地鐵基坑樁間大間距支護施工技術措施

姚少玉

（中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司，北京 101300）

0 引言

地鐵車站附屬結構基本設計在道路兩側，道路兩側也是眾多管線敷設范圍，管線敷設方式、走向、埋深、材質等均對地鐵附屬結構施工產生影響。周圍環境允許、少數量、單一種類的管線可以進行臨時改遷、微調整樁間距等措施解決，但對于管線種類多、數量多、埋深不一、走向復雜等情況，是基坑邊形成10 m左右的距離無法進行圍護樁施工，使基坑一側無法形成內支撐支護結構，又不具備放坡開挖和暗挖施工條件，明挖施工過程中存在較高的安全風險。

西安地鐵一號線二期工程上林路站附屬結構一、二號出入口位于西咸大道南側，基坑上方涉及各種管線，并且數量多、埋深不一，最深埋深達6 m，管線影響一號出入口基坑東側10.9 m無法施工圍護樁，影響二號出入口基坑西側9.6 m 無法施工圍護樁，基坑所處地層均為砂層。

施工期間為了節約施工工期、減少建設成本，采用逆作鋼格柵噴射混凝土+注漿小導管加固支護措施、內支撐等相結合的施工方案，按期保質保量順利完成了西安地鐵一號線二期上林路站在全砂層中大間距無支護樁的施工，為地鐵車站附屬結構管線多無法臨時改遷而影響總工期取得了可借鑒的成功經驗[1]。

1 工程概況

西安地鐵一號線二期工程上林路站附屬結構出入口采用明挖法施工，基坑寬7.2 m，深約10 m，基坑支護結構為Φ800 圍護樁+Φ609 內支撐，地面2 m 以下均為中砂，地下水均在基坑基底1 m 以下。

（1）附屬結構一號出入口上方為15 根10 kV 電纜、12 根110 kV 電纜、一處DN300 自來水管、一處DN250 自來水管、一處綜合通信、一處DN1000 熱力、一處DN600 污水管線、一處DN800雨水管線，基坑開挖過程中存在9 處大小不一的混凝土塊。

（2）二號出入口上方為DN1700 污水管線、DN2400 雨水管線、DN600 天然氣管線、DN300 自來水管線、DN250 天然氣管線、兩處綜合通信管線、17 根10 kV 電纜、3 處廢棄熱力管線，一處DN600 污水管線、一處DN800 雨水管線。一號出入口管線影響樁間距大于2 m 的6 處，最大樁間距達10.7 m，二號出入口管線影響樁間距大于2 m 的9 處，最大樁間距9.6 m。

2 總體施工方案

2.1 前期工作

現場圍擋完成后圍護樁施工前，對圍護樁施工范圍內管線進行排查。采取儀器探測、人工開挖探溝、產權單位現場確認等方式，確定施工范圍內管線鋪設情況，繪制新的管線布置圖。根據管線實際鋪設情況，調整圍護樁樁間距，進行圍護樁施工。冠梁施工時根據管線與冠梁標高位置對冠梁標進行下調或上調，冠梁施工避開管線，使冠梁形成閉合的整體。土方開挖時先進行無管線位置土方開挖及管線部位上部土方人工開挖，對管線懸吊保護，對弱電、電纜進行柔性材料懸吊保護，對帶壓管線、雨污水管線采用剛性材料進行懸吊保護[2]。

2.2 風壓注水泥漿加固地層

根據最新管線圖完成可施工的圍護樁施工，開挖冠梁底以上無支撐土方，樁頭破除進行冠梁施工，冠梁施工時，在調整過樁位樁間距大于2 m 處，提前預埋豎向向下Φ22 mm 鋼筋，便于后續鋼格柵施工豎向連接筋連接。冠梁及擋土墻強度達到條件后，從冠梁底開始土方開挖時，為了防止大間距土體坍塌，大間距位置每次土方開挖深度不大于50 cm，開挖前先進行注漿土體加固。地層加固采用1∶1 水泥漿進行預加固，注漿小導管采用Φ42 mm、長4 m 的無縫鋼管，具體細部做法同暗挖隧道小導管，布設間距豎向500 mm，橫向500 mm，梅花形布設。因為地鐵出入口基坑空間狹小、管線眾多，無法采用機械施工，本工程采用人工借助風壓進行搭設，風壓控制在0.3 MPa，先采用4 m長Φ5 mm 鍍鋅鋼管接到空壓機風管上進行開孔，開孔過程中地層中的沙子會隨鍍鋅管反吹回來，施工人員應做好防護，開完孔后將Φ42 mm 小導管采用風鎬沿已開好的孔送入，管口一圈進行夯實。

