一种地铁穿越河道的施工方法

1.本公开涉及城市轨道交通车站施工领域，尤其涉及一种在不断流的情况下地铁建造明挖基坑穿越河道的施工方法。


背景技术：

2.由于我国城市建设的快速发展，造成大量人口涌进城市，地铁作为一种交通形式有效地缓解了城市道路的交通压力，越来越多城市兴起了地铁的建设热潮。然而，在河流较多的城市修建地铁时(例如，苏州、杭州地区)，地铁线路往往可能会出现穿越河道的情况。地铁线路穿越河道时主要分为两种情况：地铁区间隧道穿越河道和地铁车站基坑穿越河道，其中，大多数情况下以前者最为常见。无论哪种情况，地铁线路穿越河道过程中，均要严格控制河道中水的渗流作用对地铁施工结构构件(例如，基坑地连墙、隧道衬砌管片等)的影响，在水流和地铁施工开挖卸荷扰动的耦合作用下，周围土层极易发生变形，进一步影响周围既有结构的使用寿命和可靠度。
3.目前为止，地铁车站的施工大多数采用明挖法施工，即在地面先施作车站基坑的围护结构(例如，地下连续墙、钻孔灌注桩、钢板桩等等)，待达到设计要求后，依然在露天情况下进行分层分部开挖作业。
4.特别地，对于地铁车站明挖基坑穿越河道而言，考虑到河流对于城市风貌、水系通道顺畅的重要性，河道需要重点保护，因此，确保明挖基坑穿越过程中河流不发生断流显得尤为重要。而地铁区间隧道穿越河道的施工工况，很少考虑河流断流的情况，这是由于地铁区间隧道开挖大多数采用暗挖法(例如，矿山法开挖、盾构法开挖等)施工，线路规划过程中大多数涉及区间隧道下穿河道，且考虑到现有关于地铁区间隧道下穿河道时，对于河底变形控制的相关技术措施已经较为成熟，故很少考虑此种工况条件下河道会发生断流的现象。然而，不同地是，地铁车站明挖基坑穿越河道难以满足下穿河道的工况条件，因此，如何采取有效的施工方法能够保证基坑施工作业的安全以及降低基坑施工对周围环境条件的影响，并同时确保基坑施工过程中既有河道不发生断流现象，是当前工程界亟待解决的现实难题。
5.当前关于地铁线路施工穿越河道的研究，绝大多数研究的是地铁隧道区间(矿山暗挖施工、盾构掘进施工)穿越河道(主要为下穿)的施工控制方法。
6.李奎和高波于2010年在《岩土力学》发表的《地铁隧道下穿小河和桥梁的施工方案研究》一文中采用了现场监测手段和数值模拟分析相结合的方法初步分析了过河过桥盾构隧道施工可能采用的水平旋喷桩、全断面深孔注浆、长管棚、加密小导管注浆并辅以临时仰拱4种超前支护方案。综合技术和经济等多方面的比较，确定了盾构隧道过河过桥的施工方法采用以加密小导管注浆并辅以临时仰拱作为主要施工方案，以深孔注浆作为施工预案。
7.付贺和李千山于2017年在《江苏建筑》发表的《浅埋暗挖矿山法隧道下穿河道初支施工技术浅析》一文中提出首先采用超前地质预报探明掌子面前方的地质状况；然后为了防止暗挖隧道下穿河道过程中出现渗漏现象，建议运用地表水截流、集中渗漏水、涌水的埋
管引流、压注浆液等系列施工方法。与此同时，下穿之前需设立挡水围堰施工，并确保隧道顺利穿越后，勿及时拆除围堰，防止后续矿山法施工作业产生的震动对岩土层扰动出现诱导性渗漏裂缝。
8.然而，关于地铁车站明挖基坑穿越河道的研究鲜有报道，闫继龙于2016年在《铁道标准设计》发表的《下穿河道和桥梁基础的某地铁车站设计方案探讨》一文中提出“围堰 导流管导流、锚索 内支撑基坑组合支护体系和箱涵还建桥梁”的综合设计方案，但是该方案存在施工工序复杂、施工控制难度大、造价成本高，且采用导流的方式过水能力大大降低，根本无法实现通航条件，此外，此种方式施工需要避开雨季进行作业，极大地限制了施工作业状况，很容易耽误工期。
9.中国公开专利cn 107059878提出了一种适用于河道横跨地铁车站基坑的方法，该方法提出在河道一侧施作箱涵作为河道的临时通道，用于解决施工期间阻断既有河道的问题，但是该方法仅仅针对特定的工程，缺乏普遍适用性，例如，在交通线路复杂情况下，考虑到交通线路整改问题，箱涵施作的工程量较大，以及箱涵下方基坑暗挖难度大，导致施工造价偏高和工期延长。
10.因此，如何在城市交通线路复杂且保证河流顺畅不断流的情况下，进行地铁车站明挖基坑穿河安全、经济和高效施工是本领域技术人员亟待解决的一项技术问题。


技术实现要素：

11.为了解决现有技术中的至少一个技术问题，本公开提供了一种地铁穿越河道的施工方法，尤其是适用于在城市交通线路复杂、对河道保护等级要求高的情况下，既要保证基坑施工顺利穿越河道且河流顺畅严格不断流，又能解决如何在河道超软淤泥地层上施工面临地连墙槽壁易坍塌的技术难题，同时需要保证基坑自身本体的安全且确保基坑开挖卸荷对周围环境的影响和扰动程度最低。
12.为解决至少一个上述技术问题，本公开采用的技术方案是：
13.一种地铁穿越河道的施工方法，步骤包括：
14.基坑分段、分区，将地铁轨道中与既有河道交叉的一段称为主基坑段，其余被称为次基坑段；在主基坑段中，基于既有河道位置，至少分拟建渡槽区、既有河道区、以及不含拟建渡槽区和既有河道区的其它区；
