關于某地鐵車站圍護結構形式的探討

鄧亞民

摘 要：地鐵車站一般位于交通比較繁忙的鬧市區，周邊建（構）筑物比較密集，地下地上管線錯綜復雜，且基坑開挖深度較大。如何保證周邊建（構）筑物的安全及交通的正常運行，既是城市地下中深基坑施工的重點又是難點，因此針對不同的工程地質條件、水文地質條件以及周邊環境，選擇合理的圍護結構形式是地鐵車站施工的關鍵，一要能解決上述問題，二要施工方便。

關鍵詞： 蓋挖;圍護結構;地下連續墻;排樁;止水帷幕

1 工程概況

1.1 概述

XXX站位于某區鎮中心路段，為地下兩層島式車站，車站長172.95m，站臺寬度為10.5m，寬19.6m、高12.9m，基坑開挖深度16.20m～17.60m，結構頂板覆土約3～3.1m。車站主體結構分兩期圍擋組織施工：

（1）一期施工車站中部56.8m范圍的圍護結構及鋪蓋系統以疏導南北方向的交通，此部分采用蓋挖施工;

（2）二期施工車站東西兩端頭主體圍護結構及車站主體結構，車站兩端采用明挖法施工。

主體圍護結構形式最初為地下連續墻，地連續墻深17.34米和18.87米，共80幅，槽段基本寬度為6米，分兩期施工：一期主要施工56.8米鋪蓋系統下的18幅;二期分東西兩區施工，東區23幅，西區39幅。

1.2 工程地質

該站地形地貌屬于長江高漫灘地貌，地處漫灘與崗地交接部位，地形平坦，場地穩定性較好，無影響場地地震穩定性的滑坡、泥石流。車站范圍內地層自上至下分布為雜填土、素填土、粉質粘土、粉質粘土～淤泥質粉質粘土、強風化粉砂質泥巖、泥質粉砂巖和中風化粉砂質泥巖、泥質粉砂巖。

1.3 水文地質

（1）地表水

無明顯地表水

（2）地下水

地下水類型為松散巖類孔隙水（孔隙潛水）和基巖裂隙水。

1）孔隙潛水

本工程地處長江高漫灘、崗地地貌單元，長江高漫灘該含水組包括：人工填土層以及漫灘相淺部全新世沖淤積成因粘性土（②-1b2-3粉質粘土、②-2b4粉質粘土～淤泥質粉質粘土）以及上更新統沖洪積土層④-4e-2粉質粘土混卵礫石;崗地地貌單元地下水含水組主要為人工填土。

2）基巖裂隙水

基巖裂隙水主要接受降水補給，泉或徑流排泄為主。擬建車站所處場地基巖完整性好，未見寬帶裂隙，基巖裂隙水主要呈線狀于強風化巖層中，含水不豐富，類比擬建場地周圍擬建場區附近工程實例，基巖透水性為微～不透水，滲透系數按5.00E-07cm/s考慮。

2 一期連續墻施工探索

2.1 一期圍擋及進場設備

一期場地圍擋長度110米，寬度15～32米，面積為3250平方米。設備主要有GB34成槽機1臺，三一重工100T履帶吊1臺，CZ-30沖擊鉆7臺，PC-200挖掘機1臺，50裝載機1臺，泥漿泵15臺，ZR220A旋挖鉆1臺/TR280D旋挖鉆1臺（先后）等。

2.2 各種施工工藝比較及工效分析

為了探索適合本工程的施工工藝，采用先引孔后成槽的方法進行施工。

先后采用旋挖鉆、回旋鉆、沖擊鉆引孔，然后采用成槽機成槽及修槽，通過施工記錄、施工總結、對比分析得出相應結論。具體結論如下表所示：

最終確定以沖擊鉆引孔然后成槽機成槽及修槽方法進行施工，共進場7臺沖擊鉆，最終完成一期18幅連續墻的施工。

2.3 連續墻缺點分析

（1）施工進度緩慢，共耗時4個月，平均7天1幅，工期嚴重滯后;

（2）成槽質量差，垂直度偏差大，接頭質量差;

（3）成槽施工對周邊建筑物安全影響大;

