富水砂卵石地层地铁车站附属围护结构施工技术研究

建筑技术开发　建筑结构　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ＳｔｍｃｔＩｌｒｅ　第４４卷第２４期　２０１７年１２月　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　富水砂卵石地层地铁车站附属围护　结构施工技术研究　赵胜阳，杨向华，雷波　（中建铁投轨道交通建设有限公司，广州　５１００００）　［摘要］通过深圳市三期地铁施工发现，处于富水砂卵石地层中的车站基坑渗漏水情况普遍存在，尤其是采用传统钻孔灌　注桩做围护结构的车站附属结构基坑，渗漏风险高，增加后期堵漏成本，施工困难。针对深圳地区复杂的周边环境和地质情况，　结合深圳地铁９号线文锦站附属围护结构施工，提出了一种适用于富水砂卵石地层的地铁车站附属围护结构施工技术，旨在为　类似工程项目提供参考。　［关键词］地铁车站；富水砂卵石：围护结构　［中图分类号］Ｕ４５５．４　［文献标志码］Ａ　［文章编号］１００１－５２３Ｘ（２０１７）２４＿ｏ００　７—ｏ２　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｓｕｂｓｉｄｉａｒｙ　Ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ　ｆｏｒ　Ｓｕｂｗａｙ　Ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｗａｔｅｒ—ｒｉｃｈ　Ｓａｎｄｙ　Ｐｅｂｂｌｅ　Ｓｔｒａｔｕｍ　Ｚｈａｏ　Ｓｈｅｎｇ．ｙａｎｇ，Ｙａｎｇ　Ｘｉａｎｇ．ｈｕａ，Ｌｅｉ　Ｂｏ　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｅ　ｔｔｈｉｒｄ　ｓｕｂｗａｙ　ｉｎ　Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，ｉｔ　ｉｓ　ｆｏｕｎｄ　ｈａｔｔ　ｔｈｅ　ｓｅｅｐａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ－ｒｉｃｈ　ｓａｎｄｙ　ｐｅｂｂｌｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｗｉｄｅｓｐｒｅａｄ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｔｈｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆｔｈｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｂｏｒｅｄ　ｐｉｌｅ，ｔｈｅ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｈｉｇｈ，ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｈｅ　ｌｔａｔｅ　ｐｌｕｇｇｉｎｇ　ｃｏｓｔｓ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｚｈｅｎ　ａｒｅａ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｕｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ａ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｓｕｂｗａｙ　ｓｔａｔｉｏｎ　ａｕｘｉｌｉａｒｙ　ｅｎｖｅｌｏｐｅ　ｓ￣ｃｔｕｒｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｔｅ　ｈｗａｔｅｒ－ｒｉｃｈ　ｓａｎｄｙ　ｐｅｂｂｌｅ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｗｉｈ　ｔｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆｔｈｅ　ａｕｘｉｌｉａｒｙ　ｅｎｖｅｌｏｐｅ　ｏｆＷｅｎｊｉｎ　ｓａｔｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｚｈｅｎ　Ｍｅｔｒｏ　Ｌｉｎｅ　９　ｆｏｒ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．　