楊澤民

（上海隧道工程有限公司浙江分公司，杭州310000）

1 引言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大環(huán)境下，軌道交通建設(shè)迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)，市區(qū)內(nèi)工程施工面臨地鐵盾構(gòu)區(qū)間的保護(hù)問題也越來越多[1]。本文以杭州南站東廣場(chǎng)基坑開挖對(duì)已成型的盾構(gòu)區(qū)間保護(hù)為契機(jī)，通過采取三軸攪拌樁土體加固及相應(yīng)施工措施分析了基坑施工對(duì)盾構(gòu)區(qū)間的保護(hù)，對(duì)后續(xù)類似工程具有借鑒作用。

2 工程概況

鐵路杭州南站綜合交通樞紐東西廣場(chǎng)工程——東廣場(chǎng)基坑南北寬388.2m，東西長(zhǎng)365.4m，基坑深度8m，基底標(biāo)高-12.00m，基坑面積110 308m2，樁筏基礎(chǔ)，地下1 層，地上2 層。地鐵5 號(hào)線火車南站站位于東廣場(chǎng)內(nèi)，地下3 層，地鐵車站地下1 層結(jié)構(gòu)屬于東廣場(chǎng)施工范圍，東廣場(chǎng)基坑開挖時(shí)，地鐵車站地下第3 層、第2 層結(jié)構(gòu)已完成，通火盾構(gòu)區(qū)間正在掘進(jìn)中，車站和站房之間的21.3m 長(zhǎng)度（1～18 環(huán)）的盾構(gòu)區(qū)間，位于3-2 淤泥質(zhì)黏土層中，此層土物理力學(xué)性質(zhì)差，具高壓縮性，高靈敏度，盾構(gòu)區(qū)間頂覆土16.32m，東廣場(chǎng)基坑開挖8m，卸荷比約為1.63。通過盾構(gòu)區(qū)間兩側(cè)非核心保護(hù)區(qū)土方開挖時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋，區(qū)間兩側(cè)土體卸荷的過程中，盾構(gòu)區(qū)間向外側(cè)有輕微位移，在靈敏度高、卸荷比大的條件下開挖盾構(gòu)區(qū)間上方土體，需采取措施保證盾構(gòu)區(qū)間的安全，如圖1 所示。

圖1 東廣場(chǎng)與車站平面布置圖

3 隧道保護(hù)措施

3.1 隧道內(nèi)拉梁

隧道上方基坑土體加固前，在隧道內(nèi)1 點(diǎn)鐘、4 點(diǎn)鐘、8 點(diǎn)鐘、11 點(diǎn)鐘方位用[22 的槽鋼做聯(lián)系梁，縱向加固30m，槽鋼固定在隧道吊裝孔上，使1～25 環(huán)隧道管片聯(lián)系成整體，減少加固、開挖期間隧道縱向不均勻沉降[2]。

3.2 隧道外土體加固

為保證東廣場(chǎng)基坑開挖期間隧道安全，設(shè)計(jì)采取φ850mm@600mm 門式三軸攪拌樁加固方案。加固范圍為車站端頭加固邊至國(guó)鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)邊12.3m 范圍，三軸攪拌樁水泥參量為20%。三軸攪拌樁加固寬42m，縱向長(zhǎng)12.3m，加固至隧道頂1.5m，兩側(cè)加深段寬5m，加深段內(nèi)側(cè)距隧道邊5m，加深段底與隧道底平，如圖2 和圖3 所示。

加固期間，采取以下措施保證減少隧道變形：（1）嚴(yán)格控制三軸攪拌樁技術(shù)參數(shù)，漿液流量：300～400L/min，鉆桿下沉、提升速度：0.4～0.6m/min；水灰比：1.3～1.5；（2）攪拌樁施工時(shí)進(jìn)行跳孔施工，跳孔距離橫向不小于7m、縱向不小于4m，相鄰樁施工間隔時(shí)間不小于3d；（3）使用6 塊6×1m 路基箱均攤?cè)S攪拌樁基施工荷載，減少集中荷載對(duì)已成型盾構(gòu)區(qū)間的影響；（4）配備三軸攪拌樁施工參數(shù)自動(dòng)化質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)成樁數(shù)據(jù)及時(shí)整理總結(jié)，并對(duì)成樁過程中各參數(shù)的異常情況及時(shí)采取有效措施，確保成樁質(zhì)量；（5）加固期間采用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)精準(zhǔn)指導(dǎo)施工，如監(jiān)測(cè)異常應(yīng)停止施工，調(diào)整施工方案；（6）加固置換的土體及時(shí)翻至影響區(qū)外并外運(yùn)[3，4]。

