堤-隧基坑耦合施工措施及结构变形监测

麻元晓、刘怿哲、林国军

（1.宁海县交通工程建设管理所，浙江 宁波 315000；2.宁波市交建工程监理咨询有限公司，浙江宁波 315000；3.宁海县公路与运输管理中心，浙江 宁波 315600）

0 引言

我国沿海地区用地资源紧张、交通拥堵等问题近年来逐步凸显，而滩涂资源丰富，围垦造地能够在一定程度上解决人多地少的问题[1-2]。

滩涂区建设面临地质条件薄弱、耦合结构时空效应显著等问题，俞元盛[3]等人的数值分析结果表明堤脚附近土体扰动将显著影响海堤的稳定性。基于G228 公路工程西店湾隧道工程，论述工程概况和施工工序，对监测数据进行分析，说明耦合结构施工各项措施的有效性和必要性，为类似工程提供指导。

1 工程概况

G228 宁海西店至桃源段公路工程主线全长19.68km，西店湾隧道起于桩号K6+040，终于桩号K8+320，全长2280m，各部分起讫里程及段落长度见表1。

表1 西店湾隧道节段规模表

因隧道施工需要，在隧道内、外两侧采用吹填管袋的方式修筑海堤并设水闸抽水，隧道基坑修建于内、外海堤之间。图1 为西店湾隧道总平面图及隧道明挖暗埋段典型断面图。

图1 西店湾隧道总平面图及明挖暗埋段典型断面图

2 地质水文条件

该工程位于海积平原亚区，在滩涂区域，地层岩性上部以薄层淤泥、淤泥质类土为主；中下部以粉质黏土、含砾粉质黏土、含黏性土碎石为主；基岩埋深浅，岩性为花岗岩，全风化层厚度大。

隧道工程区域软土具有含水量高，孔隙比大，压缩性高，强度低，固结缓慢等特点。在滩涂海堤隧道结合路段，由于土层性质差异大，软土厚薄不均匀，海堤结构和隧道箱体极易产生不均匀沉降。

工程区潮位频率分析成果如表2 所示，多年平均最高潮位4.52m，多年平均最低潮位-2.59m，2%频率高潮位5.90m。

表2 西店湾隧道工程区潮位频率分析成果表

3 施工过程及工艺

西店湾隧道是该项目节点工程，也是技术上的重难点工程，其总体施工方案如下。

3.1 内外海堤建设

海堤下方水泥搅拌桩处理、堤身抛石砌筑施工流程如下：水泥搅拌桩施工—铺设120kN/m 有纺土工布—堤身填筑—石渣垫层护面泥结石路面。

3.2 基坑围护结构施工

针对里程号K7+075—K8+020，围护结构采用直径800mm 钻孔管桩，桩间距100cm，桩顶设置100cm×100cm 的冠梁，在基坑两侧的冠梁间设置70cm×90cm钢筋混凝土横撑，并在中间设置2 道格构柱。针对里程号K8+020—K8+320，采用挖超挖回填方式，并在靠近基坑内侧设置挡块配合便道施工。

3.3 堤内地基处理

由于隧道结构底板垫层底以下淤泥层的厚度及隧道底板高度不同，因此需采取三种处理方式。针对里程号K7+615—K8+020，采用超挖回填的方式，基坑外在排桩支护外侧采用直径650mm 搅拌桩格栅式布置，间距45cm，格栅中间为直径600mm 搅拌桩，梅花形布置，间距120cm。针对里程号K7+075—K7+615，采用直径850mm 搅拌桩（间距60cm）裙边和抽条加固，中间空白处采用直径600mm 搅拌桩，梅花形布置，间距120cm。针对里程号K8+020—K8+320，隧道结构底板垫层底接近或高于原地面处，挖除表面淤泥，回填土石混合料。

3.4 基坑降水处理

采用中直径550mm 管井降水，降水后最高水位为基坑底以下1m。

3.5 基坑开挖

开挖土方，喷射混凝土面层，布置集水坑—施工基坑垫层、底板防水层，浇筑底板—达到预定强度后换斜撑。

3.6 隧道主体结构施工及回填

拆除混凝土支撑，浇筑主体结构—防水及回填。

4 现场监测情况及分析

为保证海堤-隧道基坑耦合结构施工过程的安全性，工程现场针对结构变形进行监测，以便及时预警支护结构过大变形或海堤失稳等工程问题。监测内容及所用设备如表3 所示。

表3 监测内容及设备情况

以2022 年9 月26 日 至2022 年10 月2 日，第86 期周报为例开展分析。此时明挖暗埋段已全部开挖至设计深度，而K6+980m—K7+153m 范围内基坑底板尚未浇筑完成，为施工过程中最不利节点。

图2 为围护桩沉降监测结果。该期围护桩顶沉降变形最大测点为ZDCJ-7580W，累计沉降量最大测点为ZDCJ-7960W。

图3 为围护桩顶水平位移监测结果。该期围护桩顶水平位移变形量最大测点为ZDSP-7660W，累计变形量最大测点为ZDSP-7880W。

图3 围护桩桩顶水平位移监测历时曲线

图4 为堤顶裂缝监测结果。监测结果表明外海堤堤顶共发现裂缝36 条，其中横向裂缝27 条，长度大多在1.2～4.5m 范围，宽度大多在2～3mm 范围；纵向裂缝9 条，长度大多在0.3～0.7m 范围，宽度大多在1～2mm 范围。该期宽度变化最大裂缝为DDLF7040-02。

图4 堤顶裂缝监测情况

图5 为临时立柱桩沉降监测结果。该期围护桩顶沉降变形最大测点为LZCJ-6936W，累计变形量最大测点为LZCJ-7183W。

图5 临时立柱沉降监测历时曲线

图6（a）和图6（b）分别为围护桩变形和累计变形最大测点监测历时曲线。该期围护桩变形量最大测点为ZK7+844N，累计变形量最大测点为ZK7+660N（1m）。

图6 围护桩变形监测历时曲线

表4 为结构变形数据，各监测测点数据正常，变化速率及累计值均未超过控制值。

表4 支护结构、土体变形监测数据统计表

5 结语

基于G228 公路工程西店湾隧道的建设施工，文章介绍耦合结构施工工序，依据该项目第86 期周报，该工程在最不利施工节点，各监测点累计值和变化速率均未超预警值，说明协同施工、合理调控对堤-隧结构变形控制有良好作用。