［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｓｕｂｗａｙ　ｓｔａｔｉｏｎ；ｒｉｃｈ　ｗａｔｅｒ　ｓａｎｄ　ｎｄ　ａｇｒａｖｅｌ；ｅｎｖｅｌｏｐｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　１工程概况　（１）出入口施工地段砂层、卵石层较厚，地下水位较高，　在地下水位较高的地区进行深基坑开挖，存在渗漏问题，　桩间若采用原设计钻孔灌注桩加１根直径６００ｍｍ双管旋喷桩　　地下水渗流对基坑工程的稳定和变形具有显著影响，尤其是　进行加固止水，止水效果不佳，基坑开挖后漏水风险较大。（２）采用钻孔桩加旋喷桩止水，工期耗时长，费用高。　降雨补给，防渗体破坏等原因造成渗流场的突然改变可能诱　（３）文锦站周边住宅林立，场地狭小，不适合地下连续　发基坑土体及其支护体系的较大变形甚至坍塌事故，所以基　坑围护结构的作用就显得尤为关键。　墙钢筋笼的制作和吊装。　２桩墙结构主要施工方法　深圳地铁９号线文锦站地处罗湖老城区，距离深圳河约　３．２．１桩墙成槽　４００ｍ，车站周边紧邻等２０世纪８０年代建造的小区，小区距基　３．附属桩墙围护结构槽段长度根据现场实际情况进行划　坑最近距离２．３ｍ，场地狭窄，地下水量丰富，砂卵石层最大　厚度达７ｍ。车站附属共设４个出入口及３组风亭，附属结构　分，一般以４～６根桩位为１组进行整体成槽，以保证成槽质量　均为地下１层结构，３号风亭为顶出，其余附属结构均为外挂　及施工效率。桩墙接头采用工字钢及双管旋喷桩止水。　设置。　以标准槽段（６根桩）为例，在原设计桩位处布设６个主孔，　综合考虑附属围护结构施工难度和基坑渗漏风险，附属　主孔打完后在孔间土体上布设５个副孔，同时应在槽段接头处　　围护结构采用桩墙施工工艺，极大地方便了附属围护结构施　布设２个副孔，确保接头处成槽到位，槽段施工时采用跳槽法，工，降低了基坑开挖的渗漏风险。　如图１所示。　２工程及水文地质　附属围护结构穿越的主要地层分别为淤泥及淤泥质土层、　粘性土层、粉细砂层、中粗砂层、圆砾层及卵石层。下伏基　岩为侏罗系变质砂岩，上部发育冲洪积层。　地下水稳定水位埋深２．１～５．２ｍ，地下水位的变化与地下　水的赋存、补给及排泄关系密切，补给来源为深圳河河水及　大气降水。根据地下水赋存条件，含水介质及水力特征分析，　地下水主要有两种基本类型，分别为松散岩类孔隙水和基岩　裂隙水。　３附属围护结构桩墙施工工艺　３．１桩墙结构选型　图１桩墙槽段接头处理示意　３．２．２桩墙清槽　清槽工作分两阶段进行。　（１）成槽过程中清渣。成槽过程中清渣采用正循环法，　即将输浆管通向孔底泵进新泥浆，泥浆由孔底向上流动，携　附属围护结构采用桩墙的施工方法，即采用钻孔灌注桩　带着泥渣上浮，并最终流出槽孔，流回泥浆池。　的结构形式，成槽采用地下连续墙的施工工艺。主要原因如下。　（２）最终清孔。槽段验收合格后及时进行清槽换浆，将　槽底沉渣、淤泥、土块和被土粒污染的泥浆从底部和槽内清除，　收稿日期：２０１７－０８－－０６　作者简介：赵胜阳（１９９１一），男，湖北襄阳人，助理工程师，主要　采用泥砂分离器反循环法，利用导管将槽内泥浆吸至泥砂分　离装置内，经分离后排除泥砂，将纯泥浆排至槽内，如此循环，　研究方向为轨道交通。　・７‘　第４４卷第２４期　２０１７年ｌ２月　建筑结构　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　建筑技术开发　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｍ　直至泥砂全部分离出来。　二期槽段成槽后，在清槽前，利用特制带钢丝刷的方锤　在槽内一期槽段的混凝土端头上下来回清刷，直到钢丝刷干　净不带泥污为止。　３．２．