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摘要：介绍对某城际铁路明挖法隧道在不影响下穿河流的功能的同时，减少对河道和周边地表建筑物或附着物的影响，充分利用一个枯水季节，采用倒边盖挖顺作法施工，对河提进行适当的外扩，在河床底修筑一U型盖板，盖板上过水，同时做好基坑监控量测，然后在盖板的保护下，施工隧道主体结构，为类似工程提供了经验。
关键词：明挖隧道；渡槽盖挖；监控量测；应用
中图分类号：U45文献标识码： A
1、概述
1.1、工程概况
某城际铁路隧道位于佛山市市区，线路呈东西方向布置，隧道设计起点里程DK14+970，终点里程DK18+462，全长3492m。隧道均采取明挖法施工，基坑围护结构采用1000mm厚地下连续墙加混凝土腰梁,支撑采用钢筋混凝土、钢支撑和钢围囹联合支护体系，主体结构为双洞雙线钢筋混凝土箱型结构。隧道基坑要横穿8条河道，其中DK15+373~DK15+412段横穿最宽的英雄河道，河道宽35.82m，河道平均水深2.15m，河道底与隧道结构顶板净距约为2.5m，同时河道两侧分别为岭南大道和佛山大道，本段隧道范围内建筑物密集，路网发达，因此是本工程的难度之一。下穿英雄河段隧道平面布置见图1.
图1 隧道下穿英雄河道平面示意图
1.2、工程地质条件
东平1号隧道下穿英雄河段河道内地层主要以第四系地层为主，河床地表层约为10m后为淤泥质土、粉质粘土和细沙，下伏基岩以砂岩为主，普遍夹有泥岩，局部夹砾岩。地下水类型主要为2中，一种为第四系孔隙水，受河道内流水影响，另一种为基岩风化裂隙水，地下水区域渗透性差异较大，局部岩体裂隙较发育，透水性较好，含有较为丰富的地下水。
英雄河道北接东平水道、南接顺德水道，与珠江形成贯通体系，水深主要受潮汐影响，潮汐类型为规则半日潮，每天基本上有二涨二落，一般历年最高水位多出现在汛期，最低水位则出现在枯期，多年平均水位2.15m，最高水位为3.9，最低水位为1.5m。施工前对河道进行了水文测量，2013年底测量时，河床底高程为-1.452左右，涨、落潮最大潮差1.4m。
2、总体方案的确定
2.1 施工方案
原设计方案为围蔽部分河道，中间施工挡墙，采取倒边施工方式完成该段隧道结构施工。该方案也为招标初定方案，分两个枯水季节完成。但该施工区域涉及城市多条主干道，征地拆迁工作一直滞后，工期上不具备占用两个枯水季节的条件，经实际调查，原河道倒边设计施工方式不可行。须另外研究合理的方案，保证施工能顺利、安全的进行，又能确保本区域水网功能正常。
后经详细调查，减少截流对当地影响过大，难以实施。决定采用渡槽倒边施工方案，即利用基坑围护结构作为基础，建一个U型混凝土结构渡槽，横跨与河道交汇处的基坑，渡槽宽度与原河道宽度相同约35.82米，渡槽采用倒边施工。
2.2 渡槽结构设计
渡槽采用钢筋混凝土结构，其具体结构为一内宽35.82m，高5m的U形结构，渡槽结构底厚度为400mm，其下利用基坑与冠梁相连的第一道钢筋混凝土支撑做为底梁，隧道主体结构施工完成后，可拆除中间挡水隔墙，保留底板和梁体结构,并在隧道结构主体顶板与渡槽底板之间回填密实，可作为压顶H结构起到抗浮作用，达到了利于整体工期目标实现，
3、施工顺序
渡槽施工后，主体结构需采用盖挖顺做，施工总体流程为：
(1)第一步：施工西半幅围堰，然后围堰范围内填土河床底高度，施工南北两侧地下连续墙，施工西半幅的渡槽盖板和中间挡水墙；见图2
图2盖挖施工步骤一
(2)第二步：恢复西半幅过水，围堰东半幅，围堰内填土，施工南北两侧地下连续墙，施工东半幅的渡槽盖板，与西半幅形成整体U型槽结构，凿除中间挡水墙，见图3。
图3盖挖施工步骤二
(3)第三步：土方盖挖和隧道结构施工，以渡槽盖板作为地下连续墙的支撑，土方盖挖，从盖板下将土方转运至盖板外，长臂挖掘机或吊机转运至地面运走，土方开挖完成后，施工垫层、防水、底板、侧墙、顶板等主体结构，最后进行结构顶板和渡槽底板之间回填。见图4。
图4 盖挖步骤三
4、施工要点和主要控制因素
1、围堰施工
