鄰近既有鐵路線深基坑支護止水施工探討

黃堅

摘 要：深基坑支護是鄰近既有鐵路線施工的關鍵工序，而深基坑支護過程中的一大問題就是防水問題，因此本文以上海市某鐵路工程為例，對鄰近既有鐵路線中深基坑支護工廠內中的防水問題進行了研究。通過對比幾種常見的深基坑支護防水方案及其優勢，以上海市虹橋商務區某工程為例，分析了其原有的深基坑支護防水方案，并提出了三種優化后的方案，期待能夠對我國鐵路線施工中深基坑支護的防水措施提供參考。

關鍵詞：鄰近既有鐵路線;深基坑支護;防水工程;優化方案

【中圖分類號】TU753 【文獻標志碼】C

鐵路是維持國家交通和國計民生的重要設施，我國是鐵路施工和建設大國，擁有的鐵路里程在世界上位居前列。隨著我國鐵路施工范圍越來越大，鐵路工程中深基坑防水工程開始成為困擾我國鐵路施工隊伍的難題。而鄰近既有鐵路的施工場地作業面狹小、距離鐵路線較近和工序復雜等難點，因此研究離鄰近既有鐵路施工的深基坑支護中的防水方案，是提升我國鐵路建設和施工水平的關鍵。

1幾種常見的深基坑支護方法

常見的深基坑支護方法有深基坑放坡開挖、深層攪拌樁支護、排樁支護、地下連續墻支護和土釘墻支護等，在深基坑支護過程中，既可以使用一種支護方式，也可以將多種方式結合使用。

1.1深基坑放坡開挖

該方式是最常見的深基坑支護方式，對于周圍場地較開闊和沒有重要建筑物的場地可以實行。優點是使用成本較低，施工過程簡單。但缺點是回填的土石方量較大。

1.2深層攪拌樁支護

該方式以水泥作為固化劑，通過機械攪拌的方式使水泥固化從而完成深基支護。其優點在于不僅可以防水，也可以擋住施工過程中產生的渣土。該方式由于基坑中沒有支撐結構，因此挖土更為方便，且施工中的噪音和污染相對較小。但缺陷在于難以應對長度較長的基坑，需要在基坑中間加裝支撐墩和拱等設施，且施工時對周圍環境有一定影響，因此更適合在人工環境如城市市區中施工[1]。

1.3高壓旋噴樁

這種方式是采用高壓噴嘴將水泥注入到基坑中使其充分與土層混合，形成基坑支護體。其優勢是施工設備體積較小，占地面積較少，因此適合在狹窄的空間中進行，且對周圍建筑物的影響較少。但缺點是由于將水泥直接注入到土層中，因此容易引起自然環境污染，且當土層結構較為松散或土層中的地下水較多時，這種方法將無法使用。

1.4地下連續墻

這種方式是基坑支護中防水效果最好的支護方式，但其施工成本較高，只能在深度較大，達到30m以上的深基坑中應用。

1.5土釘墻

土釘墻是直接利用基坑中的土層建立支護措施，優勢是施工簡單，但在土層結構和質量較差的地區則無法使用。

1.6 SMW工法樁

這種方式是適應性最強的方式，且施工時不產生噪音，對周圍環境影響較小，且具備很強的防水和抗滲性能。但對技術和成本的要求較高，因此只有施工預算充足時才考慮采用此方式。

2深基坑防水支護工程實例

2.1工程概況

本工程位于上海市虹橋商務區，施工地點在虹橋商務核心區和中國博覽會會展中心之間，是穿過滬昆鐵路的一條人行道。鐵路既有線路的線下頂進施工段的長度為21m，東側連接段的長度為7m，寬度為11m。工程西側和設備管理房鏈接，東側和廣場出口的地下道對接。

該工程的基坑施工共分為3部分，為頂進工作坑、現澆段基坑和東部的連接段基坑。各基坑的開挖深度分別為頂進坑10m、現澆坑13m和連接坑10m。這三個基坑的施工場地狹窄，且周圍建筑物較多，距離鐵路的既有線路非常近，因此施工要求較高，且工期較緊，開展施工的難度較大。

2.2地質條件

根據對施工現場地質結構的勘察顯示，該施工場地內的土層自上而下可分為7層。其中第一層為填土和粘性土，含有少量的腐殖質;第二層為粉質粘土和粉砂，地層承載力較差，容易出現流沙現象;第三層為淤泥質的粉質粘土，承載力較差，也是場地中的軟弱層之一;第四層為淤泥質的灰色粘土，壓縮性較強，承載力一般;也是本工程中箱涵基底的所在處;第五層和第四層相似;第六層為硬塑性較高的粉質粘土，具有較強的工程性質，承載力較強;第七層為夾雜粉砂的粘土，承載力較強，工程性質較好。