（4）施工成本大大增加。

3 二期圍護結構形式變更

通過一期連續墻的施工可知，連續墻不適合本工程，為了選擇一種工藝可行、安全可控、費用經濟的方案，以加快二期圍護施工進度，二期圍護形式改為φ1000@1200排樁+φ800雙重管旋噴樁樁間止水+樁間掛網噴射砼圍護形式;排樁深度跟相應位置連續墻一致，共計300根排樁，樁間雙重管旋噴樁樁長為9米。為確保建筑物安全，在商住樓和糧食局附近的排樁外側施做61米單排咬合雙重管旋噴樁（φ800@400）止水帷幕，樁長為9米。

4 排樁施工質量、周邊建筑物安全保證措施

4.1 樁垂直度保證

針對一期旋挖鉆引孔施工中出現的垂直度偏差問題，采取以下措施，使之滿足圍護樁規范要求。

（1）旋挖鉆應配備電子控制系統顯示并調整鉆桿的垂直度，同時在鉆桿的兩側均設置垂直度儀;

（2）在鉆進過程中根據地質情況控制鉆進速度，在土巖結合面處要減速慢進;

（3）根據地質情況選擇合適的鉆頭;

（4）在鉆進過程中某一個孔或某一地段以上措施垂直度都不能保證的情況下，改用沖擊鉆成孔（備用2臺沖擊鉆）。

4.2 防塌孔措施

在本工程中可能塌孔的地層為地面以下7米范圍內的地層，尤其是④-4e-2粉質粘土混卵礫石層，對此采用以下措施：

（1）采取慢轉慢進的方式鉆進;

（2）適當增加泥漿比重和粘度;

（3）必須按要求測試進、出口泥漿指標，發現超標及時調整。

4.3 雙重管旋噴樁施工質量保證措施

在施工前進行試樁，試樁成功以后方可進行正式施工，為了保證土巖結合面處及④-4e-2粉質粘土混卵礫石層中的旋噴效果，采取以下措施：

（1）采用先引孔后旋噴的施工工藝，以弄清楚④-4e-2粉質粘土混卵礫石層的位置及層厚和土巖結合面的位置;

（2）在樁底邊旋轉邊噴漿1min后方可提升旋噴;

（3）根據旋挖成孔記錄及旋噴樁引孔情況，在土巖結合面處和④-4e-2粉質粘土混卵礫石層中提升速度減半，以保證此部位的旋噴質量;

（4）施工中如發現旋噴不理想，可采取復噴補強措施。

4.4 周邊建筑物安全保證措施

（1）旋挖成孔過程中嚴格控制泥漿質量，加大泥漿測試頻率，對不合格的泥漿及時調整或更換;

（2）嚴格控制旋噴樁施工參數，注漿壓力不宜過大;

（3）止水帷幕施工時先挖溝槽，以使水泥漿應力釋放;

（4）施工過程中加強建筑物附件地面和建筑物內部樓地面巡視，如發現異常情況立即停止施工，采取相應措施。

5 經濟效果分析

5.1 工期分析

排樁方案比連續墻提前2個月完工，具體工期分析如下表所示：

5.2 經濟比較

二期圍護結構形式改為排樁方案后比原連續墻方案投資減少2666286元。

6 結術語

在繁華的城市里修建地鐵車站，其圍護結構是設計和施工中最重要的一個環節之一，既要考慮基坑安全性，又考慮施工過程中對周邊環境的影響，因此選擇合理的圍護結構形式和合理的施工工藝，將產生巨大的社會效益和經濟效益。

參考文獻：

[1]《建筑深基坑工程施工安全技術規范》（JGJ311-2016）

[2]《地下防水工程質量驗收規范》（GB 50208-2011）

[3]《建筑地基基礎工程施工規范》（GB 51004-2015）

[4]鄭剛，朱合華，劉新榮，楊光華.基坑工程與地下工程安全及環境影響控制[J].土木工程學報. 2016（06）.1-24.

[5]鄭剛，杜一鳴，刁鈺，鄧旭，朱敢平，張立明.基坑開挖引起鄰近既有隧道變形的影響區研究[J].巖土工程學報. 2016（04）.599-612.

（中交第一航務工程局有限公司）