[发明专利]一种海底大跨市政隧道挡水结构及施工方法

说明书

本发明公开一种海底大跨市政隧道挡水结构及施工方法，涉及隧道建设技术领域，主要结构包括双排钢板桩围堰，所述双排钢板桩围堰包括外排钢板桩、内排钢板桩和反压膜袋砂；通过在外排钢板桩和内排钢板桩之间设置围檩、钢拉杆和吹填砂，反压膜袋砂在施工区域一侧支撑内排钢板桩，能够将施工区域与周围海域环境完全隔离，减小对海域环境的影响，并为施工提供良好的环境，吹填砂层顶部设置碎石层，以防止越浪或海风对吹填砂层造成破坏，避免吹填砂被风吹入施工区域内影响施工作业；本发明中的技术方案占用场地较小，宽度只有十几米，能够大大缩短施工周期，节约工程造价，并降低施工对周边建(构)筑物的影响。

技术领域

本发明涉及隧道建设技术领域，特别是涉及一种海底大跨市政隧道挡水结构及施工方法。

背景技术

近年来，随着我国城市建设和交通需求的快速发展，越来越多的城市规划和建设了一大批海底市政隧道，如厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道、珠海马骝洲海底隧道、深圳海滨大道海底隧道等；且隧道断面大跨度化、多出入口化的趋势明显，双向六车道、双向八车道断面屡见不鲜，深圳海滨大道海底隧道左右线各设置了两个出入口，出入口衔接段单孔净跨达到了27m，给隧道设计和施工带来了极大的挑战。

海底市政隧道的修建方法主要有盾构法、沉管法、矿山法和明挖法。采用明挖法施工的海底市政隧道一般位于近海浅滩区域，海域水深较浅、淤泥淤积较为严重，施工期间对海洋环境的保护要求严格，同时隧址周边可能存在跨海桥梁等重要建(构)筑物，这些因素均会对采用明挖法施工海底市政隧道时挡水结构形式的选择产生很大的影响。

目前海底市政隧道明挖法施工时采用的挡水结构均为土石围堰。土石围堰一般采用斜坡式结构，围堰结构主要由地基处理结构、止水帷幕、堤心、护坡层、护脚棱体等五部分组成。围堰施工步骤按如下顺序进行：施工准备→围堰地基处理→堤心分层施工，静载压实→沉降稳定后施工护坡层、防渗帷幕、子堤→围堰运营期监测、管理、维护。

土石围堰堰体主要为膜袋砂、充填砂及粘性土，堰体材料水平向抗剪强度低，为保证堰体稳定性及挡水效果，需加大堰体宽度(宽度几十米甚至上百米)，故土石围堰所需场地范围较大，对海域环境及周边建(构)筑物(如跨海桥梁)的影响也随之增大；围堰地基处理范围及堆填工程量大，工程造价高，工期长。

围堰是指在水中建造永久性建(构)筑物时，为防止水和土进入建(构)筑物施工场地而修建的临时性围护结构。

出入口是指在隧道主线上设置的供车辆驶出或者驶入隧道主线的单向交通路口，一般通过匝道与衔接道路连接。

发明内容

鉴于土石围堰存在对海域环境及周边建(构)筑物影响大、工程造价高、工期长等缺点，因此，本发明提出了一种海底大跨市政隧道挡水结构及施工方法，为海底大跨市政隧道明挖施工提供了条件，达到了显著降低海底大跨市政隧道明挖施工对海域环境及周边建(构)筑物影响、缩短施工工期、节约工程造价的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种海底大跨市政隧道挡水结构，包括双排钢板桩围堰，所述双排钢板桩围堰包括外排钢板桩、内排钢板桩和反压膜袋砂；所述外排钢板桩位于所述双排钢板桩围堰外侧，所述内排钢板桩位于所述双排钢板桩围堰内侧，所述反压膜袋砂堆放于所述内排钢板桩位于所述双排钢板桩围堰内侧的下部；所述外排钢板桩与所述内排钢板桩之间设置有吹填砂层，所述吹填砂层上方设置有碎石层。

可选的，还包括钢拉杆，所述钢拉杆设置于所述外排钢板桩与所述内排钢板桩之间。

可选的，所述双排钢板桩围堰所处海域极端高水位为±0.00米，所述外排钢板桩的顶端高+1.50米，所述内排钢板桩的顶端高+1.00米，所述吹填砂层的顶端高+0.80米，所述碎石层厚度为0.2米；所述钢拉杆高度为-1.50米。

可选的，所述外排钢板桩与所述内排钢板桩之间的距离为5-15米。