围护结构和渡槽结构施工期间，围堰挡水有效避免施工给河道水体造成污染，同时做好防排水措施，避免河水深入基坑，影响是安全；围堰顶标高满足河道泄洪要求，即围堰要比堤岸底，一旦出现不可预计的突发大降水，允许河水从围堰顶溢过。
2、围护结构施工
河道内围护连续墙钢围堰施作完成后施作，河道内围护墙除了满足设计的嵌入深度要求外，根据河床底高度确定墙顶标高，避免造成不必要的浪费。
3、渡槽结构施工
围护结构墙完成后，渡槽结构底板与隧道基坑的冠梁、第一道钢筋混凝土支撑同步施工，底板钢筋埋入冠梁和混凝土支撑中，利用基坑围护结构做为基础。
渡槽底板不设施工缝及变形缝，渡槽底板范围内隧道基坑两侧河道必须清除淤泥并进行适当加固手段，避免造成不均匀沉降，影响整体安全。
为了保证盖板要有好的防水效果，渡槽盖板结构完成后，结构表面施作一层防水涂料，重点加强施工缝的处理。在盖板下土方及结构施工阶段，在头顶上有一条悬河，一旦渡槽盖板渗漏，难以处理，且后果严重。
4、渡槽下结构施工
该段正洞施工采用明挖顺做法，主体结构不在渡槽下留施工缝或变形缝。
5、环保及水保
施工期间做好环保及水保措施，避免造成无谓污染，影响施工形象和施工进度。
6、制定应急预案
安排专人观测水位，准备挖机、大功率水泵、砂袋等应急材料，一旦有紧急情况，突发大降水，对上游带来威胁，则马上启动应急措施，必要时清除部分围堰，可快速泄流(洪)。
5、监控量测
基坑监测持续至整个基坑结构完成、支撑退出为止。对下穿河道基坑围护结构监测数据进行了整理及分析，总结了一下几点：
⑴ 围护墙体的变形主要发生在土体开挖阶段，在开挖完成后至底板浇筑前以及支撑拆除后位移虽然也有一定程度的发展，但其变化量占总变化量的比重较小。
⑵ 在监测过程中，个别支撑出现轴力和围护结构测斜值偏大，主要原因是此区域围护结构受到河道水流速和潮汐的影响，但一直未达到预警值，从而基坑一直处于安全可控状态。
⑶ 墙体无支撑暴露时间越短，变化相对小。
6、总结和体会
通过本工程的施工，得出以下几点体会和认识：
⑴ 跨河道段渡槽盖板利用一个枯水季节顺利完成，仅用了一个半月的时间全面恢复河道正常过流，其中两侧挡墙比原有河岸加高1m，河道涨潮期间未出现过河道的上游瞒过河提的现象，保证了河道周围设施的安全和财物的不受损失，河道段通过采取渡槽盖挖施工方法也保证了明挖深基坑施工的顺利进行。在保证河道正常过流的同时，盖板下发隧道主体结构可以有条不紊的进行，结构施工期间，未出现河道涨、落潮给结构施工带来的任何风险。所以明挖基坑穿越河流、江河，采取“利用枯水季节、倒边施工渡槽盖板、盖挖顺作”的方案是成功的。
⑵ 盖挖顺作方案利用盖板作为基坑的加强支撑，河道段基坑开挖深度约12.8m（以河床底为基准），除原有基坑设计支撑外，盖板与混凝土支撑一起增强了该段基坑整体刚度，基坑安全系数偏高。盖板和结构顶板之间空隙采用片石混凝土或其它廉价材料回填密实，比原设计方案较为经济。
⑶ 考虑到雨季降水、河道涨落潮等不确定因素，同时结合以往的施工经验，隧道顶板以上设置了多道防水屏障，解决了富含水地层中地下结构渗漏水难题。
⑷ 在城际铁路、铁路、地铁及其他市政工程中，常遇到要跨江、河等类似的情况，当占用江、河在雨季或其它情况下施工不能满足河道防洪排涝要求，采用盖挖法可以大大降低了影响，也是一个不错的选择。
关键词：明挖隧道；渡槽盖挖；监控量测；应用
中图分类号：U45文献标识码： A
1、概述
1.1、工程概况
某城际铁路隧道位于佛山市市区，线路呈东西方向布置，隧道设计起点里程DK14+970，终点里程DK18+462，全长3492m。隧道均采取明挖法施工，基坑围护结构采用1000mm厚地下连续墙加混凝土腰梁,支撑采用钢筋混凝土、钢支撑和钢围囹联合支护体系，主体结构为双洞雙线钢筋混凝土箱型结构。隧道基坑要横穿8条河道，其中DK15+373~DK15+412段横穿最宽的英雄河道，河道宽35.82m，河道平均水深2.15m，河道底与隧道结构顶板净距约为2.5m，同时河道两侧分别为岭南大道和佛山大道，本段隧道范围内建筑物密集，路网发达，因此是本工程的难度之一。下穿英雄河段隧道平面布置见图1.
