曹景全

1 概述

當(dāng)前，隨著我國(guó)綜合國(guó)力的增強(qiáng)，我國(guó)正在進(jìn)行大規(guī)模的鐵路及周?chē)R邊設(shè)施的建設(shè)，不斷完善鐵路網(wǎng)提高鐵路的高效運(yùn)輸效率。在建設(shè)過(guò)程中，時(shí)常會(huì)遇到臨近既有線(xiàn)施工的情況，既有線(xiàn)運(yùn)輸繁忙，安全重于泰山。而臨近既有線(xiàn)地下結(jié)構(gòu)施工首先遇到的便是土方開(kāi)挖，土方開(kāi)挖過(guò)程中由于對(duì)土體的擾動(dòng)，土體的中的有效應(yīng)力便會(huì)不斷變化，不小心便會(huì)造成周邊土體的沉降，對(duì)既有運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路造成嚴(yán)重影響，因此，如何保證既有線(xiàn)路的安全，又能控制施工進(jìn)度質(zhì)量變成了臨近既有線(xiàn)施工的重要難題。

杭州南站臨近既有線(xiàn)土方開(kāi)挖施工過(guò)程中，通過(guò)對(duì)既有線(xiàn)路沿線(xiàn)及基坑周邊進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置，根據(jù)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)實(shí)施指導(dǎo)土方開(kāi)挖施工，分區(qū)、分級(jí)、分層、先撐后挖，安全高效地完成了土方開(kāi)挖施工，有效的控制了既有線(xiàn)路及周邊線(xiàn)路的位移和沉降，保證了既有線(xiàn)路及周邊建筑物的安全，對(duì)以后臨近既有線(xiàn)土方開(kāi)挖施工有著重要指導(dǎo)意義。

2 工程概況

杭州南站位于杭州市蕭山區(qū)中部，是杭州樞紐內(nèi)重要的客運(yùn)站。杭州南站規(guī)模為7臺(tái)21線(xiàn)，設(shè)東西廣場(chǎng)，以東廣場(chǎng)為主，西廣場(chǎng)為輔，采用高架候車(chē)。

其中，站房建筑面積 47456m2，站臺(tái)雨棚 32014m2，通廊 8300m2、站臺(tái)42210m2，地下一層、地上二層，建筑高度為27m；鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，最大跨度為24m。屋蓋結(jié)構(gòu)形式為雙向平面鋼桁架，順軌向最大跨度42m，垂軌向最大跨度35.575m。

東站房基坑西側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)距離杭長(zhǎng)正線(xiàn)中心線(xiàn)為9.2m，東南側(cè)距離牽引變電所房屋約12.9m，基坑開(kāi)挖深度為10.2m，屬于臨近既有線(xiàn)深基坑施工的范圍。

3 工藝特點(diǎn)

采用傳統(tǒng)挖機(jī)對(duì)土方進(jìn)行施工，分層分段采用退臺(tái)接力式挖土，并根據(jù)既有線(xiàn)路及基坑周邊布置的點(diǎn)位在挖土階段對(duì)既有線(xiàn)路周邊路基沉降、水平位移等指標(biāo)進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)，根據(jù)數(shù)據(jù)隨時(shí)進(jìn)行挖土調(diào)整。

4 施工工藝流程

4.1 第一步挖土

按照?qǐng)D紙施工放線(xiàn)，把基坑的第一道支撐的邊緣線(xiàn)全部放出。首先開(kāi)挖冠梁及支撐部位土方，冠梁區(qū)域挖至-5.00m，支撐梁部位挖至-4.80m，基坑頂部-3.0m位置設(shè)置截水溝，基坑頂部和冠梁之間高差部位按1：1.5放坡處理（100厚C20網(wǎng)噴混凝土，配Ф8@200×200的鋼筋網(wǎng)片）。

4.2 第二步挖土

組織回填，依次對(duì)已經(jīng)開(kāi)挖的基坑支撐進(jìn)行局部的回填，目的是為提供給施工機(jī)械的運(yùn)行路線(xiàn)?；靥钕虏坎捎盟赝粱靥顗簩?shí)，上面鋪設(shè)鋼結(jié)構(gòu)走道板作為橋，保證運(yùn)行車(chē)輛對(duì)已經(jīng)完成的支撐壓力作用最小。

待冠梁及支撐混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行第二步挖土，設(shè)置三個(gè)出土位置；基坑北側(cè)12/B軸、10-11/A軸；基坑中部6-7/A軸。南側(cè)由于距蕭山牽引供電所太近，暫時(shí)未考慮在南側(cè)出土。

先期將7軸以北土方由基坑北側(cè)12/B軸退臺(tái)接力開(kāi)挖至-9.0m；隨后將7軸以南土方采取多臺(tái)挖機(jī)由南向中間退臺(tái)接力開(kāi)挖，從基坑中部6-7/A軸位置出土，全部土方均挖至-9.0m。

