計 勇 中國鐵路上海局集團有限公司合肥鐵路樞紐工程建設(shè)指揮部
宿州站改建工程位于安徽省宿州市港口路西側(cè),新建8 m 寬旅客地道的基坑設(shè)計深度為8.5 m。本工程深基坑施工類別為鄰營B 類,基坑施工時與營業(yè)線(京滬線宿州站既有5道)中心的最小距離為5.35 m。
地道主體區(qū)域采用直徑0.8 m間距1 m鉆孔灌注樁+直徑609 mm壁厚16 mm鋼支撐支護;地道站臺出入口區(qū)域采用直徑1 m間距1.2 m鉆孔灌注樁+樁頂連系梁支護。鉆孔灌注樁樁間暴露土體采用掛網(wǎng)噴射混凝土護面。本基坑采用地表集水明排+高壓旋噴樁隔滲+坑內(nèi)設(shè)置降水井減壓疏干的方式進行地下水處理:地道支護樁背后設(shè)置高壓旋噴樁防水;基坑內(nèi)布置管井降水,在基坑開挖過程中進行抽取。
施工前會同設(shè)備管理單位做好現(xiàn)場調(diào)查工作,重點調(diào)查排水工程對既有道路、營業(yè)線的影響,調(diào)查各類纜線的走向,對影響施工的纜線應(yīng)報請設(shè)備管理單位移除,或采取防護措施。作業(yè)人員應(yīng)培訓(xùn)合格,安全技術(shù)交底工作應(yīng)落實到位。
此外,鄰營深基坑施工,還應(yīng)按照《中國鐵路上海局集團有限公司關(guān)于加強鐵路建設(shè)項目鄰近營業(yè)線基坑開挖施工許可管理的通知》(上鐵建函〔2017〕1881 號)相關(guān)規(guī)定要求,實行基坑開挖許可證制度,對九項要素進行檢查確認后,方可施工。
本基坑位于宿州站既有5道東側(cè),四周支護一致,因此考慮按長方向即基坑南北兩側(cè)由西向東同時進行支護樁施工,基坑開挖由西向東開挖,鋼支撐及樁間土護面(80 厚C20 混凝土護面)隨土方開挖情況進行施工,嚴格按照“開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴禁超挖”進行基坑施工,主要施工流程為:隔離防護→場地平整,測量定位→支護樁、止水帷幕施工→基坑開挖(第一層土方開挖至冠梁底)→冠梁及鋼支撐施工→剩余土方分層開挖,同時進行支護樁樁間土混凝土護面施工。
鄰近營業(yè)線施工前首先對現(xiàn)場實施硬隔離防護,以“傾倒不侵限”為原則。施工中安排專人24 h 對施工機具、材料、安全隔離設(shè)施進行巡查,避免機具、材料被盜及侵入鐵路限界。
鋼網(wǎng)片采用搭設(shè)鋼管排架并利用小型混凝土基礎(chǔ)進行穩(wěn)固。混凝土基礎(chǔ)施工采用人工挖孔,尺寸為0.3 m×0.3 m×0.6 m(長×寬×深),再人工安裝Φ48.3×3.6 鋼管立柱,并及時采用C20 混凝土澆筑固定。鋼管立柱長2 m 埋深0.5 m 間距1.5 m,橫桿間距0.5 m,離地面10 cm 處設(shè)掃地桿,外掛1.5 m×3m 鐵絲網(wǎng),其內(nèi)側(cè)邊緣與鐵路中心線的最小距離不小于3.5 m。如圖1 所示設(shè)置拉線,以防隔離防護設(shè)施往營業(yè)線方向傾倒。
圖1 鄰營施工隔離防護示意圖
本工程地道主體區(qū)域深基坑支護樁采用Φ800@1000 鉆孔灌注樁,選用HG200 反循環(huán)鉆機施工;地道站臺出入口兩側(cè)設(shè)置了Φ1000@1200 鉆孔灌注樁,選用SR150 旋挖鉆機施工,工藝流程如圖2所示。
圖2 鉆孔灌注樁施工工藝流程圖
鄰近營業(yè)線深基坑支護樁施工,應(yīng)優(yōu)先施工靠近營業(yè)線側(cè)支護樁,采用隔三跳打的方式施工。施工過程中采用纜風(fēng)繩防止鉆機傾覆,確保營業(yè)線行車安全。
本基坑采用高壓旋噴樁作止水帷幕。鄰近營業(yè)線施工高壓旋噴樁的安全風(fēng)險大,易造成營業(yè)線的路基失穩(wěn),影響行車安全。根據(jù)施工現(xiàn)場地質(zhì)條件,選用正確的高壓旋噴樁施工工藝,是確保營業(yè)線行車安全的重難點,也是保證基坑施工安全的關(guān)鍵。
本工程地道主體區(qū)域深基坑止水帷幕采用Φ600@1000高壓旋噴樁(在支護樁間止水),樁長為13 m;在基坑封端處采用一排Φ600@400 高壓旋噴樁防水隔滲,樁長為7 m~13 m;地基處理旋噴樁直徑0.6 m,樁長為5 m。施工前進行現(xiàn)場工藝試驗,確定注漿壓力等參數(shù),并在施工過程中嚴格把控注漿壓力。施工工藝流程如圖3所示。
圖3 高壓旋噴樁施工工藝流程圖
按照《中國鐵路上海局集團有限公司營業(yè)線施工工務(wù)安全監(jiān)督管理辦法》(上鐵工〔2020〕345號)要求,靠近營業(yè)線的高壓旋噴樁應(yīng)先施工,然后由近及遠逐排跳樁施工,施工過程中任意兩臺樁機沿營業(yè)線方向應(yīng)保持30 m以上距離。