圖2 通火盾構(gòu)區(qū)間土體加固平面圖

圖3 通火盾構(gòu)區(qū)間土體加固剖面圖

3.3 開挖保護(hù)措施

結(jié)合盾構(gòu)區(qū)間核心影響區(qū)21m×70m 范圍內(nèi)工程樁位置圖，對(duì)于盾構(gòu)區(qū)間核心影響區(qū)范圍土體開挖總體順序?yàn)椋海?）第一階段土方開挖從現(xiàn)狀至標(biāo)高-8m 處，土方量約5 000m3，采用機(jī)械開挖，共配置2 臺(tái)PC320 挖機(jī)、45 臺(tái)運(yùn)輸車，3d 完成。開挖過程中沿車站主體地墻邊及時(shí)修筑10m 寬出土坡道，坡道坡度不大于1∶7。（2）第二階段開挖至-12.0m，開挖厚度4m，分成5 個(gè)區(qū)塊，總土方量約5 205m3。先開挖1#土塊→施工1#墊層、防水、底板→同步對(duì)稱開挖2#、3#土塊→施工2#、3#墊層、防水、底板→同步對(duì)稱開挖4#、5#土塊→施工4#、5#墊層、防水、底板。如圖4 所示。

圖4 盾構(gòu)區(qū)間影響核心區(qū)土體分塊圖

開挖過程中，采取以下措施保證減少隧道變形：（1）嚴(yán)格按“時(shí)空效應(yīng)”原理，做到“分層、分塊、分段、對(duì)稱、平衡、限時(shí)”開挖土體；（2）盾構(gòu)區(qū)間內(nèi)安排專人24h 不間斷進(jìn)行巡查，并根據(jù)隧道內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整開挖工況并對(duì)隧道采取相應(yīng)保護(hù)措施，保證隧道安全；（3）安排經(jīng)驗(yàn)豐富的施工員指揮挖機(jī)，對(duì)于1#區(qū)塊做到不超挖、不欠挖；對(duì)于2#、3#、4#和5#區(qū)塊做到同步對(duì)稱開挖，確保基坑開挖對(duì)坑外土體的擾動(dòng)最??；（4）在東廣場(chǎng)基坑?xùn)|側(cè)設(shè)置臨時(shí)卸土點(diǎn)，確保核心區(qū)土方開挖快速、連續(xù)；（5）嚴(yán)格按照DB33/T 1139—2017《城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全保護(hù)技術(shù)規(guī)程》[5]相關(guān)規(guī)定利用時(shí)空效應(yīng)開挖，挖至基底標(biāo)高后6h 內(nèi)完成30cm 厚C30 早強(qiáng)素混凝土墊層澆筑，5d 內(nèi)施工完成相應(yīng)區(qū)塊底板。

4 監(jiān)測(cè)

根據(jù)眾多深基坑開挖的工程經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)對(duì)于深大基坑的土方開挖和地下室施工是必不可少的重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，能及時(shí)獲取基坑開挖過程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍土體的受力與變形情況，掌握基坑開挖對(duì)周圍環(huán)境的影響，有效地指導(dǎo)施工，及時(shí)調(diào)整施工措施，確保周邊建筑物、道路和地下管線的絕對(duì)安全。為保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的及時(shí)性和有效性，反應(yīng)隧道變形的動(dòng)態(tài)連續(xù)發(fā)展過程，便于及時(shí)指導(dǎo)施工，在隧道內(nèi)采用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，沿隧道縱向每3 環(huán)布置一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，每個(gè)斷面5 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，如圖5 所示。

圖5 隧道橫斷面監(jiān)測(cè)布點(diǎn)示意圖

從2018 年12 月9 日開始加固施工，2019 年4 月7 日盾構(gòu)區(qū)間核心影響區(qū)底板封底，至監(jiān)測(cè)工作結(jié)束，隧道上方土體加固期間，隧道變形值控制在1mm 以內(nèi)，土方開挖期間隧道整體輕微上浮，累計(jì)變形控制在6mm 以內(nèi)，沒有超過安評(píng)報(bào)告要求的隧道變形控制指標(biāo)±8mm。隧道變形可分3 段，第1段（15～21 環(huán)）豎向位移變化最大，原因分析為國(guó)鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)（對(duì)應(yīng)18 環(huán)）是SMW 工法樁，核心區(qū)開挖時(shí)圍護(hù)樁內(nèi)插型鋼已拔出，樁體加固土體可能被破壞，對(duì)盾構(gòu)區(qū)間的約束較?。坏? 段（9～15 環(huán)）豎向位移變化其次，原因分析為土體采用的“跳幅”加固方法，導(dǎo)致每幅樁不連續(xù)，加固土體整體性不好；第3 段（0～9 環(huán)）豎向位移變化最小，原因分析為此段為盾構(gòu)始發(fā)前洞門加固，加固土體整體性好，對(duì)盾構(gòu)約束較大[6]。

5 結(jié)語

軌道交通建設(shè)受到了廣泛的關(guān)注，與之相關(guān)的地鐵盾構(gòu)區(qū)間的保護(hù)問題成為關(guān)注的焦點(diǎn)。經(jīng)過本文的概述，明確了城市軌道交通結(jié)構(gòu)安全保護(hù)技術(shù)的實(shí)踐意義，通過采取合理的措施，為城市軌道交通提供更為可靠的支持，確保國(guó)家的交通事業(yè)有條不紊地開展。