前海月湾河（环状水廊道）二期工程南段与地铁9号线空间交叉，位于地铁9号线隧道安保区范围内。众所周知，地铁隧道上方挖河道是高风险性工程，容易导致地铁隧道变形，从而影响地铁安全。那么项目团队是如何克服技术难点，在保证地铁隧道安全的前提下，让河道顺利从地铁隧道上方穿过?本期《技术博览》栏目为大家详细介绍。
项目介绍
前海月湾河（环状水廊道）二期工程起于宝安大道段双界河，沿月亮湾大道西侧及南山污水处理厂北侧、西侧走向，终点为前湾河，总长约4800米，红线宽度50米，河槽主槽宽度20米，占地面积231111平方米，防洪设计标准为100年一遇。目前，项目正在收尾阶段，建成后，前海河道水环境、生态景观将得到改善，并有效保障片区防洪安全。
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工程概况
地铁隧洞顶距开挖河道底部仅3m
前海月湾河（环状水廊道）二期工程（H1+767.81～H1+903.78段），属于环状水廊道二期工程南段，位于前海前湾片区，其与地铁9号线空间交叉，设计总长约136m，红线宽度为55m，河道主槽宽度为20m，河底高程为0.5m。该段水廊道位于地铁9号线隧道安保区范围内，施工须重点考虑对地铁隧道安全的保护，地铁保护工程严格按照设计图纸等相关文件要求的施工工况实施。
根据周边环境条件、地质条件，按照《深圳市基坑支护技术规范》(SJG05-2011)的规定，本工程开挖基坑深度约5.5m；开挖河道主槽与地铁九号线斜交，隧洞顶高程与开挖底高程间距约3m，因此定义本基坑安全等级为二级基坑。
项目总平面示意图
鉴于地铁9号线已运行，为尽量减少土方的开挖卸荷对9号线的影响，采用全断面加固和多阶段开挖等技术方案，以减少对既有地铁隧道的影响：首先对施工方位隧洞上覆土体及周边土体范围的加固，之后进行地铁保护抗拔桩的施工。其中隧洞上覆土及周边土体采用双管旋喷桩进行加固，抗拔桩于现状地面成孔，抗拔桩桩径1.2m，桩长22m。
地铁保护区的施工（正）段面示意图
地铁保护区的施工（侧）段面示意图
02
施工重难点
克服水位控制与浮力协调难度大困难，保护地铁隧道结构体结构不隆起、不受扰动
01
施工重点
确保地铁结构不隆起、不受扰动
基坑开挖施工、结构施工时确保地铁结构不隆起、不受扰动。在杂填土（含石量高）内进行高压旋喷桩施工，由于填石裂隙大，围护桩和旋喷桩成桩困难。
在局部靠近地铁隧洞附近施工旋挖桩和旋喷桩是难点，既要顺利成孔，又要避免钻头或高压浆液冲击地铁隧道结构体。
▶︎解决办法
在旋挖桩施工时，采用液压振动法下钢护筒超过隧道底部以下1m；对于高压旋喷桩施工高压难点，在靠近地铁隧道附近施工时，降低高压浆体流的工作压力、减少旋喷桩直径，由原来的单排桩改为双排桩或三排桩，避免旋喷桩高压浆液流切割地铁隧道结构体而造成破坏。
施工中，在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或大量冒浆等异常情况时，及时查明产生的原因及时采取措施；引孔时，注意控制好深度，避免钻到地铁隧道结构。
02
施工难点
水位控制与浮力协调难度大
在施工过程中，水位控制与浮力协调难度大。
▶︎解决办法
为了确保地铁隧道顶部卸土重量与浮力达到基本平衡，必须计算好降水水位，并进行合理、有效控制降水量和降水时间，严格控制地下水位，施工过程中密切监测水位，及时了解地下水位的动态变化情况，及时对水位予以修正，确保地铁安全运行。
施工过程中密切关注监测单位对地铁隧道的监测数据，每进行一道工序，都必须了解保护区土体变形和地铁隧洞变形情况，确保万无一失，做到信息化施工。
03
主要施工工艺
U型槽基坑开挖+U型槽结构分块施工
01
U型槽基坑开挖
采用分段分层开挖
基坑开挖时隧洞上方土体卸荷，易造成地铁结构受扰动或者隆起。为了尽量减少每次土体的卸载量，本项目采用分段分层开挖，土体垂直主槽分两侧和中间土体三块，先开挖两侧分块土体，待抗浮盖板完成后，再开挖中间分块土体，每块土体沿主槽方向需跳段开挖，每段长度10米；在分层开挖过程中，每层开挖深度不超过1.5m，若监测到土体隆起的积累变形大于5mm，需立刻回填堆载配重保证地铁的安全。
基坑开挖分段示意图
第一分段开挖示意图
第二分段开挖示意图
第三分段开挖示意图
基坑开挖按照先上后下、分段、分层开挖进行, 基坑开挖放坡坡度不大于 1:0.5；每段土体开挖完成后进行抗浮盖板的施工，待抗浮盖板施工完成后方进行下一段土体的开挖。
土方开挖时对基坑、周边的建筑物、道路、地铁隧洞等进行监测，出现异常、监测值超过设计允许值时，立即停止施工，采取相应的措施后方可继续土方开挖。
02
U型槽结构分块施工
减小对地铁隧洞影响
根据基坑开挖顺序，每段土块开挖完成后分段分块进行U型槽结构施工，待U型槽结构施工完成后再进行下一分段分块的土方开挖施工。U型槽施工过程中特别要注意按设计图纸做好U型槽结构钢筋与抗拔桩桩头钢筋的连接，确保浇筑完成的每块U型槽都与部分抗拔桩形成整体，起到抗浮作用。
U型槽主体结构钢筋安装
U型槽主体结构混凝土浇筑完成
在U型槽养护完成，强度达到设计要求后，在整段U型槽上部采用编织土袋进行反压，进一步减少地铁上方土体的卸载量，减小对地铁隧洞的影响，同时也确保了相邻段U型槽开挖时周边土体的稳定性。
U型槽主体结构覆重反压
基坑施工中的明挖和降水对邻近地铁隧道有很大影响。根据现场资料，开挖量越大，暴露时间越长，对地铁隧道的影响越大。本项目地铁核心保护段从2019年12月开始至2020年12月完成了地铁正上方U型槽的结构施工，整个施工过程中，地铁隧洞内各监测点隆起值平均为1.8mm，最大值为4.8mm，远远低于地铁公司要求的8mm允许值。结合地铁隧道监测数据，根据水廊道U型槽结构的实际情况和抗拔桩结构等措施，对地铁隧道起到了有效的保护作用。
地铁上方U型槽施工完成后，连接其余段水廊道，将形成前海片区一道水上观光风景线，成为连接城市的生态文明建设和交通经济建设的纽带。
通讯员：基建事业部 蒲少杰 黄华 安全质量部 王志强
编辑整理：胡洁贞
校审：姜媛媛 朱斌
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