熊志富，朱亦墨，楊海鵬，陳壽根

(1.中鐵二局第四工程有限公司，四川 成都 610031；2.西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川 成都 610031)

1 研究背景

廣州市軌道交通十一號線呈環(huán)形線路，線路經(jīng)由天河區(qū)、白云區(qū)、越秀區(qū)、荔灣區(qū)和海珠區(qū)，線路全長44.2 km，全部采用地下敷設(shè)方式，全線共設(shè)32座車站。流花路站為地下兩層(高19.6 m、寬30 m)雙柱島式車站，車站全長696.55 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬為26.15 m，總建筑面積41 674 m2。車站位于人民北路與流花路交匯處的十字路口下方，沿南北方向布置，周邊分別為廣州軍區(qū)總醫(yī)院，流花展貿(mào)中心，流花湖公園及南海漁村(五鉆酒家，改革開放后第一批餐飲企業(yè))，東方賓館(五星級)等，所處位置十分復(fù)雜、敏感。經(jīng)優(yōu)化流花路站施工設(shè)置了4個(gè)豎井(1，4，5和6)，豎井深度約43 m，類似工程非常罕見。

根據(jù)我國《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2014)的建議，爆破安全距離的計(jì)算公式為R=(K/V)1/αQm，其中，R為爆破安全距離，m；Q為炸藥量，kg；齊發(fā)爆破取總炸藥量；微差爆破或秒差爆破取最大段藥量；V為地震安全速度，cm/s。框架結(jié)構(gòu)的建筑物的振動(dòng)速度應(yīng)在3～6 cm/s的范圍內(nèi)，最不利情況取3 cm/s；m為藥量指數(shù)，取1/3；K，α—與爆破點(diǎn)地形、地質(zhì)等條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)，一般取K=160，α=1.9。根據(jù)該公式，當(dāng)裝藥量取較小值18 kg時(shí)安全距離為21.25 m。而在爆破中心21.25 m范圍內(nèi)存在著廣州軍區(qū)總醫(yī)院，流花展貿(mào)中心，流花湖公園及多家五星級酒店，故不宜采用爆破開挖，建議采用非爆破方法。本文通過廣州市軌道交通十一號線流花路站超深豎井施工實(shí)踐，探討了一套城市地鐵超深豎井非爆破施工技術(shù)。

2 豎井非爆破施工

2.1 豎井下挖

豎井開挖先沿圍護(hù)樁邊施工排水環(huán)溝，在梯籠底部將長寬高分別為0.5 m×0.5 m×0.5 m的集水坑破除用于抽水，然后沿集水坑邊逐步破除形成1 m×1 m×0.5 m的施工區(qū)域后，將原集水坑位置往下繼續(xù)下挖/破除0.5 m形成新集水坑；然后將其他地方逐步沿1 m×1 m×0.5 m的施工區(qū)域下挖/破除，其中，<1>素填土、<3-2>中粗砂層、<5N-2>硬塑狀粉性粘土層、<7-1>強(qiáng)風(fēng)化粗砂巖等地層采用PC50/PC60挖掘機(jī)開挖。<8-1>中風(fēng)化(含礫)粗砂巖和<9-1>微風(fēng)化含礫粗砂巖采用PC120/PC200型破碎錘破除，再使用PC50挖掘機(jī)將碎渣裝土斗后，用門吊+土斗進(jìn)行出渣。

2.2 豎井修邊

破碎錘對豎井大面積進(jìn)行破碎開挖后，<7-1>強(qiáng)微風(fēng)化(含礫)粗砂巖、<8-1>中微風(fēng)化(含礫)粗砂巖、<9-1>微風(fēng)化含礫粗砂巖等靠圍護(hù)樁位置需用風(fēng)鎬或液壓劈裂機(jī)來進(jìn)行人工修邊。

2.3 出渣

<1>素填土、<3-2>中粗砂層、<5N-2>硬塑狀粉性粘土層等地層采用PC50/PC60挖掘機(jī)直接裝土。<7-1>強(qiáng)微風(fēng)化(含礫)粗砂巖、<8-1>中微風(fēng)化(含礫)粗砂巖、<9-1>微風(fēng)化含礫粗砂巖等采用16T橋式起重機(jī)、主副鉤+土斗底部掛鉤設(shè)計(jì)，無需人工掛鉤，提高作業(yè)效率。

