上海市域（郊）鐵路工程施工重難點分析及應對措施

唐疆波,李文強

（ 中鐵十五局集團有限公司,上海 200040）

0 引言

城市軌道交通市域（郊）鐵路工程為采用軌道結構進行承重和導向的車輛運輸系統，是城市公共交通的骨干，具有節能、省地、運量大、全天候、無污染（或少污染）又安全等特點，屬綠色環保交通體系，如今在各大城市中，城市軌道交通市域（郊）鐵路工程逐漸成為人們日常出行中最為便利的交通方式[1-2]。高效快速的城市軌道交通市域（郊）鐵路建設工程在城市化進程中顯得尤為重要，因此施工成為工程最為重要的核心內容。雖然我國城市軌道市域（郊）鐵路在不斷發展，但是目前施工中仍然存在不足，如在面臨復雜地下施工環境時應對突發事故的預案不足，對施工技術研究不夠深入，以及施工過程中數據測量的準確性有待提升，管理人員的素質不高等[3]。

為了保證城市軌道交通市域（郊）鐵路工程在建成后能夠安全有效地運行，滿足人們的出行要求，在城市軌道交通市域（郊）鐵路工程的施工過程中需要更多地關注技術方面的研究，重視施工重難點，并根據實際情況研究重難點的對應措施，保證施工安全性。該文從實際工程出發，分析了該工程的特點，敘述了施工中遇到的重難點項目，從實際和理論兩方面進行研究，剖析了其相對的對策和解決的措施，使施工實踐中的重難點能夠及時得到處置，保證工程的安全性，有效減少施工周期。

1 工程特點分析

該文研究的工程實例為上海市某站沿線工程。沿線地層根據時代成因共劃分為9 個主要工程地質土層，淤泥質軟土層分布比較厚，河網縱橫，明浜橫布，地下管線眾多，含砂層結構松散易發生流砂、涌土、潛蝕現象，填土層厚不均，地質條件復雜，并且橫跨四個路口，加上南北端路口直接影響六個路口的交通疏解。同時該工程主體和附屬基坑主要工法和輔助工法涉及多項，還包括運用建筑業十項新技術多項，地下連續墻、鉆孔灌注樁、三軸攪拌樁、二重管高壓旋噴樁、RJP高壓旋噴樁、降水井、鋼支撐、混凝土支撐、土方開挖、內部結構施工工序轉換復雜，工藝要求高，部位空間控制面大，其輻射的工程技術相當復雜，且該工程單體總長1 285.6 m，總建筑面積為78 110 m2（不含地面建筑面積）。工程地質條件復雜、工程周邊環境復雜、工程建設規模大、工程技術復雜、工程協調量大以及安全風險高等特點。

2 工程重難點分析及應對措施

2.1 超深地下連續墻

2.1.1 分析

該工程地下連續墻最大深度48.15 m，施工深度范圍內含淤泥質黏土等地層，土質流塑，含水量高、孔隙比大、強度低及壓縮性高，工程性質差。所以在成槽過程中容易導致泥漿護壁失效，造成縮孔、塌槽等嚴重后果。同時該工程涉及盛橋港、北橫涇河道區域超深地下連續墻施工，因為舊河道土層工程性質差，所以在成槽過程中易出現槽段偏斜、坍塌等嚴重后果。

在超深地連墻施工過程中，出于接頭箱拔除的可操作性考慮，接頭箱無法放置與地連墻等深，在實際澆筑過程中，這種石料加接頭箱的體系難以抵抗混凝土澆筑過程中的側向壓力，地連墻底部擠脹力容易使地連墻底部發生偏移，產生擾流[4]。

2.1.2 應對措施

根據對超深地下連續墻的施工條件及技術的深入研究得出了以下六條應對措施：

（1）重車行走施工便道。由于地下連續墻施工選用的機械對場地承載力要求比較高，選用重車行走施工便道。

（2）成槽施工。在成槽施工中，可以利用液壓抓斗成槽機的顯示儀來檢測垂直度，并根據需要進行調整，以確保達到設計要求的垂直度。同時，需要合理安排每個槽段的挖槽順序，以保持抓斗兩側的阻力均衡。挖槽時應做好施工記錄，發生問題，及時分析原因，妥善處理。

（3）導墻拐角部位處理。在進行成槽施工時，使用液壓抓斗成槽機械進行垂直度跟蹤觀測，以確保成槽的垂直度符合設計要求。同時，在挖掘每個槽段時，合理安排挖槽的順序，以保持抓斗兩側的阻力均衡。特別是在地下墻拐角處，需要根據挖槽機械的端面形狀，在導墻拐角處延伸出一定距離（約20~30 cm），以確保成槽斷面不會出現不足的情況。

