中国节能协会城轨交通节能专业专委会
中国勘察设计协会轨道交通分会
中国土木工程学会轨道交通分会
中国城市轨道交通协会设计咨询专业委员会

学术前沿

存在大直径横穿管线的深基坑施工技术

发布日期:2017-10-10 23:43

存在大直径横穿管线的深基坑施工技术
 
摘  要:结合大直径管线横穿上海轨道交通 7 号线铜川路地铁车站深基坑施工的实例,介绍了深基坑施工中采用的钻孔灌注桩+旋喷桩围护支撑体系的设计和施工技术;施工过程中成功解决了横穿 Ф1200 mm 污水管线的施工。 铜川路地铁车站深基坑的顺利实施,积累了大直径管线横穿地铁车站深基坑的施工经验,可供长三角地区类似软土地层的地铁车站施工借鉴。
关键词:地铁车站;深基坑;基坑支护;管线迁改
 
      随着城市轨道交通建设的发展,越来越多的地铁车站设置于城市交叉道路下,而城市交叉道路下一般市政管线密集,部分车站由于站位临近周边建(构)筑物,大直径横穿基坑的管线无法临搬至围护结构外,影响车站基坑围护结构的封闭。 上海轨道交通 7 号线铜川路车站通过合理的管线迁改、围护支撑体系方案设计和精心施工,成功解决了现有Ф1 200 mm 污水管线横穿车站深基坑的施工,取得良好的经济效益和社会效益。
 
1 工程概况
      上海轨道交通7 号线铜川路车站位于铜川路岚皋路丁字路口,基本沿岚皋路南北向布设。车站为地下二层岛式车站,站后设置单渡线。 根据铜川路岚皋路交通疏解要求车站基坑需分阶段实施,设置 3 道封堵墙将车站划分为4 个基坑施工(见图 1),即:先施工铜川路南北两侧的3 个基坑, 然后将铜川路向北交通导改后,施工铜川路下的中区(15~22 轴)基坑。 其中中区基坑现有1 根自铜川路穿越岚皋路的直径 1 200 mm的污水管,影响中区基坑的围护封闭。

      中区基坑净长53.85 m,净宽 18.5~19.1 m,开挖深度约15.4 m,采用 28 m 深、600 mm 厚地下连续墙围护,基坑自上而下设置4 道Ф609 mm 钢支撑(局部设置5 道钢支撑)。
 
2 总体思路
      由于污水管为重力自流管,该污水管管顶埋深约为2.5 m,管底标高要求比中区顶板低约 60 cm,拟在基坑施工期间对该污水管作一次永久迁改。具体为:先施工不受污水管影响的围护结构及逆作顶板管廊,将污水管迁改至逆作管廊内,然后封闭污水管位置围护结构,进行中区基坑的开挖与结构施工。
 
3 管线迁改方案
      在基坑外侧增加2 个污水窨井 ,使污水管 “C”字形改迁至新建管廊内,见图2 所示。

4 管廊施工方案
      管廊基坑长18.5 m,宽 6.1 m,开挖深度 5.66 m,东西两侧采用车站28 m 深、600 mm 厚地下连续墙围护,南北两侧采用长度12 m 的 4 号拉森钢板桩进行围护(见图3、4)。 考虑到Ф1 200 mm 污水管距离拉森板桩最近处仅约0.5 m,为确保基坑安全开挖和Ф1 200 mm污水管安全,在基坑中布置 1 道Ф609 mm(δ=16 mm)的钢支撑。

5 基坑围护与支撑体系方案
      原设计方案中,污水管迁改至顶板管廊后,施工原污水管管位处剩余的4 幅地下连续墙,封闭基坑围护结构。但由于场地狭小、地下连续墙工期无法衔接等因素,顶板管廊施工期间地下连续墙施工设备已退场。 考虑到采用地下连续墙施工场地大,胎膜、导墙等制作养护时间长,且需设备二次进、出场等因素,拟采用钻孔灌注桩+旋喷桩止水围护。 具体为:调整靠近污水管的地下连续墙形式,由原“一”字幅调整为“T”字形异型幅地下连续墙,共4 幅,污水管迁改至顶板管廊后,在“T”形地下连续墙开口间各施工5 根Ф1 100 mm@1 300 mm钻孔灌注桩(深度 30.5 m)+旋喷(深度 27 m)桩止水加固进行围护(见图 5)。

      污水管管位及窨井位置处的旋喷加固应在污水管迁改前施工完成,并留够后续加固施工的安全距离。
 
6 结构节点处理
      地下连续墙未封闭处结构内衬墙厚度由40 cm 增大为1 m,在调整的 4 幅“T”字形异型幅中预留内衬墙分布筋接驳器。 主体结构底板延伸至紧贴围护结构灌注桩,主体结构侧墙与灌注桩之间空隙用细砂填充密实,细砂回填结合拆撑顺序,上 1 道支撑拆除前细砂回填至与已完成结构面基本平齐。 为确保回填细砂密实度,细砂分层回填,每层厚度 50 cm,分层回填后加水至细砂饱和。
 
7 结语
      铜川路地铁站中区基坑于2007 年 5 月 21 日开始进行地下连续墙施工,至2008 年 6 月 17 日结构封顶,期间地表最大沉降量为22.1 mm,污水管线最大沉降8.3 mm,钻孔灌注桩测斜最大变形量为 16.3 mm,地下连续墙测斜最大变形量为24.26 mm。 其中顶板管廊于2007 年 8 月 5 日开始拉森板 桩插打施工,至 2007 年 9 月20 日拔除拉森板桩,期间地表最大沉降量为 3.7 mm,污水管最大沉降量为0.1 mm。管线迁改方案、围护支撑体系方案、结构节点处理等措施的实施使车站深基坑施工取得了良好效果。
      铜川路车站深基坑围护结构的施工证明,使用钻孔灌注桩+旋喷桩围护结构配合支撑系统能够满足地铁车站一级基坑的变形控制要求,且钻孔桩、旋喷桩具有工艺简单、桩位灵活、施工速度快、安全、占用空间小等优点,在特定的条件下,可以作为一级基坑的临时围护结构。
      铜川路车站中区基坑的顺利实施,积累了对于存在大直径横穿管线的地铁车站深基坑施工经验,可供长三角地区的类似软土地层的地铁车站工程施工借鉴。