3原深基坑支護防水方案

3.1頂進工作坑的防水方案

頂進坑的支護方式采用雙排鉆孔支護樁的方式，支護樁的直徑為1.2m，長度為30m，樁間距1.4m，支護樁搭建完畢后用連梁將其連接為整體。并在支護樁中間搭建防水帷幕，防水帷幕的材料為PO42.5的普通硅酸鹽水泥，尺寸為1.0*0.8m。

3.2現澆段基坑的防水方案

現澆段基坑和頂進工作坑采用同一個基坑，在工作坑上方1.5m處搭建一道直徑為609mm的鋼支撐結構，間距為5.0m。

3.3東側連接段基坑的防水方案

東側連接段基坑的支護方案為鉆孔灌注樁支護，樁直徑為1m，以支護樁為基礎采用直徑為800mm的旋噴樁作為防水帷幕。施工時首先開挖到第一道支撐下方0.5m處，布置第一道混凝土支撐;隨后繼續開挖到第二道支撐下方0.5m處，布置第二道支撐，第二道支撐的結構為鋼結構，直徑為609mm。隨后澆筑東側連接段的箱身底板并在箱底板兩側回填土，當箱底板的強度達到要求后拆除鋼支撐。

4深基坑防水方案的優化

4.1優化方案一

經過項目部對施工現場的詳細勘察后發現，基坑所處的場地的實際地質情況和原先勘察的地質情況不符，場地地面下方3-4m處存在大量的生活垃圾以及建筑垃圾，但如果對該區域進行徹底的清理處理，則需要消耗大量的時間，可能無法按照預定的工期完成工程。因此，對此區域的優化方案為首先開挖基坑至4m，隨后采用吊車等設備將高壓旋噴樁機吊裝到基坑內部直接進行攪拌加固等防水措施的安裝，這種方式可以避免大面積的開挖和回填土石方，能夠有效節省時間。

4.2優化方案二

根據原先的工程施工方案，線路西側的鉆孔樁原定在高壓旋噴樁施工完成后進行施工。但考慮到本工程的工期較緊，因此這種施工方式將進一步延長施工時間，無法保證如期完成施工。因此，實際的施工方案為為西側的鉆孔樁施工和高壓旋噴樁施工同步進行，但這兩道工序同步進行將導致外側的鉆孔樁產生隔離作用，由于高壓旋噴樁的施工地點距離道路較近，施工期間產生的應力將對道路產生明顯的影響，有可能造成道路隆起等安全隱患。

考慮到并行施工存在的弊端，優化后的方案為將原方案中的高壓旋噴樁移動到鉆孔灌注樁西側，使其遠離道路，減少并行施工對道路的影響的同時縮短施工工期。

4.3優化方案三

原工程方案中的便梁條基的支護方式為鉆孔灌注樁支護，在進行鉆孔樁施工時，在線路兩側假裝D16便梁一起到加固作用，但這種做法將消耗大量的時間。因此優化后的方案為將原方案中的便梁條基的長度增加3m，兩側各增加1.5m，這樣距離線路較近的鉆孔樁可以保證和線路基邊的鉆孔樁持平，使得在加固之前就具備施工的條件，省去加固的時間，縮短工期。

5施工過程監測

為確定實際的施工效果，在應用優化后的施工方案時，應當由第三方進行監測，監測的項目有地表沉降、垂直位移、地下水位、地下管線位移、場地周邊建筑物的狀態等。監測中監測點的布置地點有：

工作坑前端和鄰近鐵路的路基處應當每隔6m布置一個監測點;

開挖基坑的過程中，每開挖約10-15m就應當設置監測基坑是否變形的監測點;

鉆孔樁樁頂設置用于監測樁頂變形的監測點。

6結論

本文對鄰近既有鐵路深基坑支護中的防水工程進行了分析，并介紹了幾種實際的應用方式。在對深基坑進行防水支護時，不僅應當考慮支護方案的防水性能，還應當考慮到改進后的方案對工期的影響，盡量平衡二者間的關系，保證基坑防水效果的同時將工程按期完成。

參考文獻

[1]葉海坪.深基坑支護施工技術在建筑工程中的應用分析[J].城市建筑，2019，16（06）：125-126.