15.施作地连墙，基于基坑分段、分区，依次在主基坑段中的拟建渡槽区和其它区、次基坑段、以及主基坑段中的既有河道区中施作地连墙，其中，在拟建渡槽区中地连墙施工完成后即刻进行临时渡槽的修建；
16.对既有河道引流，基于修建的临时渡槽，修建临时箱涵和临时明渠，将既有河道中的水引流至临时渡槽内；
17.封堵既有河道并拆除既有河道桥梁，其始建在既有河道区的地连墙之前，且在施作既有河道区的地连墙的沟槽中采用随深度不同而水泥掺量不同的三轴搅拌桩加固；
18.开挖基坑，基于临时渡槽的位置，按照从远至近的距离对次基坑段和主基坑段中的基坑进行施工，边施工边安装维护结构；
19.施作车站主体结构，基于开挖后的基坑，在各段或各区的基坑中按照自下向上的顺序分层施工其内的车站主体结构，直至其顶板浇筑完成；
20.复通既有河道，复建既有河道桥梁并恢复既有河道通流，再拆除临时渡槽。
21.优选地，主基坑段中的拟建渡槽区设置在既有河道远离其他区中的另一侧且位于远离既有河道宽度2-3倍的位置处；
22.拟建渡槽区与既有河道区之间的封堵墙施作在临时渡槽与既有河道宽度之间的中线位置处；
23.拟建渡槽区中的另一个封堵墙施作在远离临时渡槽宽度2-3倍的位置处；
24.既有河道区与其他区之间的封堵墙施作在远离既有河道宽度2-3倍的位置处。
25.优选地，在施作拟建渡槽区与既有河道区之间的封堵墙之前，还需要对该位置的封堵墙的内外两侧采用三轴搅拌桩进行加固；
26.其中，施作拟建渡槽区与既有河道区之间的封堵墙所采用的三轴搅拌桩的水泥掺量不随深度的变化而变化。
27.优选地，所述对既有河道引流，包括：
28.修建临时渡槽，在拟建渡槽区放坡开挖基坑，对边坡进行加固处理；开挖基坑至槽底后，使用破碎机对既有河道桥梁中的桥桩进行机械破碎处理；将地连墙主筋锚入渡槽底板内同侧墙中并一起浇筑；并在渡槽底部架设格构柱作为辅助承重结构；其中，修建临时渡槽时，依次分底板、侧壁及防撞护栏三步进行模板支设，再进行混凝土浇筑；
29.修建临时箱涵，开挖放置箱涵所需的沟槽；再架设放置箱涵的模板；在沟槽内底部浇筑一层混凝土以形成垫层；待沟槽内的混凝土达到设计强度要求后，拆除模板；放置箱涵，再在箱涵的两侧同时回填灰土；其中，对模板架设、沟槽内混凝土的浇筑施工可与修建临时渡槽工序一同进行；
30.修建临时明渠，在渡槽与箱涵施工结束后，开挖连接既有河道与临时渡槽的临时明渠，将基坑一侧的既有河道中的水依次经临时箱涵、临时渡槽和临时明渠改迁，引入基坑另一侧的既有河道中，以此保持施工过程中既有河道中的水不断流。
31.优选地，对次基坑段和主基坑段中的其它区的地连墙的施工可与对既有河道的引流施工同步进行；
32.其中，在施作地连墙之前，将影响施工的管线改迁并完成围挡的封闭。
33.优选地，所述封堵既有河道并拆除既有河道桥梁，包括：
34.封堵既有河道区中的河道，在既有河道中的水改迁引流后，利用钢板桩封堵既有河道区中的河道口，施作集水坑；排除既有河道区内的明水，再排除其内的污水；将河底中的淤泥清理干净，再采用黏土填满既有河道区中的河道；
35.拆除既有河道区中的桥梁，依次拆除既有河道桥梁上的栏杆、板梁及台帽；之后承台位置随桥桩根基拔出位置一同被分块破除；且桥桩拔除后及时回填桥桩孔并捣实，拔出残余桥桩体并随其余混凝土碎块一齐收集后外运弃置；其中，既有河道区中的基坑回填采用灰土分层压实，回填至承台顶面高度处。
36.优选地，封堵既有河道并拆除既有河道桥梁完成后还包括对既有河道区的地连墙的施作，包括：
37.采用多组三轴搅拌桩对既有河道区的地连墙的沟槽的槽壁进行加固，对既有河道区的地连墙的沟槽的槽壁加固的深度较地连墙深2-3m；
38.以既有河道区中基坑的第一次开挖深度和其开挖后最终深度为界，
39.对于小于基坑第一次开挖深度的区域，在地连墙沟槽槽底的宽度范围内的土体采用三七灰土分步回填并压实；放坡开挖至原状土时，开始对地连墙沟槽的槽壁进行施作；
40.对于大于基坑第一开挖深度且小于基坑最终开挖深度的区域，在地连墙沟槽的槽壁两侧采用全断面水泥掺量为8-10％的三轴搅拌桩进行侧向加固，该范围属于较弱加固段；
41.对于基坑最终开挖深度以下的区域，在地连墙沟槽的槽壁两侧采用全断面水泥掺量为20-25％的三轴搅拌桩进行侧向加固，该范围属于强加固段。
42.优选地，在施作车站主体结构之前施作开挖基坑，
43.所述开挖基坑是基于临时渡槽的位置进行施工，按照从远至近的距离对次基坑段和主基坑段中的基坑进行施工，边施工边安装维护结构；
44.开挖基坑时，先对次基坑段进行开挖施工，再对主基坑段进行开挖施工；其中，在主基坑段施工时，先开挖其他区中的基坑，再开挖既有河道区中的基坑，最后开挖拟建渡槽区中的基坑。
45.优选地，所有基坑均采用明挖顺作法进行施工，且基坑开挖后，自下往上依次施作砼垫层、底板、地下车站上/下部的侧墙、顶板、顶板回填，再根据施工顺序依次拆除相应的支撑系统。
46.优选地，当中既有河道区中的基坑的主体结构施作结束后，复建既有河道及其桥梁，将临时渡槽内的河水重新改迁回既有河道中，河道畅通之后再拆除临时渡槽和临时箱涵的结构。