（4）沉渣處理。使用黑旋風250 型除砂機進行除砂作業，控制除砂時間在4~6 h 內。當泥漿含砂率降至4%以下時，停止除砂操作，讓泥漿靜置2 h。在沉渣過程中，持續觀測泥漿液面，并及時補充泥漿，以確保泥漿對地下水的壓力差，從而減少可能發生塌方的風險。

（5）槽壁穩定性控制及針對性措施。槽段內泥漿液面應高出地下水位1.5 m 左右，如局部高差不足時，可采取增大泥漿比重的措施，或者采取降水的措施。泥漿選用環保型泥漿，攪拌嚴格按照操作規程和配合比要求進行；采用超聲波測試槽壁穩定性及沉渣厚度，確保沉渣厚度在20 cm 以內。圖1 所示為超聲波測試槽壁穩定性及沉渣厚度的施工場景。沉渣處理過程中跟蹤觀測泥漿液面。施工過程中減少外部施工荷載對槽壁穩定性的影響。為了滿足成槽后續施工的要求，需要對地下連續墻的內外側進行槽壁加固措施，這樣可以確保槽壁在長時間的使用中保持穩定，減少塌方的風險。

圖1 超聲波測試槽壁穩定性施工圖

（6）剛性鋼板接頭的安裝和鋼筋籠的吊放。當連接剛性鋼板接頭時，有一些關鍵注意事項，以確保連接平臺的正確安裝，避免豎向錯臺，這可能會影響鋼筋籠的位置。在水平方向上，可以采用擋板來固定連接平臺，擋板上可以設置拉直線，以確保水平方向的對齊。此外，在焊接鋼板接頭時，需要在上部進行拉直線控制，以確保整體平順性。對于超深地下連續墻的鋼筋籠，通常會選擇整體制作的方式。

簡而言之，連接剛性鋼板接頭時，需要防止豎向錯臺，采用擋板和拉直線來保持水平方向的正確對齊，而在焊接鋼板接頭時，也需要注意整體平滑性。對于超深地下連續墻的鋼筋籠，通常整體制作更為合適。圖2 展現了深地下連續墻鋼筋籠的吊裝。

圖2 鋼筋籠吊裝施工圖

2.2 深層降水施工

2.2.1 分析

該工程的結構主要位于人工填土、粉質黏土、淤泥質粉質黏土、淤泥質黏土、粉質黏土砂質粉土、砂質黏土中，車站坑底主要位于粉質黏土中。由于以上主要地層透水性較差，降水困難，所以淤泥層的地下水未得到有效疏干，淤泥未固結，土體的強度及自穩性較差。

2.2.2 應對措施

為確保深層降水工程的順利進行，必須在堅守設計圖紙的基礎上，著重保障坑外承壓水觀測井和備用減壓井的施工質量，以確保觀測數據的可信性和備用減壓井的有效性。對于坑外觀測井，必須及時監測水位并嚴格記錄數據，以及時了解坑內降水對坑外水位的影響[5]。

此外，在深層降水工程中，還需要密切關注第三方監測單位提供的周邊環境監測數據。如果監測數據達到警戒值，必須立即啟動應急預案。同時，根據詳細的勘察報告，合理確定坑外承壓水觀測井的位置，考慮周圍地層信息，正確安置濾料并確保黏土密封性良好，以免濾料層封堵不嚴導致串水，影響基坑外承壓水頭觀測數據的準確性。

在進行降水工作時，必須按照分層降水、及時降水、按需降水的原則進行操作，并與土方施工協調配合。在每一次土方挖掘之前，必須提前做好降水準備工作，將水位降至開挖深度的0.5 m 以下，以確保土方挖掘可以在干燥條件下進行。深層降水的施工過程可以在圖3中看到。

圖3 深層降水施工圖

2.3 深基坑開挖及支護

2.3.1 分析

該工程的中心里程處基坑開挖深度為20.52 m，開挖范圍內為淤泥質黏土、粉土等軟弱地層，土體的強度及自穩性較差。深基坑施工時在水土壓力作用下，容易破壞基坑周邊環境、基坑支護體系和土體滲透性，造成基坑變形。同時該工程部分基坑為四道混凝土支撐體系，開挖總方量約為835 000 m3，施工周期較長，不利于基坑變形控制。在基坑開挖過程中，如何確保圍護結構穩定、基坑開挖安全是該工程施工的重點。

2.3.2 應對措施

（1）深基坑開挖施工應對措施。施工時將主體基坑劃分為兩期，在一期基坑主體內部結構施工完成達到設計強度，并回填覆土后方可進行二期基坑施工，圖4 即為基坑填埋的施工圖。基坑開挖前，施工單位應嚴格按照設計與相關規范，充分利用“時空效應”以提高工程施工質量，確保周邊環境的安全，制定科學合理的基坑開挖專項施工方案，并經專項審批。