第二步土方開(kāi)挖前，根據(jù)工高函（2015）189號(hào)，上海鐵路局工務(wù)處關(guān)于印發(fā)《杭州南站基坑工程施工對(duì)杭長(zhǎng)高鐵、臨近建筑物影響安全評(píng)估審查會(huì)紀(jì)要》的通知，基坑開(kāi)挖至地面以下5m范圍內(nèi)，限速120km/h。

4.3 第三步挖土

待腰梁及支撐混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行第三步挖土，開(kāi)挖-9.0m∽-11.8m、12.7 m、13.2m。該步土方開(kāi)挖在基坑北側(cè)B/6-12軸設(shè)置一出土便道，便道寬5m、長(zhǎng)60m，放坡比例為1：9進(jìn)行施工。東站房基坑內(nèi)第三步土方均從該便道出土。因第二道支撐距離基底高度僅有2.8m以上，且角撐下部工程樁及鋼立柱間距較密，致使大型挖土機(jī)械無(wú)法進(jìn)行施工。第二道支撐下部土方采用HS-60小型挖機(jī)進(jìn)行掏土作業(yè)。挖掘過(guò)程中及時(shí)處理超灌工程樁，防止機(jī)械碰撞樁頭造成工程樁傾斜或破壞。

考慮第二步及第三步開(kāi)挖土層均處于淤泥質(zhì)粘土層。為防止開(kāi)挖過(guò)深、坡度較陡導(dǎo)致動(dòng)態(tài)坡體對(duì)工程樁、支撐立柱及降水井產(chǎn)生水平推力造成土體滑移破壞，決定在開(kāi)挖過(guò)程中嚴(yán)格按照“時(shí)空效應(yīng)”理論，分級(jí)、分層、分段開(kāi)挖，嚴(yán)禁超挖。分層厚度不大于2.0m。

第三步土方開(kāi)挖前，根據(jù)工高函（2015）189號(hào)，上海鐵路局工務(wù)處關(guān)于印發(fā)《杭州南站基坑工程施工對(duì)杭長(zhǎng)高鐵、臨近建筑物影響安全評(píng)估審查會(huì)紀(jì)要》的通知，開(kāi)挖地面以下5m～9.7m（坑底）范圍內(nèi)，限速80Km/h。當(dāng)?shù)装迨┕ず偷箵伟惭b完畢后，限速120km/h，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的監(jiān)測(cè)，基坑穩(wěn)定后，恢復(fù)常速。

將5軸南側(cè)底板設(shè)置一道施工縫，施工縫設(shè)置在3軸承臺(tái)上部1m位置處，南側(cè)第三步土方開(kāi)挖后到該位置后，立刻進(jìn)行3軸以南區(qū)域（第一塊底板）的底板鋼筋綁扎及混凝土施工；同時(shí)第三步土方繼續(xù)進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖到5軸后澆帶位置后，進(jìn)行3～5軸區(qū)域的（第二塊底板）底板鋼筋綁扎及混凝土施工；中間區(qū)域的土方繼續(xù)進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖至8軸后澆帶位置后，進(jìn)行5～8軸區(qū)域的（第三塊底板）底板鋼筋綁扎和混凝土澆筑工作；北側(cè)第三步土方持續(xù)進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖至10軸位置處（10軸承臺(tái)上部1m位置處設(shè)置一道東西向施工縫），開(kāi)始進(jìn)行8～10軸區(qū)域的（第四塊底板）底板鋼筋綁扎和混凝土澆筑工作；最后一塊土方開(kāi)挖完畢后，進(jìn)行10～12軸區(qū)域的（第五塊底板）底板鋼筋綁扎和混凝土澆筑工作。

4.4 棄土

棄土地點(diǎn)擬設(shè)置在臨時(shí)規(guī)劃用地內(nèi)，運(yùn)距約40KM。自場(chǎng)地東側(cè)圍墻開(kāi)設(shè)運(yùn)土臨時(shí)出入口，運(yùn)土通道換填素土加固。棄土需用密目網(wǎng)覆蓋，避免大風(fēng)天氣形成揚(yáng)塵。

5 質(zhì)量控制

臨近既有線(xiàn)施工尤其是土方開(kāi)挖對(duì)于既有線(xiàn)路位移沉降觀測(cè)尤為重要，重點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)的顯示及變化判斷基坑、既有線(xiàn)路及建筑物的安全穩(wěn)定狀態(tài)。

5.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

既有線(xiàn)施工應(yīng)加強(qiáng)信息化施工管理，施工期間應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)資料及時(shí)控制和調(diào)整施工進(jìn)度和施工方法，對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。具體監(jiān)測(cè)內(nèi)容如下：