图1 隧道下穿英雄河道平面示意图
1.2、工程地质条件
东平1号隧道下穿英雄河段河道内地层主要以第四系地层为主，河床地表层约为10m后为淤泥质土、粉质粘土和细沙，下伏基岩以砂岩为主，普遍夹有泥岩，局部夹砾岩。地下水类型主要为2中，一种为第四系孔隙水，受河道内流水影响，另一种为基岩风化裂隙水，地下水区域渗透性差异较大，局部岩体裂隙较发育，透水性较好，含有较为丰富的地下水。
英雄河道北接东平水道、南接顺德水道，与珠江形成贯通体系，水深主要受潮汐影响，潮汐类型为规则半日潮，每天基本上有二涨二落，一般历年最高水位多出现在汛期，最低水位则出现在枯期，多年平均水位2.15m，最高水位为3.9，最低水位为1.5m。施工前对河道进行了水文测量，2013年底测量时，河床底高程为-1.452左右，涨、落潮最大潮差1.4m。
2、总体方案的确定
2.1 施工方案
原设计方案为围蔽部分河道，中间施工挡墙，采取倒边施工方式完成该段隧道结构施工。该方案也为招标初定方案，分两个枯水季节完成。但该施工区域涉及城市多条主干道，征地拆迁工作一直滞后，工期上不具备占用两个枯水季节的条件，经实际调查，原河道倒边设计施工方式不可行。须另外研究合理的方案，保证施工能顺利、安全的进行，又能确保本区域水网功能正常。
后经详细调查，减少截流对当地影响过大，难以实施。决定采用渡槽倒边施工方案，即利用基坑围护结构作为基础，建一个U型混凝土结构渡槽，横跨与河道交汇处的基坑，渡槽宽度与原河道宽度相同约35.82米，渡槽采用倒边施工。
2.2 渡槽结构设计
渡槽采用钢筋混凝土结构，其具体结构为一内宽35.82m，高5m的U形结构，渡槽结构底厚度为400mm，其下利用基坑与冠梁相连的第一道钢筋混凝土支撑做为底梁，隧道主体结构施工完成后，可拆除中间挡水隔墙，保留底板和梁体结构,并在隧道结构主体顶板与渡槽底板之间回填密实，可作为压顶H结构起到抗浮作用，达到了利于整体工期目标实现，
3、施工顺序
渡槽施工后，主体结构需采用盖挖顺做，施工总体流程为：
(1)第一步：施工西半幅围堰，然后围堰范围内填土河床底高度，施工南北两侧地下连续墙，施工西半幅的渡槽盖板和中间挡水墙；见图2
图2盖挖施工步骤一
(2)第二步：恢复西半幅过水，围堰东半幅，围堰内填土，施工南北两侧地下连续墙，施工东半幅的渡槽盖板，与西半幅形成整体U型槽结构，凿除中间挡水墙，见图3。
图3盖挖施工步骤二
(3)第三步：土方盖挖和隧道结构施工，以渡槽盖板作为地下连续墙的支撑，土方盖挖，从盖板下将土方转运至盖板外，长臂挖掘机或吊机转运至地面运走，土方开挖完成后，施工垫层、防水、底板、侧墙、顶板等主体结构，最后进行结构顶板和渡槽底板之间回填。见图4。
图4 盖挖步骤三
4、施工要点和主要控制因素
1、围堰施工
围护结构和渡槽结构施工期间，围堰挡水有效避免施工给河道水体造成污染，同时做好防排水措施，避免河水深入基坑，影响是安全；围堰顶标高满足河道泄洪要求，即围堰要比堤岸底，一旦出现不可预计的突发大降水，允许河水从围堰顶溢过。
2、围护结构施工