圖4 基坑回填施工圖

在進行基坑施工時，需要考慮時空效應，因此需要遵循一系列關鍵原則和措施，以確保工程的順利進行和安全性，需要考慮分層開挖、分段施工、對稱處理、限時開挖、先撐后挖、限時支撐、嚴禁超挖、掏槽施工、周圍作業限制、滲漏處理等的處理。這些原則和措施將有助于確保基坑施工的安全性和順利進行，以滿足時空效應的要求。

（2）深基坑支護施工應對措施。在施工過程中，支撐結構的施工和拆除順序應與支護結構的設計工況保持一致，以確保工程的穩定性和安全性，具體包括開挖停止點、支撐結構施工、支護結構設計工況和拆除順序。

綜上所述，支撐結構的施工和拆除必須與支護結構的設計工況相一致，同時需要在開挖到支撐設計標高時停止開挖，并及時進行支撐結構的施工和預應力施加，以確保基坑工程的安全和穩定。

2.4 周邊環境保護

2.4.1 分析

該工程的周邊17.1~32.6 m 范圍存在大量的公司、廠房等商務樓。施工過程中需要確保周邊建筑的安全。施工過程中噪音、污水、泥漿若對周邊環境造成污染，將造成較大的社會影響。因此，施工過程中要加強對周邊環境、人文的保護是該工程的重點。

2.4.2 應對措施

為保護周邊環境、人文，施工前應根據滬建交聯[2008]511 號文和滬建交[2012]645 號文規定制定詳細而系統的保護應對措施，同時應委托具備專業資質的檢測單位，根據《城市軌道交通工程周邊環境調查指南》對車站周邊2 倍基坑開挖深度范圍內的建筑情況進行調研記錄，并制定相應的控制標準，在進行擬建工程的施工前，需要進行詳細的調查和分析，以確保施工過程中對周邊環境和被檢測房屋的影響最小化，并提供優化施工方案的建議。關鍵要點如下：

（1）相對位置關系調查：對擬建工程與被檢測房屋之間的相對位置關系進行調查。

（2）施工方案分析：分析擬建工程的施工方案，包括施工方法、工程進度計劃等。

（3）被檢測房屋結構薄弱環節分析：對被檢測房屋的結構進行詳細分析，識別可能存在的薄弱環節，以確定施工中的關注點。

（4）保護措施的提出：在施工期間需要采取保護措施，以減少對被檢測房屋結構的影響。

（5）周邊環境調查：對施工周邊環境進行詳細調查，以確定施工的影響范圍。

（6）安全技術措施和應急預案：針對影響范圍內的建筑物，制定相應的安全技術措施和應急預案，以應對可能的風險和緊急情況。

（7）房屋監測：房屋檢測單位應根據監測方案對施工影響范圍內的房屋進行跟蹤監測，并及時提交監測數據。

（8）報警和應急措施：當監測數據達到報警值時，應及時報警，并采取必要的應急措施，通知相關單位，并研究解決方案。

（9）施工工藝調整：根據監測情況，及時調整施工工藝，采取跟蹤補償注漿等措施，以強化對被檢測房屋的保護。

這些步驟和措施將有助于確保擬建工程的施工過程中對周邊環境和房屋結構的保護，以及在發生問題時能夠及時采取應急措施[6-7]。

3 結論

城市軌道市域（郊）鐵路工程作為現在人們出行的重要組成部分，而施工過程作為最為核心的部分，對于整體的工程質量和施工周期都有著決定性的影響，因此需要重視施工重難點項目，提高工程安全性和縮短工期，讓城市市域（郊）鐵路工程軌道項目能夠真正地為人民服務[8-10]。通過對該工程的施工結果研究，得出如下結論：

（1）該工程具有工程地質條件復雜、工程周邊環境復雜、工程建設規模大、工程技術復雜、工程協調量大以及安全風險高等特點。

（2）在超深地連墻施工過程中，要注重重車行走施工便道、成槽施工、導墻拐角部位處理、沉渣處理、槽壁穩定性控制及針對性措施、剛性鋼板接頭的安裝和鋼筋籠的吊放。

（3）對于深層降水施工，要及時了解水位數據，做好數據測量的真實性，做好降水工作。

（4）深基坑開挖及支護時，充分利用“時空效應”以提高工程施工質量，施工根據“土方開挖步序圖”要求，做好深基坑支護施工。

（5）加強對周邊環境和人文的保護，根據標準和指南制定相應的控制標準，必須按照設計要求，保護周邊環境安全。

在項目建設中，對于施工中所遇到的重難點進行分析和研究，能夠幫助在施工中更有效地解決所遇到的突發情況，保證工程的安全性，為我國軌道市域（郊）鐵路工程施工提供技術理論和工程實踐經驗意義。