變形監(jiān)測(cè)：

（1）圍護(hù)體頂部水平位移監(jiān)測(cè)；

（2）圍護(hù)體頂部豎向位移監(jiān)測(cè)；

（3）圍護(hù)體深層水平位移監(jiān)測(cè)；

（4）立柱豎向位移監(jiān)測(cè)；

（5）周邊地表豎向位移監(jiān)測(cè)；

（6）支撐內(nèi)力監(jiān)測(cè)；

（7）坑底隆起監(jiān)測(cè)；

（8）坑外地下水位監(jiān)測(cè)；

（9）臨近鐵路運(yùn)營(yíng)線(xiàn)（杭長(zhǎng)線(xiàn)Ⅰ道和Ⅱ道）水平位移及豎向位移監(jiān)測(cè)；

（10）接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)柱沉降監(jiān)測(cè)。

5.2 觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置

（1）既有鐵路鋼軌位移觀測(cè)：在線(xiàn)路坡腳外地面上設(shè)置1個(gè)測(cè)站點(diǎn)，1個(gè)后視點(diǎn)，在線(xiàn)路鋼軌側(cè)面設(shè)置15個(gè)觀測(cè)點(diǎn)（編號(hào)D1～D15 ，間距10m），貼反光片；同時(shí)在范圍內(nèi)接觸網(wǎng)桿上設(shè)置同樣觀測(cè)點(diǎn)；在路基同樣設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)15個(gè)觀測(cè)點(diǎn)（編號(hào)LJ1～LJ15 ，間距10m），預(yù)埋鋼筋、上部彎折90°、鋼筋頭貼反光片；觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè)在天窗點(diǎn)內(nèi)完成，對(duì)于既有線(xiàn)觀測(cè)全部在防護(hù)柵欄外進(jìn)行。

（2）1#變電所臨近東站房基坑，為防止基坑在施工期間和降水期間對(duì)1#變電所造成沉降位移影響，在1#變電所側(cè)墻設(shè)置雙層攪拌樁止水帷幕（見(jiàn)施工藍(lán)圖）。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)1#變電所內(nèi)避雷塔基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)等柱式結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在1#變電所院內(nèi)墻邊設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，1#變電所的西墻設(shè)置5個(gè)觀測(cè)點(diǎn)（編號(hào)BD1-BD5），北墻邊設(shè)置4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)（編號(hào)BD5-BD8），觀測(cè)點(diǎn)間距10m。1#變電所觀測(cè)點(diǎn)的布置見(jiàn)附件DZPS-7圖示。觀測(cè)點(diǎn)埋深600mm，采用混凝土制作，見(jiàn)下圖觀測(cè)點(diǎn)做法：

（3）圍護(hù)體監(jiān)測(cè)：在線(xiàn)路外地面上設(shè)置1個(gè)測(cè)站點(diǎn)，1個(gè)后視點(diǎn)，設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)。編號(hào)WY，主要觀測(cè)圍護(hù)樁頂部水平位移、豎向位移，圍護(hù)樁深層水平位移；編號(hào)WY，觀測(cè)圍護(hù)樁頂部水平位移、豎向位移；監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)“觀測(cè)點(diǎn)布置圖、圖號(hào)HYPS-6”

基坑監(jiān)測(cè)、線(xiàn)路觀測(cè)委托專(zhuān)業(yè)單位進(jìn)行，監(jiān)測(cè)單位將每次數(shù)據(jù)及時(shí)整體，上報(bào)中鐵建工集團(tuán)杭州南站項(xiàng)目經(jīng)理部、監(jiān)理單位，并由施工單位及時(shí)上報(bào)杭州工務(wù)段、接觸網(wǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)供電段，作為判定依據(jù)，如果線(xiàn)路監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)警值時(shí)，加強(qiáng)設(shè)備檢查和及時(shí)整修，達(dá)到報(bào)警值對(duì)線(xiàn)路、接觸網(wǎng)等設(shè)備檢查確認(rèn)，必要時(shí)采用整修補(bǔ)強(qiáng)等措施。

線(xiàn)路檢查、養(yǎng)護(hù)委托杭州工務(wù)段進(jìn)行實(shí)施。施工期間對(duì)杭長(zhǎng)高速鐵路實(shí)行24小時(shí)全自動(dòng)監(jiān)測(cè)。觀測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)變形頻率加快、立即停止施工，由工務(wù)段先進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，各單位聯(lián)合分析原因并制定處理措施。

（4）監(jiān)測(cè)頻率。

①既有線(xiàn)觀測(cè)（見(jiàn)表1）。

樁基施工期間觀測(cè)頻次每天1次，基坑開(kāi)挖觀測(cè)頻次不少于每2小時(shí)1次，變形速率較快或有持續(xù)變形時(shí)，觀測(cè)頻次不少于每1小時(shí)一次。

