软土地区涉河桥隧合建减沉施工技术研究

摘 "要：针对涉河地下空间隧道和高架路桥建设工程，因周边环境复杂，场区交通压力大，依托235国道杭州老余杭至五常段改建工程，通过河道临时改迁，提出桥隧共线共面结构设计理念，研发一种软土地区涉河桥隧合建减沉施工技术，为类似工程施工提供借鉴。

关键词：墙式墩；桥隧合建；迁改；桩基；软土地区

中图分类号：U231.4 " " "文献标志码：A " " " " "文章编号：2095-2945（2024）20-0158-05

Abstract： In view of the river-related underground space tunnel and viaduct construction project， due to the complex surrounding environment and high traffic pressure， relying on the reconstruction project of the section from Laoyuhang to Wuchang sections of National Highway 235 in Hangzhou， through the temporary transformation of the river， the design concept of coplanar structure of bridge and tunnel is put forward. In this paper， a construction technology for reducing the settlement of river-crossing bridges and tunnels in soft soil area is developed， which can be used as a reference for similar projects.

Keywords： wall pier; joint construction of bridge and tunnel; relocation; pile foundation; soft soil area

城市交通是城市建设的重要内容，当前着眼于建设现代化国际城市，正不断完善城区路网建设，地下空间隧道和高架路桥开发促使交通环境变得高效畅通。为避免相互施工干扰过大和结构变形安全影响，两者普遍采取分开设计、独立建设，但随着场地空间资源不断紧缺，交通线网难免纵横交错相互关联，尤其是当交通建设线路涉及河道交叉时，既要保障既有河流的正常疏浚和道路交通导向，也要满足建设工程质量安全是涉河交叉工程建设的难题。国内外学者也开展大量研究，杨家熙[1]提出了地铁车站、高架桥同位组合体结构。方迎利[2]将地铁与高架桥结构结合，有利于减小对既有建筑的影响，同时降低了拆迁工作和施工风险。赵月[3]依托厦门市地铁双线换乘车站，对城市桥梁下设置地铁车站的设计思路进行阐述。靳贵龙[4]基于厦门市地铁T型换乘车站与市政高架桥梁合建工程，通过有限元分析，对高架桥梁荷载下的地铁车站结构的受力和稳定性方面进行了研究。王金山[5]依托合肥轨道交通1号线水阳江路站，对城市桥梁与地铁车站同期同位合建的设计思路进行阐述。陈海勇等[6]为确保复杂环境下地铁车站的施工安全，以成都地铁中医学院站“站桥合一”模式及深基坑盖挖施工为例，总结探讨了地铁车站施工的安全风险类型和风险应对措施。

针对这类涉河地下空间隧道和高架路桥建设工程，在仅有的场地空间资源和河道软土地质情况下桥隧合建，具有交通压力大、施工组织管理难度大、结构稳定性和安全性要求高等难点，因此，开发一种集约化、立体化的桥隧合建结构形式是解决城市交叉工程建设的关键，也是保证工程质量和工期的核心。在河道临时改迁基础上，本文提出了在建桥隧共线共面结构设计理念，并对软土地区涉河段桥隧合建施工关键技术展开研究，解决了类似工程技术复杂难点问题。

1 "工程概况

235国道杭州老余杭至五常段改建工程是新建杭州火车西站的配套工程。该工程施工条件复杂：明挖交通隧道与通义港河道交叉，河道呈Y字形，最宽处为80 m左右，汛期最高水位4.01 m，该河需要迁改和复位；隧道主体结构与上方高架桥梁需要共建，隧道顶板上部新建墙式墩作为桥梁基础；隧道基坑两侧紧邻在建高架桥梁匝道，两者相距8 m，导致基坑施工场地狭窄，如图1所示。

2 "结构设计与实施方式

2.1 "桥隧合建结构立体化

地下空间隧道采用单箱型三室框架结构，由下向上平顺施工，同时于隧道顶板上方新建6 m×20 m矮T梁通义港大桥，如图2（a）所示。通义港桥与隧道合建采取“共交通路线”设计模式，隧道整体结构作为高架桥梁下部基础，隧道顶板设置上翻梁，尺寸为3.5 m×4.5 m，高架桥墙式墩柱基础与隧道顶板上翻梁固结施工，整体结构共面合建，如图2（b）所示。

2.2 "减沉桩基土体加固

针对软土地区大体积结构施工过程中及工后产生较大沉降、危害结构安全问题，本施工技术在隧道结构底板下部采用桩基与φ850@600三轴搅拌桩满堂加固减沉措施相结合，与土体共同承担上部桥隧结构荷载，将桥隧组合荷载有效传递，充分发挥减沉桩的作用，优化桩量设计。如图3所示。

2.3 "主体结构施工顺序及河道恢复

通义港大桥分为桥隧合建主线部分及两侧匝道桥部分，具体施工阶段如下。

阶段一：先施工4号基坑隧道主体结构；阶段二：施工桥隧合建部分墩柱，以隧道顶板上翻梁为基础，先浇筑底部上翻梁并预埋墩柱钢筋，再立模浇筑墙式墩及其盖梁。此外，两侧匝道桥下部桩基础同步施工，桩基埋设永久钢护筒；阶段三：施工两侧匝道墩柱，先浇筑底部桩顶系梁并预埋墩柱钢筋，再立模浇筑柱式墩及其上部桥面结构，同步施工桥隧合建上部桥面结构；阶段四：主体结构施工完毕后破除原有基坑两侧围护结构，并开挖两侧匝道桥投影区域土体；阶段五：将河道永久恢复到通义港桥下。施工步骤流程如图3—图5所示。