３钢筋笼制作　的方锤将端头钢板上的泥砂清除干净，使附着在接缝处的土　垢尽可能少，从而使桩墙接头部位防水效果和完整性好，便　于下放钢筋笼。　３．２．４钢筋笼吊放　采用５０ｔ，２５ｔ汽车式起重机下放钢筋笼　为保证钢筋笼起　由于钢筋笼竖筋较密（最小间距约５ｅｒａ），混凝土难以流　吊时不变形，采用３个起吊点。为防止钢筋笼上浮，将靠近导　动到位，为确保混凝土浇筑到位，不出现断桩现象，对钢筋笼　墙一侧的竖向主筋加长，并与预埋在导墙上的钢筋焊接。　竖筋间距在原设计基础上进行调整，左右两侧间距调至１０ｃｍ，　３．２．５水下混凝土浇筑　上下钢筋调密。由于墙体钢筋笼上下两侧钢筋为主要受力筋，　灌注首批封底混凝土，使导管埋入混凝土中的深度不小　左右两侧辅助受力，此调整对围护结构墙体受力有利，如图２　于１．０ｍ，灌注过程中混凝土面应高于导管下口２．０ｍ。灌注混　所示。　＿．　＼　５　７００／二＝一Ｉ｜　１　＼　／　１　）Ｉ（）　（）（）　（）　（　＼左右竖筋间距调至ｍ　图２钢筋笼调整示意　槽段接头采用工字钢接头，并在接头外侧采用Ｉ根直径　６００ｍｍ旋喷桩止水，如图３所示。　０６００旋喷桩　１　＼　１　）　（　）（　）（　）（　）Ａ）（　）　（０　图３地下连续墙槽段接头处理示意　在加工钢筋笼时，将工字钢接头与钢筋笼整体焊接，工　字钢板底部为钢筋笼底面标高上２５０ｍｍ，做成楔形头；顶部　为顶面标高上５００ｍｍ。工字型钢板接头与一期槽段两侧钢筋　笼一起吊入槽段中（图４，５）。　图４桩墙槽段接头处理示意１　图５桩墙槽段接头处理示意２　当槽段接头有混凝土浆液流出且相邻槽段成槽时，须用　直径７８０ｍｍ冲桩锤回冲所溢出的混凝土，并用特制带钢丝刷　・８・　凝土时，以充气球胆作为隔水栓，混凝土罐车直接把混凝土　送到导管上的漏斗内，浇筑速度控制在３－５ｍ／ｈ。灌注时各导　管处要同步进行，保持混凝土面呈水平状态上升，其混凝土　面高差不得大于３００ｍｍ。　灌注过程中，要勤测量混凝土面上升高度，控制导管埋　深在２－６ｍ之间，灌注过程要连续进行，中断时间不得超过　３０ｍｉｎ，灌到墙顶位置要超灌０．３～０．５１ＴＩ。灌注须连续，防止断　桩。随孔内混凝土的上升，需逐节快速拆除导管，时间不宜　超过１５ｍｉｎ。　４桩墙工艺亮点　４．１　首次采用地下连续墙成槽＋钻孔灌注桩钢筋笼的方式　附属围护结构施工将富水地层钻孔桩＋旋喷桩止水的围　护结构型式优化为桩墙，采取地下连续墙整体成槽的方式，钢　筋笼采用钻孔灌注桩钢筋笼，整幅槽段浇筑混凝土，形成支护一　止水一体化结构，利用混凝土的自防水性能，省略桩间旋喷　止水的工序，提高了围护结构的防水功能。　加工场地范围比地下连续墙钢筋笼占地范围小，可根据　场地条件，采取并排焊接，整体吊放，或采取逐根吊放入槽，　面对周边狭窄环境也能够灵活应对，成功解决了钢筋笼加工　场地狭窄，吊装困难等问题，缩短了附属围护结构施工工期。　４．２槽段接头采用鱼嘴筋＋工字型钢止水　在槽段接头处的钻孔桩钢筋笼焊接鱼嘴筋，在一期槽时　与工字型钢焊接，作为槽段止水的措施之一，相比传统钻孔　灌注桩桩间采用旋喷桩止水效果更加明显，降低了后续基坑　开挖的渗漏风险，减少了堵漏的费用，降低了对周边环境的　影响。　５应用效果　深圳地铁９号线文锦站Ａ，Ｂ，Ｄ出入口及１，２号风亭围护结　构施工采用桩墙结构，基坑开挖后围护结构表观质量良好，　墙面无明显渗漏和鼓包现象，基坑开挖到底后直接进行防水　层和主体结构施工，缩短了结构封顶和路面恢复时间。　６结束语　随着城市轨道交通的发展，地铁施工面临的周边环境狭　窄，地质条件差等问题也越来越突出。　在周边环境苛刻的条件下要求地铁建设革新工艺，在狭　窄空间，复杂地层下顺利施工的同时最大化地减少对周边环　境的影响。　深圳地铁９号线文锦站附属出入口围护结构桩墙施工技术　的实施，成功解决了周边环境复杂，富水砂卵石地层较厚条　件下的围护结构施工难题，降低了基坑渗漏水风险，确保了　周边建筑物安全，其施工经验可供类似工程借鉴。　参考文献　［１］１冀光华．地铁车站结构渗漏原因分析及防治技术［Ｊ］．现代隧道技术，　２００８．　［２】吕英明，王起才，刘金虎．富水砂卵石地层明挖车站基坑围护桩合　理桩问距研究［Ｊ】．铁道建筑，２０１４（９）：６４＿６６．　［３】任贵生．潜孔锤钻进技术在北京地铁降水中的应用分析【Ｊ】．建筑技　术，２０１５，４６（１２）：１１２６－１１２８．