47.采用本公开设计的一种地铁穿越河道的施工方法，针对明挖基坑穿越既有河道施工，采用修筑临时渡槽，把原有河道改迁至临时渡槽内，保证河道不断流；所采用的基坑分区方案最大程度上保证各个施工工序的相互衔接，并合理调整了临时渡槽区与既有河道区的基坑施工顺序，严格控制临时渡槽的结构与基坑自身的变形；既有河道区的基坑地连墙成槽施工采用随深度变化的组合槽壁加固措施，解决该区段基坑地连墙施工时槽壁易坍塌的技术难题，从而形成一整套明挖基坑穿越既有河道且不断流的施工方法。
48.本方法尤其是适合在不断流情况下明挖基坑穿越河道的施工，通过修建临时渡槽用于引流河水来保证既有河道的不断流，可保证既有河道改迁到渡槽与开挖基坑、车站建设的施工工序的相互衔接，提高施工效率；本公开还提出基坑分区开挖的方案，在一定程度上减少对临时渡槽区基坑的扰动和影响，使现场施工具有更高的可控性和稳定性。
49.还解决了因既有河道区基坑位置为软土地层而使得其对应的地连墙施工困难的技术问题，提出一种随深度变化而变化的组合式槽壁加固措施，即在既有河道高度的地层范围内，采用三七灰土压实回填原来的淤泥质地层，增加了土层的密实度，在一定程度上防止了上部地连墙槽壁的坍塌，也方便后期河道回迁时地连墙范围结构的拆除工作；同时在下部地层中采用不同水泥掺量的三轴搅拌桩分别应对不同的地层条件，以获得更加稳固的强基地连墙，不仅施工效果好而且还节约作业成本。
50.针对贯穿既有河道区的基坑施工，是在临时渡槽修建完成后，把既有河道改移到临时渡槽内来保证河流继续畅通；待基坑主体内部结构基本完工后，复建既有河道，重新把河道水流迁回原位，拆除临时渡槽等其他结构。河道的两次改迁，保证了基坑明挖施工过程中河道不会断流，使原有的河道和桥梁得到重新恢复，最大程度地减少了施工给周边环境
造成的影响，符合安全、高效、绿色的施工要求；而且基坑施工过程中各个工序相互衔接，互不影响，加快了施工作业进度，在计划期限完成车站工程。
附图说明
51.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
52.图1为本公开的地铁穿越河道的施工方法的流程图；
53.图2为本公开的工程实例中基坑分段、分区的平面示意图；
54.图3是为本公开工程实例中水流改迁至临时渡槽的平面布置图；
55.图4为本公开工程实例中基坑新建临时渡槽的剖面图；
56.图5为本公开工程实例中基坑新建临时渡槽横断面图；
57.图6(a)为本公开工程实例中既有河道区基坑地连墙成槽加固措施的剖面图一；
58.图6(b)为本公开工程实例中既有河道区基坑地连墙成槽加固措施的剖面图二；
59.图7为本公开工程实例中临时渡槽与地连墙整体结构的立体图；
60.图8为本公开工程实例中各监测项目的最大位移随开挖深度的变化曲线。
61.图中：
62.100、主基坑段
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200、次基坑段
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1、既有河道区
63.2、拟建渡槽区
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3、其他区
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10、既有河道
64.11、莲花中河
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12、车斜河
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13、道路
65.20、封堵墙
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21、围挡
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30、地连墙
66.31、沟槽
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32、搅拌桩
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33、灰土回填层
67.40、临时渡槽
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41、渡槽
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42、冠梁
68.43、连梁
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44、横梁
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45、纵梁
69.46、第一道支撑
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47、格构柱
