地鐵換乘站周邊建筑加固施工技術研究

周 興 榮

(通號建設集團有限公司西南工程指揮部，四川 成都 610041)

1 概述

隨著城市化的發展，市政軌道交通體系正逐步完善，為解決重要交通樞紐人口擁堵的現狀，不得不在既有線路的基礎上增建地鐵換乘站。然而，由于地鐵換乘站多處于人口聚集區，周邊建筑較多，基坑開挖較深，極易影響周邊建筑地基穩定性，造成不均勻沉降，如何采取加固措施保證換乘站施工過程中周邊建筑物地基穩定性顯得尤為重要。本文依托成都地鐵8號線倪家橋站對地鐵換乘站周邊建筑加固技術進行研究，本站為3條線路的換乘車站，其交匯線路包括18號線、1號線和8號線，于地下-3層設置站臺層和18號線換乘點，基坑開挖深度為25 m，研究具有一定的代表性，可為類似工程提供參考[1]。

2 工程概況

2.1 工程概述

成都地鐵8號線1期工程線路總長約為29.1 km，該線路起點和終點分別為謝家橋站和十里店站，其間跨越4個主城區，整體走向從南向北，共設車站25座，車站間最大間距與最小間距分別為1.7 km和0.6 km，分別為川大新校區站—長城路站區間和永豐站—神仙樹西站區間。該工程共設10座換乘站，分別為：1)太平寺站(與9號線換乘)；2)永豐站(與5號線換乘)；3)神仙樹西站(與7號線換乘)；4)長城路站(與12號線換乘)；5)沙河橋站(與6號線換乘)；6)東大路站(與2號線換乘)；7)沙河橋東站(與13號線換乘)；8)倪家橋站(與1、18號線換乘)；9)成都理工站(與7號線換乘)；10)雙林路站(與4號線換乘)。工程建設規劃于2016年開工，工期4年[2]。

其中，倪家橋站位于倪家橋路與人民南路交叉口，沿倪家橋路東西向敷設，車站主體設計為地下3層，基坑開挖采用島式開挖，運用局部蓋挖法與明挖法相結合的施工方式，采用鉆孔樁作為基坑圍護結構。本站為3條線路的換乘車站，其交匯線路包括18號線、1號線和8號線，于地下-3層設置站臺層和18號線換乘點，基坑開挖深度為25 m，該工程平面位置如圖1所示。

從圖1中可以看出，倪家橋站周邊建筑主要以低層樓房為主，這些樓房基本采用樁基礎較多，基礎埋深控制在10 m以內。

2.2 地質條件

鉆孔探測結果顯示：場地地層分布為第四系人工填土層、洪積層、粉質黏土層、細砂層、中砂層、卵石層和白堊系泥巖層。通過對車站施工地質斷面進行全面剖析，可知車站基底主要處于強風化泥巖中，該車站標準地質剖面圖如圖2所示。

3 施工準備

3.1 施工技術準備

1)要求相關技術人員熟練掌握與地鐵施工有關的技術條件、設計規范及要求，并嚴格審查本工程各種設計文件，避免出現紕漏。2)與設計單位進行交流，在充分了解施工整改段落后，協商提出相應的整改措施。3)質量管理保證體系已建設，并按專業和工種進行明確分工。

3.2 施工測量準備

按設計圖紙要求，測放出孔位，用鋼釘或紅油漆等作出明顯標記。在施工鉆機就位前對測量點用水泥砂漿圍一圈，做好保護工作，并設置明顯標志，標志禁止挪動或遮蓋。

3.3 現場施工準備

1)施工機械進場安排。參考本工程總體施工進度安排，鉆孔設備和壓漿機具進場。2)物資采購準備。采購前應當按照設計文件要求整理物資清單，物資清單中需詳細記錄所需物資的數量、規格和材質，并核對是否符合相關質量標準；確定管材、水泥材質標準及使用數量和時間，編制主要物資總需求計劃。物資部就當地資源分布和供求態勢，做好采購前準備和市場信息收集工作，確保主要材料質量合格。

4 加固施工

4.1 注漿材料選擇

注漿材料主要是根據各地層地質條件及注漿目的來進行選擇，針對注漿區域地層特點，結合以往工程經驗，本區段注漿材料選擇如下：φ60×5 mm PVC外管、φ30鋼管注漿內管、硅酸鹽水泥、密封圈、橡皮套[3]。