河道内围护连续墙钢围堰施作完成后施作，河道内围护墙除了满足设计的嵌入深度要求外，根据河床底高度确定墙顶标高，避免造成不必要的浪费。
3、渡槽结构施工
围护结构墙完成后，渡槽结构底板与隧道基坑的冠梁、第一道钢筋混凝土支撑同步施工，底板钢筋埋入冠梁和混凝土支撑中，利用基坑围护结构做为基础。
渡槽底板不设施工缝及变形缝，渡槽底板范围内隧道基坑两侧河道必须清除淤泥并进行适当加固手段，避免造成不均匀沉降，影响整体安全。
为了保证盖板要有好的防水效果，渡槽盖板结构完成后，结构表面施作一层防水涂料，重点加强施工缝的处理。在盖板下土方及结构施工阶段，在头顶上有一条悬河，一旦渡槽盖板渗漏，难以处理，且后果严重。
4、渡槽下结构施工
该段正洞施工采用明挖顺做法，主体结构不在渡槽下留施工缝或变形缝。
5、环保及水保
施工期间做好环保及水保措施，避免造成无谓污染，影响施工形象和施工进度。
6、制定应急预案
安排专人观测水位，准备挖机、大功率水泵、砂袋等应急材料，一旦有紧急情况，突发大降水，对上游带来威胁，则马上启动应急措施，必要时清除部分围堰，可快速泄流(洪)。
5、监控量测
基坑监测持续至整个基坑结构完成、支撑退出为止。对下穿河道基坑围护结构监测数据进行了整理及分析，总结了一下几点：
⑴ 围护墙体的变形主要发生在土体开挖阶段，在开挖完成后至底板浇筑前以及支撑拆除后位移虽然也有一定程度的发展，但其变化量占总变化量的比重较小。
⑵ 在监测过程中，个别支撑出现轴力和围护结构测斜值偏大，主要原因是此区域围护结构受到河道水流速和潮汐的影响，但一直未达到预警值，从而基坑一直处于安全可控状态。
⑶ 墙体无支撑暴露时间越短，变化相对小。
6、总结和体会
通过本工程的施工，得出以下几点体会和认识：
⑴ 跨河道段渡槽盖板利用一个枯水季节顺利完成，仅用了一个半月的时间全面恢复河道正常过流，其中两侧挡墙比原有河岸加高1m，河道涨潮期间未出现过河道的上游瞒过河提的现象，保证了河道周围设施的安全和财物的不受损失，河道段通过采取渡槽盖挖施工方法也保证了明挖深基坑施工的顺利进行。在保证河道正常过流的同时，盖板下发隧道主体结构可以有条不紊的进行，结构施工期间，未出现河道涨、落潮给结构施工带来的任何风险。所以明挖基坑穿越河流、江河，采取“利用枯水季节、倒边施工渡槽盖板、盖挖顺作”的方案是成功的。
⑵ 盖挖顺作方案利用盖板作为基坑的加强支撑，河道段基坑开挖深度约12.8m（以河床底为基准），除原有基坑设计支撑外，盖板与混凝土支撑一起增强了该段基坑整体刚度，基坑安全系数偏高。盖板和结构顶板之间空隙采用片石混凝土或其它廉价材料回填密实，比原设计方案较为经济。
⑶ 考虑到雨季降水、河道涨落潮等不确定因素，同时结合以往的施工经验，隧道顶板以上设置了多道防水屏障，解决了富含水地层中地下结构渗漏水难题。
⑷ 在城际铁路、铁路、地铁及其他市政工程中，常遇到要跨江、河等类似的情况，当占用江、河在雨季或其它情况下施工不能满足河道防洪排涝要求，采用盖挖法可以大大降低了影响，也是一个不错的选择。