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48、第二道支撑
70.49、第三道支撑
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410、盖板
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411、底板
71.412、沉降缝
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413、砼垫层
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50、临时箱涵
72.60、临时明渠
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a、地表监测点
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b、地连墙监测点
73.c、渡槽底板监测点
具体实施方式
74.下面结合附图和具体实施例对本公开进行详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
75.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
76.本实施例提出一种地铁穿越河道的施工方法，如图1所示，具体步骤包括：
77.s1、基坑分段、分区。
78.如图2所示，基于基坑设计资料以及现场的实际情况，将地铁轨道中与既有河道10
交叉的一段称为主基坑段100，其余被称为次基坑段200。其中，在主基坑段100中，基于既有河道10的位置，至少分成三个区，分别为：拟建渡槽区2、既有河道区1、以及不含拟建渡槽区2和既有河道区1的其它区3；若基坑存在其他特殊情况，可将基坑再进行细化分区。对主基坑段100中的各区进行分区施作封堵墙20，再确定各区的基坑施工主体，进行分区开挖。
79.优选地，在主基坑段100中，拟建渡槽区2设置在既有河道10远离其他区3中的另一侧且位于远离既有河道10宽度2-3倍的位置处；既有河道10与其它区3相邻。
80.其中，拟建渡槽区2与既有河道区1之间的分区封堵墙20施作在临时渡槽40与既有河道10宽度之间的中线位置处；拟建渡槽区2中的另一个封堵墙20施作在远离临时渡槽40宽度2-3倍的位置处。既有河道区1与其他区3之间的分区封堵墙20施作在远离既有河道10宽度2-3倍的位置处。
81.进一步的，在施作拟建渡槽区2与既有河道区1之间的封堵墙20之前，还需要对该位置的封堵墙20沟槽的内外两侧的槽壁采用若干三轴搅拌桩32进行加固；其中，施作拟建渡槽区2与既有河道区1之间的封堵墙20所采用的三轴搅拌桩32的水泥掺量不随深度的变化而变化，为普通的三轴搅拌桩32。采用三轴搅拌桩32对拟建渡槽区2与既有河道区1之间的封堵墙20沟槽的槽壁进行加固，以提高封堵墙20成墙质量和接头止水效果；其他分区封堵墙20正常施作。整体的基坑分区封堵墙20的施作数量，可根据实际工程现场新建基坑与既有河道10之间的空间位置关系以及现场施工条件来决定。
82.s2、施作地连墙30。
83.基于基坑分段、分区，依次在主基坑段100中的拟建渡槽区2和其它区3、次基坑段200、以及主基坑段100中的既有河道区1中施作地连墙30。
84.具体地，地连墙30的施工顺序为：先依次对主基坑段100中的拟建渡槽区2和其它区3进行施作维护结构，并施建地连墙30、立柱桩等操作；再对次基坑段200中施作维护结构并施建地连墙30、立柱桩等操作；最后对主基坑段100中的既有河道区1施作维护结构并施建地连墙30、立柱桩等操作。当对既有河道区1施作地连墙30之前，必须等到既有河道10的改迁工作完毕后，即必须改迁到临时渡槽40内通水后；其中，在拟建渡槽区2中地连墙30施工完成后必须即刻进行临时渡槽40的修建。
85.如图3所示，主基坑段100横跨作为既有河道10的莲花中河11的宽度设置，现有车斜河12中的水直接经莲花中河11中流出，现主基坑段100与莲花中河11交叉且穿过莲花中河11宽度而设。故在施作拟建渡槽区2上的地连墙30之前，需要先将莲花中河11中的水流从主基坑段100东边的车斜河12中经临时箱涵50引入临时渡槽40中，再经临时明渠60改迁入主基坑段100西边的莲花中河11中。
86.优选地，对次基坑段200和主基坑段100中的其它区3的地连墙30的施工可与对既有河道10的引流施工同步进行，相互衔接，节约施工时间，提高施工效率。其中，在施作地连墙30之前，将影响施工的管线改迁并完成围挡21的封闭。
87.s3、对既有河道10引流。
88.基于修建的临时渡槽40，修建临时箱涵50和临时明渠60，将既有河道10中的水引流至临时渡槽40内，也即是依次跨基坑修建临时渡槽40、临时箱涵50和临时明渠60，具体步骤如下：
