0.5m，要求清理完成面密实，无浮土、淤泥、杂物等。

4.3 河底和边坡表层清理

渡槽施工前先将河底和边坡表层土和原有结构清理到位，要求人工配合挖机清理、修整，边坡有C25 混凝土护坡，必要时采用机械或人工破除。由于河底设置10cm 垫层，河底往下清理1.1m，边坡垂直于坡面往下清理0.5m，要求清理完成面密实，无浮土、淤泥、杂物等。

4.4 测量定位

1）轴线测设 渡槽中心线位置根据设计图测设并设立中心桩，待质检人员及监理工程师复核无误后进行下一步工序。渡槽边线根据渡槽宽度尺寸设定，用石灰划线起到施工前的控制作用。

2）标高测设 在施工区域内加密临时水准点，沿渡槽边线在相对稳定的位置每隔20m 设置一个临时水准点，并统一编号，待质检人员及监理工程师复核无误后开始使用，根据施工进度定期复测。

4.5 渡槽钢筋绑扎

如图4 所示，渡槽钢筋网片分为上下两层，纵向钢筋采用D22 钢筋，间距15cm；上层横向钢筋采用D25 钢筋，间距10cm；底层横向钢筋采用D28 钢筋，间距10cm，拉筋采用A12 钢筋，30cm×30cm 梅花形布置。底板保护层厚度为10cm，边坡保护层厚度为5cm。

4.6 立模板

立模板之前要清理干净地面，不得有积水和杂物。采用木模板，经检查符合要求后投入使用，立模板时要做好加固处理，以确保混凝土浇筑前后模板保持直立，保持两块模板在同一直线上，之间拼缝≤1mm。

4.7 浇筑混凝土

混凝土浇筑前要检查模板的稳定性，清除基面的浮土及杂物，对基面进行洒水湿润。渡槽混凝土强度等级为C35，混凝土运输、浇筑及间歇时间的全部时间不应超过混凝土初凝时间4h。同一施工段的混凝土应由一端向另一端连续分段浇筑，分层用插入式振捣棒与混凝土面呈斜向插入振捣，直至上表面泛浆，用木抹子压实、抹平。混凝土浇筑过程中要加强振捣，确保振捣时间，不得有露筋、漏震、蜂窝等缺陷，混凝土表面应平整且棱角清晰。

4.8 混凝土养护

混凝土浇筑完毕后的12h 内对其覆盖做保湿养护，混凝土达到设计强度前，不得在其上踩踏。

4.9 施作伸缩缝

沿渡槽横、纵向设置4m×4m 伸缩缝，并保证切缝整齐，伸缩缝位置切割2～5mm 宽的伸缩缝给混凝土留下伸缩空间。可避免地面日后出现不均匀沉降及裂缝。伸缩缝内用聚硫密封胶填充，待发、伸缩缝填满后，用铲刀刮平并去除多余胶料。

4.10 防水

渡槽结构施工完成后表面及四周与原河床交界处做防水处理。做防水之前，清理干净地面，将地面用水泥砂浆找平，以确保不因防水涂料薄厚不均匀而导致的渗漏。

5 结语

本文以成都地铁5 号线元华车辆段出入段线盾构隧道近距离下穿栏杆堰为背景，通过采用加设渡槽的施工方法，在加固覆土稳定性保障盾构顺利施工的同时，保护了周围生态环境，维护了城市绿化建设，社会、技术、经济效益显著，为类似工程提供了经验借鉴。