泡沫輕質(zhì)土在地鐵搶險中的快速施工方法

李 暉

(上海林同炎李國豪土建工程咨詢有限公司，上海 200437)

1 概述

陽光路是位于上海徐匯濱江地區(qū)的一條城市支路，其線位與軌道交通7號線重合。由于陽光路建設(shè)過程中堆土超載大于隧道設(shè)計的地面超載，導(dǎo)致了7號線隧道340環(huán)附近變形過大，在隨后的應(yīng)急搶險施工中首先對陽光路進行了挖土卸載，使隧道變形及沉降趨于常態(tài)和穩(wěn)定，其后經(jīng)過多方案比選，最終確定在維持原道路設(shè)計標高的前提下采用泡沫輕質(zhì)土等載換填。泡沫輕質(zhì)土作為新型材料在上海是首次使用，其在陽光路的成功應(yīng)用為今后運行地鐵下等載換填的搶修維護增加了一種可選方案。

泡沫輕質(zhì)土是指用物理方法將發(fā)泡劑水溶液制備成泡沫，與必須組分水泥基膠凝材料、水及可選組分集料、摻合料、外加劑按照一定的比例混合攪拌，并經(jīng)物理化學(xué)作用硬化形成的一種輕質(zhì)材料。

泡沫輕質(zhì)土具有的輕質(zhì)性、固化后的自立性、易施工性和環(huán)保性等綜合技術(shù)優(yōu)勢，決定它在軟基路段的道路路基上有廣泛的應(yīng)用前景。選用現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土作為路基，對環(huán)境無污染、且可節(jié)省土地資源、避免環(huán)境破壞，解決傳統(tǒng)方法難于解決的工程技術(shù)難題。

2 本工程特點

1)陽光路兩側(cè)為“尚海灣”高檔住宅區(qū)，路線下方為軌道交通7號線，特殊的地理位置要求陽光路的施工應(yīng)避免對周邊建筑和軌道交通產(chǎn)生不良影響。

2)為保證軌道交通7號線的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及運營安全，根據(jù)相關(guān)技術(shù)部門的要求，陽光路施工每周僅為周一和周四兩天，每天施工時間為20：00～次日18：00，共22小時，時間非常緊迫。

3)本工程采用的泡沫輕質(zhì)土為新型材料，在上海是首次使用，它在城市道路中的應(yīng)用尚處在探索階段。

4)陽光路屬于市政配套道路，需要埋置合流管和各公用管線，在泡沫輕質(zhì)土路基中埋置管線的施工方法有待進一步探索。

3 泡沫輕質(zhì)土換填施工方法

針對陽光路施工的特殊性，泡沫輕質(zhì)土路基采取分區(qū)分層澆筑，并且采用輕質(zhì)土與合流管交替施工工序。

1)泡沫輕質(zhì)土澆筑分區(qū)與分層

鑒于一次施工時間僅為22小時，且避免挖土對地下軌道交通隧道和周邊高層建筑產(chǎn)生新的影響，在“盡可能維持現(xiàn)狀、保持平衡”的原則下，泡沫輕質(zhì)土單次開挖換填區(qū)間為12m，與單根合流管管道長度保持一致。

泡沫輕質(zhì)土的單層澆注厚度宜控制在0.3m～1.0m，下層澆注厚度按0.7m/層控制，頂層泡沫輕質(zhì)土的厚度根據(jù)標高控制。

2)泡沫輕質(zhì)土與合流管交替施工工序

由于合流管的管位處于換填泡沫輕質(zhì)土路基的底部，因此，對于泡沫輕質(zhì)土路基換填與合流管的實施采用交替施工的技術(shù)方案。具體施工工序如下：(1)道路范圍內(nèi)逐段挖土至標高約2.3cm;(2)澆筑20cmC30水泥混凝土墊層;(3)按管道設(shè)計標高及位置布置排水管和FRPM檢查井;(4)澆筑泡沫輕質(zhì)土;(5)鋪設(shè)0.5mm厚HDPE防滲土工膜;(6)待泡沫輕質(zhì)土全線施工完畢后再進行車行道路面結(jié)構(gòu)施工。