2.4 支護(hù)

豎井圍護(hù)樁間進(jìn)行噴漿支護(hù)，采用φ8@200×200鋼筋網(wǎng)片+C12@1000橫向拉筋與樁間鋼筋焊接，網(wǎng)噴C25混凝土，厚度為60 mm。

2.5 施作環(huán)框梁

施工前將環(huán)框梁的邊線控制點(diǎn)放出，將侵線的圍護(hù)樁標(biāo)注出來、用風(fēng)鎬將圍護(hù)樁侵線部分破除掉，對圍護(hù)樁進(jìn)行鑿毛；檢查圍護(hù)樁預(yù)埋筋數(shù)量(每根樁4根φ25鋼筋，橫通道兩側(cè)3根樁各6根φ25鋼筋)預(yù)埋筋數(shù)量不足時(shí)便進(jìn)行植筋。環(huán)框梁的施工流程依次：墊層澆筑、鋼筋綁扎、鋼筋驗(yàn)收、模板安裝、模板驗(yàn)收和混凝土澆筑。流花路站各豎井層開挖實(shí)際情況，開挖時(shí)間、深度、及效率分析見表1。

表1 流花路站豎井非爆破開挖效率分析表

通過上表統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析：巖層<1>、<3-2>、<5N-2>等使用相同開挖機(jī)械，開挖效率逐步降低；巖層<7-1>、<8-1>、<9-1>等使用大型開挖機(jī)械，開挖效率也不及巖層<1>、<3-2>、<5N-2>的開挖效率的一半，巖層的巖性占開挖效率90%的決定性，巖層越軟弱，非爆破開挖效率越高，巖層越硬，非爆破開挖效率越低。

3 施工風(fēng)險(xiǎn)和質(zhì)量控制

超深豎井開挖的主要風(fēng)險(xiǎn)為樁間滲透水，若不及時(shí)處理，易造成井底積水過多，影響土體開挖及土方外運(yùn)，嚴(yán)重情況下會引起圍護(hù)樁外側(cè)土體坍塌，形成空洞，進(jìn)而引起地面沉降、建筑物開裂、管線破損等后果。主要處理措施為滲漏點(diǎn)打孔+打止水針頭+抹堵漏王+注漿(環(huán)氧樹脂)。

施工中的質(zhì)量控制非常關(guān)鍵。開挖過程要觀察是否有滲漏水出現(xiàn)，控制開挖標(biāo)高，控制豎井內(nèi)的臨時(shí)排水溝和集水坑的深度，破除時(shí)控制豎井底部整體向往集水坑方向放坡，防止豎井積水。人工修邊時(shí)，需將豎井圍護(hù)樁上的鼓包鑿除掉，避免侵線豎井壁支護(hù)。挖掘機(jī)作業(yè)在裝土?xí)r，先將集水坑方向的渣土裝進(jìn)渣土斗內(nèi)，利于排水，切忌將渣土斗裝滿，防止渣土斗在吊裝過程中有碎渣掉落，造成人員傷害。

噴漿時(shí)，應(yīng)注意：(1)豎井壁噴漿時(shí)，噴射混凝土作業(yè)應(yīng)采用分段、分片、分層依次進(jìn)行，噴射順序應(yīng)自下而上，分段長度不宜大于6 m；(2)噴射時(shí)先將低洼處大致噴平，再自下而上順序分層、往復(fù)噴射。噴射速度要適當(dāng)，以利于混凝土的壓實(shí)。風(fēng)壓過大，噴射速度增大，回彈增加；風(fēng)壓過小，噴射速度過小，壓實(shí)力小，影響噴混凝土強(qiáng)度。因此在開機(jī)后要注意觀察風(fēng)壓，起始風(fēng)壓達(dá)到0.5 MPa后，才能開始操作，并據(jù)噴嘴出料情況調(diào)整風(fēng)壓。一般工作風(fēng)壓：邊墻0.3～0.5 MPa，拱部0.4～0.65 MPa；(3)噴射時(shí)使噴嘴與受噴面間保持適當(dāng)距離，噴射角度盡可能接近90°，以使獲得最大壓實(shí)和最小回彈。噴嘴與受噴面間距宜為1.5～2.0 m；噴嘴應(yīng)連續(xù)、緩慢作橫向環(huán)行移動(dòng)，一圈壓半圈，噴射手所畫的環(huán)形圈，橫向40～60 cm，高15～20 cm。

