[0001] 本发明涉及加固工程技术领域，尤其涉及一种海底沉管隧道引流抗浮加固系统及其施工方法。

[0002] 地震常引发沉管隧道下卧地基液化问题。地震液化引发的破坏主要包括地震液化引发的结构位移和动力响应，以及液化引发的喷水冒砂及不均匀沉降。

[0003] 由于可液化地基(松砂土、粉土等)排水较差，在地震作用下地基土可能会发生液化而丧失抗剪强度和承载能力。地震作用下海底砂土地基液化是造成海底沉管隧道上浮失稳的重要原因之一。

[0004] 在海底可液化砂土地基上修建海底沉管隧道时，有必要对下卧地基进行抗浮处理，提高地震作用下海底砂土的抗液化性能和沉管隧道的稳定性，进而减轻或消除地震灾害。碎石桩技术是近来广泛应用的一项地基处理技术，现有的设计大多将其设置为均匀分布的桩形式，对于竖向位置的排水有研究，但是对于桩间砂土竖向排水和地基的横向排水缺乏考虑，尤其是在海底沉管隧道工程中，缺乏对于饱和砂土地基的针对性抗浮和加固协同处理。

[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0030] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0031] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

[0032] 如图1所示，本发明的实施例中提供了一种海底沉管隧道引流抗浮加固系统，包括若干透水层5、透水柱6、排水桩7，透水层5阵列式的埋设于沉管隧道下方的砂土地基8中，用于在砂土地基的横向方向上形成排水通道；透水柱6分布于上、下相邻的透水层5之间，用于在砂土地基的竖向方向上将相邻透水层5进行透水导通；排水桩7沿海底沉管隧道的延伸方向间隔式的分布于海底沉管隧道两侧，用于将透水层5与沉管隧道外围的回填层1进行透水导通，透水层5的两端与排水桩7相连，排水桩7的顶部与回填层1相连。

[0033] 本发明中利用透水层5、透水柱6和排水桩7共同组成砂土液化地基的排水结构，上述结构下当沉管隧道下卧地基液化并出水时，透水层5提供了横向排水通道，透水柱6提供了竖向排水通道，横向、竖向排水通道连接于两侧的排水桩7上，使排水通道中排出的出水可通过排水桩通向沉管隧道中上覆的回填层1中，最大程度保证了孔隙水消散通道的贯通程度，以改良现有技术中砂土地基的横向排水不畅通，以及竖向排水的局限性。

[0034] 为进一步加强排水通道的贯通程度，本申请中可进一步对排水桩7的位置进行优化，使位于同一竖向面内的透水层5的左、右两侧成对式的埋设有两根排水桩7，从而可直接将同一竖向面内的透水层5的两端对应连接于左、右相邻的排水桩7上。

[0035] 需要说明的是，如图1所示，为稳固排水桩7，上述每一排水桩7中还可设置加强桩3，并相应将加强桩3的顶部通过拉结结构与沉管隧道拉结相连。作为拉结结构的一种具体示例，其可包括钢筋套筒2及延长钢筋4，拉结相连时可先将钢筋套筒2固定安装于加强桩3的顶部，再将连接沉管隧道侧墙底部并向外延伸出的延长钢筋4连接于钢筋套筒2上形成整体，以借助加强桩3及沉管隧道组成防止沉管隧道上浮的结构，从而加固整个地基，有效减轻液化引发的地基土侧向和竖向变形，降低沉管隧道的上浮和侧向变形，提升整个海底砂土地基的稳定性。

[0036] 为便于最大程度避免砂土海床孔隙水传递到沉管隧道底部，引发沉管隧道不均匀上浮，透水层的长度大于沉管隧道的断面长度，上、下相邻透水层的间距不超过5m，透水层厚度为0.6m‑0.8m。

[0037] 为进一步保证砂土地基各竖向断面排水通道的连贯性，使沉管隧道下卧砂土地基形成系统性排水通道，尽可能使细砂地基各位置均在竖向排水通道的影响范围内，本发明中上、下相邻的透水柱6呈左右交错设置(如图1所示)。为保证竖向排水通道的连贯性，本申请中上、下间隔的透水柱6可进一步优化选择为相互对齐的模式。

[0038] 本发明中上述引流抗浮加固体系的施工方法为：

[0039] 基槽开挖，粗挖至底标，基槽宽略大于沉管隧道宽度，两侧按一定坡度开挖至海床面，并放置一段时间；

[0040] 根据设计图纸在施工场地中放出所需施工的各透水层5、透水柱6、排水桩7的位置；

[0041] 在沉管隧道基槽底部向下探入桩筒，按照提前标好的透水层5长度，通过喷砂法布设碎石，形成最底层透水层5，再按照提前标好的透水柱6的位置，通过振冲碎石桩法在透水层5上的砂土层中按一定置换率布设透水柱6，重复向上布设上部透水层5及上部透水柱6，最后抽出桩筒；

[0042] 按照提前标好的排水桩7的位置向下探入环形空心桩，使其底部由上往下依次穿过各透水层5后探入底部透水层5的底部，向桩筒的外筒中打入碎石，向桩筒的内筒中灌入混凝土，形成内部为加强桩3、加强桩3外围为碎石透水层的排水桩7，抽出空心桩，使各透水层5与排水桩7中的碎石连接，形成通道；在加强桩3顶部布设钢筋套筒2，将连接沉管隧道侧墙底部并向外延伸出的延长钢筋4连接于钢筋套筒2上，形成整体；

[0043] 块石强夯、碎石整平，施工沉管隧道；

[0044] 在沉管隧道外围覆盖回填层，将排水桩的顶部与回填层进行透水导通。

[0045] 可以理解的是，也可以按照提前标好的排水桩7的位置向下探入环形空心桩，使其底部由上往下依次穿过各透水层5后探入底部透水层5的底部，随后向空心桩内打入碎石，形成不含加强桩3的排水桩7。

[0046] 以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。