3 "施工工艺流程及操作要点

涉河桥隧合建减沉施工工艺流程，如图6所示。

3.1 "基坑底减沉桩及满堂加固

4号隧道基坑底部土体采用满堂加固，基底以下深度4 m采用φ850@600水泥搅拌桩加固，并打设旋挖成孔减沉桩，桩长30 m，共同承载上部桥隧组合荷载。待地基加固完成后场地硬化及施工围护结构，地下连续墙施工工序：导墙施工→成槽和泥浆护壁→下放钢筋笼→插入导管→浇筑砼→下一幅槽段循环成墙。

3.2 "隧道主体结构施工

主体结构竖向：底板→侧墙、中隔墙（钢模）→顶板及剩余侧墙、中隔墙共同浇筑→隧道顶板上翻梁，垂直分3层进行施工。主体结构施工分块及分层情况如图7所示。

3.3 "高架桥墙式墩与隧道顶板上翻梁固结施工

通义港大桥墩柱为4 m宽的7块墙体式墩柱，以隧道顶板上翻梁为基础，先浇筑底部上翻梁并预埋墩柱钢筋，再立模浇筑墙式墩。浇筑模板应采用定型大块钢模，墩柱模板制作完成后应进行试拼，检查模板的刚度、平整度、接缝密合性及结构尺寸等，如图8和图9所示。

3.4 "高架桥盖梁及匝道施工

支架平台搭设顺序：测量放线→安放底座→安装立杆→安装水平杆→安装斜杆→依照上述步骤逐层向上安装→铺设平台，盖梁钢筋绑扎并浇筑成型，如图10和图11所示。

两侧匝道桥桩基础施工，采用冲击钻打桩机和旋挖钻设备，靠近基坑一侧的桩基埋设永久钢护筒，钢护筒直径1.5 m，壁厚为12 mm；两侧匝道施工墩柱，先浇筑底部桩顶系梁并预埋墩柱钢筋，再立模浇筑柱式墩。

3.5 "隧道顶板两侧地连墙破除

为恢复通义港河道需将匝道与基坑之间顶板以上部分地连墙破除联通，破除范围：2 m挡墙+0.9 m冠梁+冠梁以下2.6 m的地连墙，将匝道底部与主线桥的底部联通，如图12所示。

3.6 "桥面及匝道结构施工

在盖梁上部架设预支6 m×20 m矮T梁施工，中间空余部位设置中央分隔带。两侧匝道盖梁钢筋绑扎支模浇筑，如图13所示。

4 "施工效果分析

本文针对软土地区涉通义港河高架路与明挖隧道合建交叉工程，利用施工现场有限场地空间资源，合理施工组织协调，对既有河道临时改迁，开挖4号基坑施工，通过提出共线共面的设计理念，将隧道顶板设置上翻梁作为桥梁基础，与高架桥的墙式墩柱固结在一起，实现桥隧合建，节约交通空间资源，保障了基坑正常开挖施工和河道流通。

综上所述，本施工技术在保障交通的情况下，充分利用有限的场地资源，合理组织施工协调，提出涉河桥隧合建的施工技术方法，节约空间资源，河道改迁恢复，减少了施工中对现状河道的影响，总体降低的施工安全风险，大大减小建设成本，与传统施工技术更加安全可靠，综合经济技术效益显著。

5 "结论

本文以依托235国道杭州老余杭至五常段改建工程，提出了一种软土地区涉河桥隧合建减沉施工技术，得出以下结论。

1）高架路桥与地下空间隧道合建采取“共交通路线”设计模式，地下空间隧道采用单箱型三室框架结构，由下向上平顺施工。隧道整体结构作为桥梁下部基础，在隧道顶板设置上翻梁并与高架桥的墙式墩固结，实现“共竖向结构面”合建形式，节约了交通空间资源，降低建设工程成本。

2）隧址位于软土地区，为降低大体积结构施工过程中及工后产生较大沉降的安全隐患，在隧道结构底板下部采用桩基与满堂加固减沉措施相结合，将桥隧组合荷载有效传递，充分发挥减沉桩的作用，优化桩量设计，减少建设成本。

3）涉及既有河道交叉施工，通过河道临时改迁至一期3号基坑顶板上方，待4号基坑隧道结构完成后将河道永久改至通义港桥下方（隧道顶板上方），保障了4号基坑正常开挖施工和河道南北向的正常流通，避免了通义港河汛期导流困难。

参考文献：

[1] 杨家熙．地铁明挖车站与高架桥同期同位合建关键技术研究[D]．成都：西南交通大学，2012．

[2] 方迎利.高架桥与地铁结构结合设计初探[J].中国建设信息，2011（6）：49-51．

[3] 赵月.与市政桥梁合建的地铁车站结构设计：以厦门地铁吕厝站为例[J].隧道建设，2015，35（5）：439-442．

[4] 靳贵龙.高架桥梁荷载下地铁车站结构受力性状与整体稳定性研究[D].南昌：华东交通大学，2017．

[5] 王金山.与市政桥梁结合建设的地铁车站结构设计：以合肥轨道交通1号线水阳江路站为例[J].建设科技，2017（13）：80-81．

[6] 陈海勇，石达强.成都地铁中医学院站施工安全风险分析[J].隧道建设，2011，31（5）：559-565．