4.2 注漿參數選擇

通過對施工注漿材料及現場地質條件進行反復試驗并分析，最終選定注漿所需各項參數如表1所示。

表1 注漿參數

4.3 鉆孔施工

車站周邊建筑基礎加固范圍均在底部3 m以內，孔位間距定為1.5 m×1.5 m，相鄰孔位間采用上下交錯的布置方式。鉆孔深度隨房屋基礎與車站結構距離進行調整，為5.4 m～12 m不等。孔位布置如圖3所示。

鉆孔施工過程需遵從如下工藝要求：

1)按照設計要求測量放線，定出孔位；2)采用地質鉆機按標出孔位進行鉆孔，孔徑100，鉆孔孔位水平誤差不大于10 cm，垂直度誤差不大于1.5%，如鉆孔過程中發生偏斜，應立即采取糾正措施；3)鉆孔時進行套管跟進；4)鉆孔中做好鉆孔記錄，以利于注漿作業。

4.4 注漿管安設

按設計要求鉆至規定孔深后，將鉆具取出，在鉆孔中塞入φ60的袖閥注漿管，該過程袖閥注漿管必須緊貼鉆孔內壁，然后進行封孔作業，將套筒拔出，用米石或粗砂填充鉆孔至孔底以上3 m處，填充結束便立刻使用速凝水泥砂漿將注漿口密封，防止返漿。

袖閥注漿管安設時需保證管口上端高出噴混凝土面30 cm左右，安裝前預先向袖閥注漿管中注滿自來水，袖閥注漿管因承受自來水的自重作用而下沉[4]。為了避免注漿施工過程中受外界干擾，雜物入侵，在注漿袖閥管管口裝上一個特制的隔離蓋。

4.5 注漿施工

在保證注漿管按規范安裝完成后，對地鐵倪家橋站附近建筑物進行預注漿處理，采用KBY-50/70型注漿泵。

注漿過程的工藝要求如下：

1)地表注漿為由外到內依次進行，采用先約束后發散的注漿方式，相鄰孔位間采用間隔注漿，漿液在注漿孔中擴散充分，達到最佳注漿效果[5]。2)注漿停止時間控制有兩套標準，分別為：a.注漿量達到設計標準時需立即停止注漿；b.注漿壓力達到極限壓力并維持注漿10 min，吸漿量小于30 L/min時，停止注漿[6]。3)注漿施工中應通過現場反復試驗確定最佳注漿參數、布孔方式及漿液配比，并在實際施工中不斷調試并完善。4)全程記錄注漿施工中各個階段注漿壓力與流量的實時數據，結合設計要求進行比對分析，對注漿效果進行公正合理的評判。5)施工全過程應對該區域地下管線和周邊環境進行全面監控，避免意外產生。6)棕北停車樓和亞太廣場地層主要為砂卵石地層，遇到卡鉆時，鉆孔要慎重，每鉆進1 m要退鉆，若卡鉆較為頻繁，則需重新注漿后再鉆，保證成孔質量，確保下管順利。對鉆進后不能成孔(如發生塌孔、卡鉆等現象)，應二次注漿固結土體，待土體固結后一次成孔。7)注漿施工時，分段控制注漿壓力，加強對大樓及基坑的監測，防止基坑失穩或引起大樓基底冒漿。

5 結語

倪家橋車站砂卵石底層存在細砂夾砂層，車站基坑周邊建(構)筑物較多，緊鄰基坑，多為擴大基礎、預制樁基礎。為了避免造成不均勻沉降，基坑開挖前，完成對周邊房屋基礎的注漿加固，注漿材料選擇為：φ60×5 mm PVC外管、φ30鋼管注漿內管、硅酸鹽水泥、密封圈、橡皮套；注漿的各項參數為：擴散半徑0.75 m，水灰比取0.8～1之間，注漿壓力為0.2 MPa～0.4 MPa，注漿速度為25 L/min。車站周邊建筑基礎加固范圍均在底部3 m范圍之內，孔位間距定為1.5 m×1.5 m，相鄰孔位間采用上下交錯的布置方式，鉆孔深度隨房屋基礎與車站結構距離進行調整，為5.4 m～12 m不等。在開挖過程中，縱向分段、豎向分層，嚴格控制一次性開挖深度不超過3 m，開挖后必須及時完成支護，按設計要求及時架設鋼支撐。