當(dāng)路基及接觸網(wǎng)立柱變形量大于4mm/天，或累計(jì)變化量大于參考值時(shí)，必須停止施工，與業(yè)主、監(jiān)理和設(shè)備部門(mén)共同分析原因，制定補(bǔ)強(qiáng)措施，加強(qiáng)軌面養(yǎng)護(hù)和對(duì)接觸網(wǎng)立柱進(jìn)行加固，穩(wěn)定后方可繼續(xù)施工。施工結(jié)束后應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)觀測(cè)，時(shí)間不少于3天，頻次不少于2次/天，變形觀測(cè)應(yīng)做好觀測(cè)記錄并經(jīng)觀測(cè)人員簽認(rèn)。

②基坑監(jiān)測(cè)頻率（見(jiàn)表2）。

注：本工程臨近杭長(zhǎng)正線(xiàn)側(cè)按一級(jí)基坑考慮監(jiān)測(cè)頻率，實(shí)際監(jiān)測(cè)頻率依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行加密和降低。

根據(jù)業(yè)主審查杭州南站東站房基坑土方開(kāi)挖施工方案的意見(jiàn)，要求對(duì)杭長(zhǎng)正線(xiàn)軌道側(cè)邊進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以考慮利用天窗點(diǎn)對(duì)正線(xiàn)軌道側(cè)邊安裝反光片，并進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作。基坑監(jiān)測(cè)時(shí)，在土方開(kāi)挖到5m以下時(shí)，要提高監(jiān)測(cè)頻率，按2次/1d考慮（見(jiàn)表3/4）。

根據(jù)“上海鐵路局工務(wù)處關(guān)于印發(fā)《杭州南站基坑工程施工對(duì)杭長(zhǎng)高鐵、臨近建筑物影響安全評(píng)估審查會(huì)紀(jì)要》的通知”的要求，東站房基坑監(jiān)測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)：沉降速率24小時(shí)不大于2mm，當(dāng)基坑沉降監(jiān)測(cè)超過(guò)控制標(biāo)準(zhǔn)，必須馬上停止施工，采取相關(guān)應(yīng)急措施，確保高鐵運(yùn)營(yíng)安全。

③監(jiān)測(cè)報(bào)警值。

基坑變形和環(huán)境保護(hù)安全等級(jí)為一級(jí)，因此監(jiān)控施工過(guò)程中的基坑變形、環(huán)境變化情況工作應(yīng)全面滿(mǎn)足安全等級(jí)控制保護(hù)要求，使施工單位能隨時(shí)了解變形情況，以便及時(shí)采取有關(guān)措施，調(diào)控施工步序與節(jié)奏，作到信息化施工，確保工程施工順利進(jìn)行。

各項(xiàng)監(jiān)測(cè)的數(shù)值達(dá)到一定范圍要進(jìn)行“預(yù)警”和“報(bào)警”。具體見(jiàn)表5。

6 結(jié)束語(yǔ)

杭州南站東站房屬于臨近既有線(xiàn)深基坑開(kāi)挖，通過(guò)采用分區(qū)、分級(jí)、分層、先撐后挖，以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為指導(dǎo)，順利高效的完成了杭州南站土方開(kāi)挖工程施工，不僅保證了工程質(zhì)量和施工安全，而且施工效率快，大大節(jié)約了工期，為今后既有線(xiàn)路施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)及時(shí)反饋到設(shè)計(jì)院及既有線(xiàn)路各級(jí)單位，得到了業(yè)主及各級(jí)單位的好評(píng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊瓊.大型基坑土方開(kāi)挖施工方法[J].中小企業(yè)管理與科技，2012（30）.

[2] 邢鋒.大型建筑地基土方開(kāi)挖及注意事項(xiàng)問(wèn)題分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011（32）.

[3] 孫國(guó)榮，魯強(qiáng)華.工程中土方施工技術(shù)的發(fā)展與核心技術(shù)問(wèn)題分析[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012（2）.

[4] 李磊，段寶福.地鐵車(chē)站深基坑工程的監(jiān)控量測(cè)與數(shù)值模擬[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2013（S1）.

[5] 李四維，高華東，楊鐵燈.深基坑開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與數(shù)值模擬[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2011（S1）.

[6] 周念清，唐益群，婁榮祥等.徐家匯地鐵站深基坑降水?dāng)?shù)值模擬與沉降控制[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2011（12）.

[7] 陸培毅，李金清，雷華陽(yáng)等.天津融創(chuàng)廣場(chǎng)基坑工程監(jiān)測(cè)及數(shù)值模擬分析[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（7）.

[8] 謝李釗.深基坑現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)分析及數(shù)值模擬[D].中南大學(xué)，2009.