89.修建临时渡槽40，在拟建渡槽区2先放坡开挖基坑，对边坡进行加固处理；开挖基
坑至其槽底后，使用破碎机对既有河道10桥梁中的桥桩，即对莲花中河11中的桥梁上的桥桩进行机械破碎处理。将地连墙30的主筋锚入渡槽41中的底板411内的同侧墙中并一起浇筑；并在渡槽41的底部架设格构柱47作为辅助承重的支撑结构。其中，修建临时渡槽40时，依次分底板411、侧壁及防撞护栏三步进行模板支设，再进行混凝土浇筑。
90.修建临时箱涵50，箱涵是埋在道路13的下方，与车斜河12相通。开挖放置箱涵所需的沟槽，再在箱涵沟槽内架设放置箱涵的模板；在其沟槽内底部浇筑一层混凝土以形成混凝土垫层；待沟槽内的混凝土达到设计强度要求后，拆除模板；放置箱涵，再在箱涵的两侧同时回填灰土。其中，对箱涵的模板架设、在箱涵沟槽内进行混凝土的浇筑施工可与修建临时渡槽40的施工工序一同进行。
91.修建临时明渠60，在渡槽41与箱涵的施工结束后，开挖连接既有河道10与临时渡槽40的临时明渠60，即连接莲花中河11与临时渡槽40贯通的临时明渠60，先将主基坑段100东侧的既有河道10的莲花中河11中的水从车斜河12中依次经临时箱涵50、临时渡槽40和临时明渠60改迁，引入主基基坑段100西侧的既有河道10的莲花中河11中，以此保持施工过程中作为既有河道10的莲花中河11中的水不断流。
92.s4、封堵既有河道10并拆除既有河道10上的桥梁。
93.封堵莲花中河11并拆除莲花中河11上的桥梁，并清除桩基施工，再施作既有河道区1内基坑的地连墙30。在始建在既有河道区1内的地连墙30之前，且在施作既有河道区1内的地连墙30的沟槽31中采用随深度不同而水泥掺量不同的三轴搅拌桩32进行加固。
94.封堵既有河道区1中莲花中河11与主基坑段100交叉的河道，在作为既有河道10的莲花中河11中的水改迁引流到临时渡槽40后，利用钢板桩封堵既有河道区1中的河道口，施作集水坑；排除莲花中河11内的明水，安装污水泵再排除其内的污水，经现场沉淀池沉淀后排入污水管网中。填河之前用挖掘机将莲花中河11内河底中的淤泥清理干净，再采用黏土填满既有河道区1中莲花中河11中的河道。
95.拆除既有河道区1中的桥梁，即拆除作为既有河道10的莲花中河11上的桥梁，具体地，依次拆除桥梁上的栏杆、板梁及台帽；之后与台帽连接的承台的位置可随桥桩根基拔出位置一同被分块破除；且在桥桩拔除后及时回填桥桩孔并捣实回填料，拔出残余桥桩体并随其余混凝土碎块一齐收集后外运弃置。其中，既有河道区1中的基坑回填采用灰土分层压实，回填至承台顶面高度处。
96.优选地，封堵既有河道10并拆除既有河道10桥梁完成后，还包括对既有河道区1的地连墙30的施作，包括：采用多组三轴搅拌桩32对既有河道区1的地连墙30的沟槽31的槽壁进行加固，对既有河道区1的地连墙30的沟槽31的槽壁加固的深度较地连墙30深2-3m。
97.如图6所示，以既有河道区1中基坑的第一次开挖深度和其开挖后最终深度为界，具体分为：
98.对于小于基坑第一次开挖深度的区域，在地连墙30的沟槽31的槽底的宽度范围内的土体采用三七灰土分步回填并压实，以形成灰土回填层33；放坡开挖至原状土时，开始对地连墙30的沟槽31的槽壁进行施作。
99.对于大于基坑第一开挖深度且小于基坑最终开挖深度的区域，在地连墙30的沟槽31的槽壁两侧采用全断面水泥掺量为8-10％的三轴搅拌桩32进行侧向加固，该范围属于较弱加固段。
100.对于基坑最终开挖深度以下的区域，在地连墙30的沟槽31的槽壁两侧采用全断面水泥掺量为20-25％的三轴搅拌桩32进行侧向加固，该范围属于强加固段，从而最大程度地防止槽壁发生坍塌，提高既有河道区1范围内地连墙30的成墙质量和接头止水效果。
101.s5、开挖基坑。
102.基于临时渡槽40的位置，按照从远至近的距离对次基坑段200和主基坑段100中的基坑进行施工，边施工边安装维护结构。优选地，开挖基坑时，先对次基坑段200的基坑进行开挖施工，再对主基坑段100的基坑进行开挖施工；其中，在主基坑段100施工时，先开挖其他区3中的基坑，再开挖既有河道区1中的基坑，最后开挖拟建渡槽区2中的基坑。
103.施作每一段的基坑时，先施作其相应的冠梁42及作为第一道支撑46的砼支撑；再分段分层开挖土体至支撑架设标高，安装钢支撑支护系统，施工钢支撑预应力，直到开挖至坑底；依此类推，直至除临时渡槽40处的其它所有段的基坑的围护结构全部施工完毕，再重点施工临时渡槽40段的基坑。先施工远离临时渡槽40段的基坑，是为了尽可能减小开挖周围基坑对渡槽41结构的影响，最后施工临时渡槽40段的基坑时，需重点关注并严格控制渡槽41结构和基坑围护结构的变形。
104.施作临时渡槽40的基坑时，分层开挖土体至第二道支撑48的架设标高，安装作为第二道支撑48的钢支撑支护系统；依据待挖基坑的设计开挖深度，直到开挖至临时渡槽40段的基坑坑底。
105.s6、施作车站主体结构。
106.基于开挖后的基坑，在各段或各区的基坑中按照自下向上的顺序分层施工其内的车站主体结构，直至其顶板浇筑完成。