4 單區(qū)間22小時快速施工工序

根據(jù)要求單個澆筑區(qū)間(12m×16m)施工時間為22小時，由于時間緊迫將原設(shè)計的20cmC30水泥混凝土墊層改為了20cm碎石黃砂墊層，節(jié)省了混凝土的養(yǎng)護初凝時間。22小時施工時間分配如下。

(1)20：00～24：00溝槽開挖，土方外運。施工前做好準備工作，先根據(jù)道路中心線放樣出開挖的道路紅線。按地鐵時間要求節(jié)點計劃20點開始正式開挖溝槽，并土方外運。道路紅線兩側(cè)根據(jù)圖紙要求放坡，該挖土外運工作大概需要4個小時的時間。

(2)24：00～次日2：00鋪設(shè)20cm碎石黃砂墊層。對挖好的溝槽基坑進行明溝排水，用泥漿泵抽水。按施工圖紙要求鋪設(shè)20cm厚碎石黃砂墊層，并按標高進行壓實，鋪設(shè)防滲土工膜。該工作2小時左右完成。

(3)2：00～3：00鋪設(shè)及熱焊HDPE防滲土工膜。

(4)3：00～6：00安放FRPM檢查井和鋪設(shè)排水管。在鋪設(shè)好防滲土工膜的基坑內(nèi)，進行測量放樣，得出下水道管道的中心線位置，再根據(jù)設(shè)計圖紙進行排管施工。該工作3小時左右完成。

(5)6：00～18：00澆筑泡沫輕質(zhì)土及養(yǎng)護。在排管及立模施工結(jié)束后，由專業(yè)人員進行第一層輕質(zhì)土澆筑。澆筑完成后進行養(yǎng)護。該工作在早上8點左右澆筑完成，養(yǎng)護8小時后進行第二層澆筑，第二層澆筑完成時間大約為17時。

5 公用管線施工

因泡沫輕質(zhì)土在上海是首次使用，陽光路作為市政配套道路，公用管線在泡沫輕質(zhì)土路基中的埋設(shè)方法還處在探索階段。本工程采取的是待泡沫輕質(zhì)土路基整體澆筑完畢后，開挖溝槽再鋪設(shè)管道最后進行掩埋的方法。經(jīng)過實際操作，證明該施工方法切實可行，并保留了一些成功的經(jīng)驗。以信息管線為例，圖1和圖2展示了溝槽開挖以及埋設(shè)過程，最初采取的是人工開挖溝槽，雖然比較容易開挖但溝槽形狀參差不齊，后期則改用了機械開挖。待鋪設(shè)好管線后在溝槽中澆筑泡沫輕質(zhì)土或水泥砂漿將其掩埋，頂面放置混凝土板。

圖1 人工開挖溝槽圖

圖2 鋪設(shè)信息管線

6 結(jié)語

通過對陽光路泡沫輕質(zhì)土施工工序的優(yōu)化，大大加快了施工進度，降低了地面荷載，并且通過地鐵監(jiān)測，軌道交通7號線的變形一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，更好的驗證了在運行的地鐵上采用泡沫輕質(zhì)土等載換填的優(yōu)勢，快速的施工進度、便捷的施工方法和良好的質(zhì)量保證。陽光路泡沫輕質(zhì)土的成功應(yīng)用不僅對于在城市道路中推廣泡沫輕質(zhì)土有著積極的意義，還為運行地鐵下的等載換填搶修領(lǐng)域增加了一種可選方案，在工程技術(shù)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

［1］《氣泡混合輕質(zhì)填土新技術(shù)》(陳忠平)。

［2］《現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土技術(shù)規(guī)程》(CECS 249：2008)。

［3］《現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土路基設(shè)計施工技術(shù)規(guī)程》(TJG F1001-2011)。