施作環(huán)框梁時(shí)應(yīng)：(1)墊層找平，需在墊層澆筑前用水準(zhǔn)儀復(fù)核墊層標(biāo)高定位筋，避免澆筑的梁底凹凸不平；(2)環(huán)框梁鋼筋綁扎時(shí)，控制好主筋，箍筋的間距，拉筋需要梅花型布置；(3)鋼筋連接采用套筒連接，套筒需要用扭力扳手?jǐn)Q到兩端鋼筋外露1～2絲扣為合格，若有鋼筋銹蝕需用除銹劑處理好；(4)注意圍護(hù)樁內(nèi)預(yù)留預(yù)埋件錨入梁內(nèi)長度為鋼筋的30 d，若是不足需搭接焊10 d鋼筋加長錨入長度；(5)鋼筋焊接時(shí)需注意焊縫飽滿、無虛焊、無焊渣等。模板安裝時(shí)：(6)需復(fù)核測量組放線的點(diǎn)位，檢查模板定位線，檢查模板內(nèi)的澆筑混凝土的標(biāo)高墨線是否清晰， 若不清晰， 及時(shí)補(bǔ)充；(7)環(huán)框梁混凝土澆筑前檢查是否有環(huán)框梁上表面的混凝土控制標(biāo)高，澆筑時(shí)混凝土應(yīng)一次澆筑完畢，不得隨意留置施工縫。澆注混凝土須先澆注樁頂處，后澆注樁間混凝土。混凝土澆筑超過2 m時(shí)，應(yīng)采取防離析措施。振搗采用Φ50 mm插入式振搗器，每澆筑30 cm厚混凝土振搗一次。插入式振搗器移動(dòng)間距不大于振搗器作用半徑的1.5倍，且插入下層混凝土內(nèi)深度控制在5～10 cm。振動(dòng)棒要快插慢拔，不斷上下移動(dòng)，以便搗實(shí)均勻、密實(shí)，減少混凝土表面氣泡。振動(dòng)棒插入下層混凝土中5～10 cm，移動(dòng)間距不超過40 cm，與側(cè)模保持5～10 cm距離，對每一個(gè)振動(dòng)部位，振搗時(shí)間延續(xù)20～30 s，振動(dòng)到該部位混凝土密實(shí)為止，即混凝土不再冒出氣泡，表面出現(xiàn)平坦泛漿，嚴(yán)禁過振、漏振或不振；(8)環(huán)框梁養(yǎng)護(hù)時(shí)混凝土澆筑完畢后應(yīng)對混凝土覆蓋薄膜進(jìn)行保水保濕養(yǎng)護(hù)；養(yǎng)護(hù)用水需達(dá)生活用水標(biāo)準(zhǔn)，混凝土養(yǎng)護(hù)期間，混凝土內(nèi)部最高溫度不宜超過65 ℃，混凝土內(nèi)部溫差與表面溫度之差、表面溫度與環(huán)境溫度之差不宜大于15 ℃，養(yǎng)護(hù)用水溫度與混凝土表面溫度之差不得大于15 ℃；(9)模板拆除保證其表面及棱角不因拆除模板而受損時(shí)方可進(jìn)行。模板、支撐及扣件拆除完成后及時(shí)清理、分類碼放整齊，對拉桿孔或拉桿進(jìn)行處理。

4 結(jié) 論

(1)城市地鐵施工采用非爆破施工時(shí)可行但效率較低；(2)巖層越軟弱，非爆破開挖效率越高，巖層越硬，非爆破開挖效率越低；(3)采用滲漏點(diǎn)打孔+打止水針頭+抹堵漏王+注漿(環(huán)氧樹脂)措施可以有效避免豎井開挖中的樁間滲透水；(4)施工中的質(zhì)量控制措施對有效提高工程質(zhì)量非常關(guān)鍵。