107.优选地，所有基坑均采用明挖顺作法进行施工，且基坑开挖后，自下往上依次施作垫层、底板、地下车站上/下部的侧墙、顶板、顶板回填，再根据施工顺序依次拆除相应的支撑系统，其中，在基坑的底部进行浇筑的混凝土垫层和底板，是为之后自上而下搭建的内部结构而提供的底部基础，且基坑上的顶板为车站建成后最上方覆盖浇筑的混凝土结构，顶板覆土整平后即可进行道路行车，其均与施建临时渡槽40时的盖板410、底板411和砼垫层413不同。
108.s7、复通既有河道。
109.复建既有河道10的桥梁并恢复既有河道10通流，再拆除临时渡槽40。
110.优选地，当中既有河道区1中的基坑的主体结构施作结束后，复建既有河道10及其桥梁，将临时渡槽40内的河水重新改迁回既有河道10中，河道畅通之后再拆除临时渡槽40和临时箱涵50的结构。即，复建莲花中河11上的桥梁，并恢复车斜河12中的水直接进入莲花中河11中流通；并拆除相应的临时箱涵50和临时渡槽40。
111.为了更清晰的理解本公开的目的和技术方案，现结合具体的工程实例和附图进行进一步地详细的阐述。
112.以苏州轨道交通8号线9标段的东延路站基坑与莲花中河11互穿为工程背景，介绍一种不断流情况下地铁明挖基坑穿越河道的施工方法。轨道交通8号线东延路站基坑的长度477m，宽度为20.7m，开挖平均深度约18.0m，基坑形状呈窄长状，采用明挖顺作法施工。轨道交通8号线东延路站主体基坑设有很多道采用混凝土支撑的轴，即如图2中的1轴、30轴、38轴、43轴、46轴及46轴，其它轴的附图省略。在38轴到43轴的区段范围直接与既有河道10
的莲花中河11交叉互穿，两者的位置关系如图2所示。由于基坑穿越莲花中河11中地处淤泥质超软的土层范围上，土体软弱界面密实度低，胶结性差，该范围上的地连墙30的施工存在用于施作地连墙30的沟槽31槽壁易坍塌的技术难题，在施工过程中需要尽可能保证基坑处于无水环境，防止基坑结构出现过大的变形，并需要严格保证莲花中河11中的河水不断流，并维持周围水系的稳定，且将施工对周边环境的影响降至最低。
113.采用本公开来实现车站明挖基坑穿越河道时，严格保证河流不断流，且确保超软土地层基坑地连墙成槽的安全稳定，同时保证施工作业对周围环境的扰动和影响较小，其具体步骤如下：
114.s1、基坑分段、分区。
115.施工之前，对待开挖的基坑周围的管线进行改迁，并实施围挡21封闭，减少对周围环境的影响。根据拟建地铁轨道即新建8号线车站基坑长度、以及北侧基坑与莲花中河11交叉穿越的情况，其中任一两轴之间的距离为7-10m，将8号线车站待挖基坑以第30轴为界从南到北划分成包含临时渡槽40的主基坑段100和不包含临时渡槽40的次基坑段200，如图2所示。
116.主基坑段100和次基坑段200之间设置一排直径为φ850mm且相邻水平中心间距为600mm的灌注搅拌桩32作为软隔离，搅拌桩32的桩体两侧基坑放坡开挖。其中，在主基坑段100中，基于既有河道10的位置进行分区，分别为：在第43轴-第46轴之间的拟建渡槽区2、第38轴-第43轴之间的既有河道区1、以及在第30轴-第38轴之间和第46轴-第56轴之间都不含拟建渡槽40和既有河道10的其他区3。在主基坑段100和次基坑段200之间、以及主基坑段100中的各区之间均设置用于分区的封堵墙20，封堵墙20分别设置在30轴、38轴、43轴和46轴所在的位置处。且在施作封堵墙20之前，在封堵墙20沟槽的内外侧也采用三轴搅拌桩32进行沟槽的槽壁加固，提高封堵墙20的成墙质量和接头止水效果。
117.s2、施作地连墙30。
118.基于基坑的分段、分区，地连墙30的施工顺序为：先对主基坑段100中的拟建渡槽区2的地连墙30进行施工、再对主基坑段100中的其它区3以及次基坑段200中的地连墙30进行施工，最后待莲花中河11中的河道改迁到临时渡槽40内通水后，再对既有河道区1中的地连墙30进行施工。
119.从图3中可知，由于既有河道区1中的基坑地处淤泥质超软土层，基坑地连墙30外侧设有施工围挡21，且该处的地连墙30施工时地连墙30的沟槽31的槽壁极易坍塌。故对于既有河道区1中的地连墙30在施工之前，需先采用不同水泥掺量的三轴搅拌桩32进行随深度变化的组合的槽壁加固方式。
120.如图6(a)和图6(b)中所示，所示的是地连墙30的成槽工艺为，其中，图6(a)是图6(b)中a-a的剖面图，图6(b)是图6(a)中b-b的剖面图。具体地，对于深度小于3m的区域施工时，在地连墙30的沟槽31的槽底宽度1.5m范围内的土体上采用三七灰土分步回填并压实，形成灰土回填层，1:1放坡开挖至原状土，再进行施作地连墙30的槽壁。对于深度大于3m且小于18m的区域施工时，在地连墙30的槽壁两侧采用具备超深加固能力的jb180型步履式全液压桩机各施作单排全断面水泥掺量为10％的一排直径为φ700mm且相邻水平中心间距为500mm(简写为如图6(a)和(b)中所示的φ700@500，下同)的三轴水泥搅拌桩32进行槽壁加固。而对于大于18m且小于38m的区域施工时，在地连墙30的槽壁两侧采用全断面水泥掺量