施工前應(yīng)進行試降水,以檢驗止水帷幕的止水效果。提前三周開始進行基坑降排水,將坑內(nèi)水位降至坑底以下0.5 m,經(jīng)檢測并確認基坑內(nèi)外水位已滿足設(shè)計要求后,方可進行基坑開挖。
本工程基坑采用管井排水,坑底設(shè)置管井,坑內(nèi)布置明排水溝且每隔12 m~15 m 設(shè)置集水坑,坡頂設(shè)置截面尺寸30 cm×30 cm的排水溝,將水抽排至基坑頂面排水溝。管井施工采用反循環(huán)鉆機成孔。鉆孔外徑0.6 m,井管口徑273 mm;從地面起算井深約22 m。嚴格按規(guī)范要求設(shè)置反濾層,沉砂管管底口用鋼板封死。
降水期間要隨時注意抽出的地下水是否渾濁,監(jiān)測含砂量,防止抽水帶走土層細顆粒?;娱_挖和降水階段應(yīng)加強對降水水位和基坑周圍建筑物的監(jiān)測,觀測水位與原水位差超過1 m時,立即停止降水作業(yè),有必要時采取回灌措施。
本工程基坑鄰近的營業(yè)線(京滬線)為南北走向,基坑位于營業(yè)線東側(cè)。在基坑南北兩側(cè)各安排一臺伸縮臂抓斗挖機,由西向東同時進行開挖?;娱_挖過程中遵循“分層分段、對稱均衡”的原則。每層開挖深度不得超過2.5 m。開挖過程中加強對基坑降排水設(shè)施的防護。機械開挖時應(yīng)嚴格控制每層土方開挖深度,人工開挖基坑底面以上20 cm~30 cm厚的土層,以避免超挖。
支護樁樁間土護面遵循“掛網(wǎng)噴射混凝土及時緊跟”的原則組織施工,護面采用8cm 厚C20 噴射混凝土(內(nèi)掛Φ8@200×200 鋼筋網(wǎng))。坡面按間距1.5 m 梅花形設(shè)置插筋,鋼筋網(wǎng)片與插筋點焊固定。間距1.5 m 梅花形布置泄水管,并應(yīng)經(jīng)常檢查其有無堵塞,以確保泄水暢通。
根據(jù)基坑流水作業(yè)要求,土方開挖和網(wǎng)噴護面施工須協(xié)調(diào)一致,緊密配合,以確?;影踩€(wěn)定,及時設(shè)置臨邊防護設(shè)施。
本基坑按照安全等級為“一級”進行測點布設(shè),確定監(jiān)測頻率及報警值,并制定達到預(yù)警值時的應(yīng)急響應(yīng)措施。在施工過程中通過監(jiān)測反饋信息及時調(diào)整開挖程序,并做好應(yīng)急準備,確保搶險設(shè)備齊全有效。
施工階段每次監(jiān)測后必須對監(jiān)測點進行覆蓋保護,并安排專人看護,確保水準基點及監(jiān)測點狀態(tài)良好、不被破壞。通過研判監(jiān)測數(shù)據(jù),以確定是否需要對施工參數(shù)加以修正。同時還要做好營業(yè)線軌道、路基監(jiān)測工作,監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)與相關(guān)設(shè)備管理單位實時共享,建立健全預(yù)警響應(yīng)機制。
(1)灌注樁樁底沉渣厚度不得超過0.1 m,樁頂泛漿高度控制在0.5 m 以上。灌注樁樁頂混凝土強度(鑿去浮漿后)應(yīng)滿足要求。水下澆筑的混凝土,應(yīng)比樁身混凝土至少提高一個強度等級進行配制。
(2)在冠梁澆筑前,應(yīng)采用低應(yīng)變動測法檢測樁身完整性,當(dāng)其判定為III類或IV類樁時,應(yīng)通過鉆芯法檢驗并擴大檢測數(shù)量,進一步研判后采取相應(yīng)補救措施。
(1)施工前通過工藝試驗確定施工參數(shù)。施工中,分段提升注漿的搭接區(qū)段應(yīng)控制在0.1 m 以上長度;控制好注漿壓力,由下而上均勻噴射,停噴位置控制在止水帷幕頂面設(shè)計標高1 m以上。
(2)如出現(xiàn)大量冒漿、注漿壓力驟升或驟降等情況,應(yīng)立即停止施工,及時檢查并采取措施排除異常,以免出現(xiàn)斷樁。
(3)基坑開挖前,應(yīng)采用鉆芯法檢測高壓旋噴樁是否均勻、連續(xù),抗壓強度是否滿足要求,檢測點的數(shù)量應(yīng)不少于施工孔數(shù)的2%且不少于6個點。在基坑開挖過程中,隨機選點檢測水泥土固結(jié)體狀況,對漏水等異常位置要重點檢測。
采取一系列技術(shù)保障措施后,宿州站改建工程鄰近營業(yè)線深基坑施工安全質(zhì)量總體上處于受控狀態(tài)。施工過程中加強了對鐵路線路的隔離防護和變形監(jiān)測,監(jiān)測結(jié)果顯示:本工程所用技術(shù)效果顯著,深基坑施工對鐵路路基沉降及軌道位移的影響控制在限值范圍內(nèi),確保了京滬線行車安全。
本工程實踐經(jīng)驗,可為類似的鄰近營業(yè)線深基坑施工提供一定的參考價值。