注漿小導管按要求一排搭設完成后，準備下一階段注漿工作，水泥漿用攪拌機按照1∶1 進行攪拌，注漿過程采用瞬間風壓送入形成擴散柱狀。用一個儲壓罐（煤氣罐改裝），設置進風口、泄壓口、漿液裝入口、送漿口，四口均安裝閥門。首先打開泄壓口、漿液裝入口將水泥漿裝入儲壓罐2/3 容積（0.25 m3），關閉以上兩口，打開進風口閥門，使儲壓罐沖壓，壓力達到0.8 MPa 時打開送漿口閥門，5 s 后關閉送漿口同時打開泄壓口。漿液在壓力下將會瞬間壓入到小導管內并擴散，形成直徑15 cm 柱狀，使砂層起到固結，大間距部位砂體臨時穩定，進行鋼格柵安裝加固。

2.3 鋼格柵噴射混凝土加固

鋼格柵采用Φ25 mm 鋼筋，構造筋采用Φ25 mm 鋼筋，加工形式同暗挖隧道，鋼格柵采用分段加工，現場焊接連接，鋼格柵安裝間距50 cm，鋼格柵兩端與在圍護樁上植入Φ25 mm 的鋼筋進行焊接固定；豎向連接筋采用Φ22 mm 鋼筋，間距50 cm，豎向連接鋼筋需在冠梁施工時提前在冠梁中預埋，管線影響位置無法預埋時，可以在施工過程中植筋，格柵內外側均設置Φ6.5 mm 鋼筋網片；噴混混凝土采用C25 混凝土，噴射厚度40 cm。基坑每一層開挖深度不得大于50 cm，鋼格柵安裝時與之前預注漿的小導管焊接固定，噴混混凝土到達75%強度后方可進行下一層開挖[3]。

2.4 內支撐加固

基坑第一道鋼支撐受管線影響無法進行架設，將第一道鋼支撐下調至管線底部位置，鋼圍檁兩端延伸至大間距外第二根圍護樁位置，第二道鋼支撐位置保持不變，兩道鋼支撐設置的防墜落鋼絲繩需固定到冠梁上，兩道鋼圍檁三角托架均需在鋼格柵安裝過程提前根據標高進行預埋，鋼支撐軸力需根據現場實際情況預加30%即可，開挖至基底后，首先施工此范圍內底板結構，底板以上側墻施工至少1.5 m 高，確保后期換撐提供條件。第二道鋼支撐拆除前，需在已完成結構側墻上進行臨時支撐，方可拆除第二道支撐。

3 開挖過程引起的沉降變形

在圍護樁施工前，根據圍護樁布置圖在大間距兩側圍護樁上加設測斜管，在大間距鋼格柵噴混混凝土面上設置位移監測點，豎向、橫向每2 m 設置一個，開挖4 m 以內每天監測一次，開挖4～6 m，每天監測兩次，6～10 m，每天監測三次。

基坑開挖過程中對地表沉降、樁體位移、大間距側壁面位移等進行監測，引起的變形均未出現報警現象，對周圍環境及管線無較大影響，基坑結構穩定。明挖基坑逆做格柵噴混混凝土支護施工方案，確保了在眾多管線部位地鐵車站出入口的正常安全順利施工，避免管線改遷的難度、暗挖施工的管線安全風險，節約了建設成本，確保總體施工工期。上林車站一號出入口豎向位移歷時曲線、上林車站二號出入口豎向位移歷時曲線如圖1、圖2 所示。

圖1 上林車站一號出入口豎向位移歷時曲線

圖2 上林車站二號出入口豎向位移歷時曲線

4 結語

綜上所述，通過西安地鐵一號線二期工程上林路站一、二號出入口管線位置樁間大間距支護結構的施工，為今后地鐵出入口應用于管線眾多，不具備改遷條件的工程提供了一定的參考依據。體現出地鐵明挖基坑管線部位采取鋼格柵噴射混凝土支護施工技術的合理性和科學性，表明了地鐵基坑在管線眾多的條件下采用鋼格柵噴射混凝土支護的優越性。［1］佀偉.地鐵車站深基坑變形特性及其對即有管線的影響規律研究［D］.西安：西安科技大學，2020.