为20％的一排直径为φ700mm且相邻水平中心间距为500mm的三轴搅拌桩32进行槽壁加固。以防止槽壁发生坍塌，提高地连墙30的成墙质量和接头止水效果。
121.s3、对既有河道10引流。
122.依次施工修建跨基坑的临时渡槽40、临时箱涵50和临时明渠60。如图3所示，作为既有河道10的莲花中河11中的水，其原始水流方向如图3中的实线箭头所示，水流从车斜河11源头经莲花中河11流通。基坑贯穿莲花中河11的宽度而置，也即是主基坑段100横跨莲花中河11的宽度设置，故在施作拟建渡槽区2上的地连墙30之前，需要先将莲花中河11中的水流从主基坑段100东边的车斜河12中经临时箱涵50引入临时渡槽40中，再经临时明渠60改迁入主基坑段100西边的莲花中河11中，改迁水流即如图3中的虚线箭头所示，从而可保证在轨道车站建造过程中莲花中河11中的水流不断流。
123.修建临时渡槽40，先以坡比1：1.5进行放坡开挖拟建渡槽区2的基坑，在距离临时明渠60底边两侧1m处设置排水沟，在基坑的顶缘四周向外设置排水坡，并在适当距离处设截水沟。对边坡采用直径20mm的hrb400级钢筋锚杆和c25现浇混凝土加固处理，基坑开挖至沟槽31的槽底后，使用破碎机对莲花中河11的现有桥梁的桥桩的桩头进行机械破碎处理，地连墙30的主筋锚入渡槽41的底板411内的同侧墙一起浇筑成型，如图4所示。并在渡槽41的底部安装8根格构柱47，格构柱47由角钢和钢板一起组合焊接而成，即，四根角钢边长
×
边厚为180mm
×
18mm形成截面为450
×
450mm的格构柱47的柱体，并在其顶部焊接20mm厚且长
×
宽为700mm
×
600mm的钢板，同时在角钢形成的柱体与钢板的连接处的四周设置加劲板与稳定连接，通过钉子穿孔焊设置直径20mm、长度为500mm的hrb400钢筋锚固至渡槽41的纵梁45上；格构柱47是用来作为辅助承重结构，具体位置分布如图5、7所示。
124.如图4-5、7所示，施作临时渡槽40过程中，在渡槽41的两端分设有地连墙30，且在渡槽41中内侧底部设有沿其长度方向设置的纵梁45，在渡槽41的顶部设有横跨其宽度的若干连梁43，在渡槽41的端部分设有两个冠梁42，在渡槽41的外侧壁上沿其长度方向设置有作为第一道支撑46的砼支撑对两端的冠梁42之间进行连接，且在渡槽41的外壁面上围设有若干横梁44，若干格构柱47抵顶渡槽41的底部以作支撑，同时在两侧的地连墙30之间且位于渡槽41的下方，从上到下依次设有一排作为第二道支撑48的钢支撑和作为第三道支撑49的钢支撑。渡槽41的底板411下方还设有砼垫层，且在相邻连梁43之间还设有盖板410。临时渡槽40分底板、侧壁及防撞护栏三步，进行模板支设安装、浇筑施工。其中，砼垫层是基坑工程中常见的一种找平层，也起到硬化基坑工作面作用，混凝土强度不高，砼垫层的厚度一般约10-20cm。在浇筑混凝土之前应在如图4所示的沉降缝412的表面均匀涂刷一层混凝土界面剂，并沿沉降缝412的垂直方向设置止水钢板。
125.修建临时箱涵50，开挖好用于放置箱涵的沟槽，再在箱涵沟槽内架设放置箱涵的模板；在放置箱涵的沟槽内浇筑一层混凝土垫层，混凝土浇筑形成的垫层的施工可与临时渡槽40的施工一同进行。待箱涵的沟槽内的混凝土垫层的强度达到设计要求后拆模，在临时箱涵50的两侧同时回填灰土。
126.修建临时明渠60，临时渡槽40与临时箱涵50施工结束后，开挖临时明渠60，使其连通莲花中河11和临时渡槽40。
127.引流改迁，莲花中河11中的水流从基坑东边的车斜河12中经临时箱涵50引入临时渡槽40中，再经临时明渠60改迁入主基坑段100西边的莲花中河11中，改迁水流即如图3中
的虚线箭头所示，从而可保证在轨道车站建造过程中莲花中河11中的水流不断流。这种使既有河道10中的莲花中河11的河流改迁，即从车斜河12移入临时箱涵50、临时渡槽40以及临时明渠60中，再引入莲花中河11中，以此来保持施工过程中车斜河12与莲花中河11保持不断流。
128.s4、封堵莲花中河11并拆除莲花中河11上的桥梁。
129.待莲花中河11中的水流改迁到临时渡槽40内保持河水畅通后，采用长度为12m的ⅳ型拉森钢板桩封堵莲花中河11的东侧，施作集水坑，排除莲花中河11内的明水，安装带支架的倒链可调节高度的污水泵排除既有河道区1中的污水，经现场沉淀池沉淀后排入污水管网。填河前用挖掘机将河底中的淤泥清理干净，再采用黏土填满既有河道区1中莲花中河11中的河道。
130.河道桥拆除时，先采用带液压压碎钳的挖掘机直接将栏杆拔除外运，再通过挖掘机自带震动炮锤将板梁开口拆除，通过液压钳沿梁长方向采用逐梁小块钳碎的方法拆除，最后南北桥台处各设置一台带震动炮锤的挖掘机来破除剩余的台帽。之后，承台被破除，承台随桩基一同拔出并被分块破除，且预制的桥桩采用450拉森钢板桩的拔桩机被拔除后，在桥桩拔除后及时回填桥桩孔并捣实置于桥桩孔的回填料。所有桩基拔除过程中，先行对桩顶部分开挖2m左右，破碎上部桩体，然后拔桩机用特制型钢松动桩周土体，桩夹咬住断桩处钢筋震动拔桩，拔出残余桩体随其余混凝土碎块一齐收集后外运弃置。基坑土方回填采用6％的灰土，分层压实，回填至承台顶面高度处。
131.莲花中河11中原有的桥梁拆除完成后，施工既有河道区1中范围内的基坑的地连墙30，其他基坑范围上的地连墙30的施工可与莲花中河11的河道改迁至临时渡槽40内的工序同时进行，相互衔接。
132.s5、开挖基坑。
133.按照每个分段的长度为20-30m，将主基坑段100和次基坑段200中总共划分成若干分段进行开挖基坑。现场施作整个待挖基坑的冠梁42及第一道支撑46，第一道支撑46为混凝土砼支撑柱，与临时渡槽40中的第一道支撑46相同。待地连墙30、基坑上的冠梁42以及基坑上的第一道支撑46达到设计强度要求时，采用分段分层施工方式先开挖主基坑段100和次基坑段200中远离临时渡槽40的其它分段的基坑，分层厚度为3m，每个分段的基坑开挖完成后，及时架设支撑并施加预应力。整个基坑施工采用的三道钢支撑支护结构，其结构与临时渡槽40中的第一道支撑46、第二道支撑48和第三道支撑49的支护结构相同，根据现场施工条件，基坑施工中的第一道支撑46和第三道支撑49均采用外径为800mm、壁厚为20mm的钢支撑；第二道支撑48采用外径为609mm、壁厚为16mm的钢支撑。最后施工拟建渡槽区2范围内的基坑，也采用分段施工，在该分段施工过程中需重点监测渡槽41的结构和基坑围护结构的变形。
134.s6、施作车站主体结构。
135.根据明挖顺作法的基坑开挖方法，待每段中的基坑开挖施工至坑底时，自下往上依次施作车站主体结构，如车站的垫层、底板、地下车站上/下部侧墙、顶板及顶板的回填等；并根据施工顺序依次拆除支撑系统，待封堵墙20两侧的主体结构封顶之后，分段凿除封堵墙20。
136.s7、复通莲花中河11。
137.待原有的莲花中河11位置上的基坑主体结构封顶后，在车站上方复建莲花中河11河道和桥梁，将临时渡槽40内的河道重新改迁回莲花中河11，即，车斜河12中的水流直接流入莲花中河11中，如图3中的水流实线方向所示，待莲花中河11的河道畅通之后，再拆除临时渡槽40、临时箱涵50和其余临时结构。
138.在施工过程中，还需对拟建渡槽区2中的不同位置进行监测，分别为地表监测点a、地连墙监测点b和渡槽底板监测点c，其布置位置如图3中所示。其中，地表沉降量、地连墙偏移量和渡槽底板沉降量的预警值分别为30mm、35mm和30mm，根据现场监测结果，各监测项目的最大位移随开挖深度的变化曲线如图8所示，获得三组曲线，分别为由地表监测点a监测到的地表最大沉降量、由地连墙监测点b监测到的地连墙向基坑内的最大偏移量、以及由渡槽底板监测点c监测到的渡槽最大沉降量。从图8中可以看出，三个监测项目的最大变形量在每次的开挖结束后均未超出预警值，均在控制范围之内，意味着基坑从开挖到结束，整体处于安全稳定状态，进一步表明了本公开提议方案的可行性。
139.采用本公开设计的一种地铁穿越河道的施工方法，针对明挖基坑穿越既有河道施工，采用修筑临时渡槽，把原有河道改迁至临时渡槽内，保证河道不断流；所采用的基坑分区方案最大程度上保证各个施工工序的相互衔接，并合理调整了临时渡槽区与既有河道区的基坑施工顺序，严格控制临时渡槽的结构与基坑自身的变形；既有河道区的基坑地连墙成槽施工采用随深度变化的组合槽壁加固措施，解决该区段基坑地连墙施工时槽壁易坍塌的技术难题，从而形成一整套明挖基坑穿越既有河道且不断流的施工方法。
140.本方法尤其是适合在不断流情况下明挖基坑穿越河道的施工，通过修建临时渡槽用于引流河水来保证既有河道的不断流，可保证既有河道改迁到渡槽与开挖基坑、车站建设的施工工序的相互衔接，提高施工效率；本公开还提出基坑分区开挖的方案，在一定程度上减少对临时渡槽区基坑的扰动和影响，使现场施工具有更高的可控性和稳定性。
141.还解决了因既有河道区基坑位置为软土地层而使得其对应的地连墙施工困难的技术问题，提出一种随深度变化而变化的组合式槽壁加固措施，即在既有河道高度的地层范围内，采用三七灰土压实回填原来的淤泥质地层，增加了土层的密实度，在一定程度上防止了上部地连墙槽壁的坍塌，也方便后期河道回迁时地连墙范围结构的拆除工作；同时在下部地层中采用不同水泥掺量的三轴搅拌桩分别应对不同的地层条件，以获得更加稳固的强基地连墙，不仅施工效果好而且还节约作业成本。
142.针对贯穿既有河道区的基坑施工，是在临时渡槽修建完成后，把既有河道改移到临时渡槽内来保证河流继续畅通；待基坑主体内部结构基本完工后，复建既有河道，重新把河道水流迁回原位，拆除临时渡槽等其他结构。河道的两次改迁，保证了基坑明挖施工过程中河道不会断流，使原有的河道和桥梁得到重新恢复，最大程度地减少了施工给周边环境造成的影响，符合安全、高效、绿色的施工要求；而且基坑施工过程中各个工序相互衔接，互不影响，加快了施工作业进度，在计划期限完成车站工程。
143.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。