临近既有地铁站深基坑施工技术研究
温文竹
[摘要]以新建广州市轨道交通十一号线中山八站紧邻既有地铁站深基坑工程为例，在对工程的地质情况和水文条件分析的基础上，结合既有五号线换乘站安全运营要求，采用经济合理与技术可行的施工方案，通过土体加固，双轮铣与液压抓斗配合成槽，基坑降水，液压劈裂和静力爆破等工法在深基坑工程施工中的应用，即保证新建工程能够按计划实施，又确保既有地铁站的正常运转。
[关键词]深基坑;既有结构;双轮铣;液压劈裂;静力爆破
文章编号：2095-4085（2019）03-0119-02
1引言
近年来，各大城市逐渐加大对城市轨道交通工程的建设投资，地下空间的利用率逐年提高，新建地铁换乘站比例迅速增加，临近既有建构筑物的深基坑施工不可避免，既要保证深基坑工程施工安全，又不能对既有运营地铁站产生不良影响，是临近既有线施工的控制重点。根据新建广州市轨道交通十一号线中山八站深基坑工程施工实例，对深基坑工程近接既有地铁站施工技术进行研究。
2工程概况
广州市轨道交通十一号线中山八站是地下五层车站，车站全长345m，主体结构明挖段长170m，宽29m，站台中心底板埋深36m，与既有运营五号线车站组成换乘站，两站间围护结构距离0.3m～1.1m，以地下连续墙+混凝土支撑+钢支撑作为围护支撑体系，根据地质补勘资料显示，基底以上10m～18m范围内为岩层，地下连续设计墙深43m，入岩12m～20m不等。该站的平面图如图1所示。
3水文地质情况
3.1地形地貌
基坑位于珠江三角洲冲积平原，地势较为平坦。车站范围内第四系覆盖层较为发育，厚度较大，主要为海陆交互相沉积和冲洪积的淤泥，砂土及粘性土层，下卧岩层为白垩系泥质粉砂岩。
3.2场地水文
基坑所在区域为珠江流域，地下水主要是松散岩类孔隙水和层状基岩裂隙水，依靠大气降水和孔隙水补给。西侧紧邻荔湾湖，周围水系较为发育。场内水位埋深为1.6m～2.0m，标高为5.75m～5.96m，地下水位的变化幅度一般为2.5m～3.0m。
4工程重难点
（1）既有五号线中山八站位于广州市荔湾区，属于老城区，靠近公交站场（同步拆迁），汽车站和童装批发市场，人流密集，交通繁忙，工程施工安排不能对地面交通和既有线路的运营产生不良影响，施工前必须要做好交通疏解方案。
（2）新建车站基坑围护结构与既有车站地连墙间距从0.3m～1.1m不等，围护结构施工和土方开挖都会对既有车站产生一定的影响，存在极大的安全隐患，且施工时的噪音和震动污染对车站工作人员和地铁乘客均有不良影响，因此，施工前必须做好专项施工方案，采取有效措施确保施工安全，运营安全和居民生活环境舒适。
（3）围护结构施工时，既有结构受土层扰动影响，易出现结构变形，开裂，渗（漏）水等问题，因此需要在开工前做好应急抢险方案，并在现场充分准备应急抢险物资和设备，设专人巡查。
（4）由于市区内禁止常规爆破作业，且基坑周围环境复杂，又靠近正在运营的地铁线路，只能选用低噪音、地震动的工艺进行石方开挖，对工期进度有一定的影响。
5总体方案
（1）基本原则是先围挡，后施工，先支护，后开挖，先主体，后附属，相邻施工互相配合，施工中坚持文明，环保理念，渣土外运安排在夜间进行，施工现场全部实行封闭式管理，进出场的渣土车全部要先清洗干净。.
（2）地下连续墙采用液压抓斗成槽机和双轮铣相互配合的工艺，内支撑采用砼支撑、钢支撑相结合的方式，降水井，地基加固，格构柱等工程尽量与连续墙同步施工，以达到节约工期的目的。
（3）基坑土方开挖工作遵循“竖向分层，横向分段，平衡对称，先撑后挖，随撑随挖，限时完成”的原则施工，由车站东端向西端共分为六个阶段，分段长度为28.7m的一段，25m的五段。
（4）基坑开挖至设计标高，经施工，设计，监理共同对地质情况，地基承载力进行确认，然后按照设计要求施工混凝土垫层，抗拔桩和主体结构。
6主要施工步骤
6.1坑槽加固
新建工程深基坑地连墙与既有地连墙平均间距约0.7m，且该处主要是淤泥，淤泥质粉细砂，槽壁土层较薄易垮塌，地下连续墙施工前，在靠既有五号线车站一侧长约85.1m新旧连续墙间土体范围内采用φ[email protected]水泥搅拌桩进行槽壁加固，平均桩长15m，达到维持槽壁土体稳定和保护既有车站安全的目的。
6.2地连墙施工
（1）成槽设备选择液压抓斗成槽在土层中的成槽效率高且价格相对便宜，但遇到中风化及微风化岩层时，就必须辅以旋挖钻或沖击钻，施工时产生较为严重的噪音和震动污染，且工期进度较慢。双轮铣成槽虽然单价高，但在岩层中的施工速度，成槽质量，噪音和震动控制均有较为优秀的表现。综合技术经济分析，既要降低施工成本，又要满足工期及既有5号线运营要求，选用金泰SC50液压抓斗成槽与徐工XTC80双轮铣相结合的施工工艺，即先由液压抓斗成槽机首先施工，待施工到全风化岩层后，及时更换为双轮铣成槽。
（2）导墙施工导墙平面位置随着地连墙的走向布置，槽口宽度需比地连墙厚度宽4～6mm，导墙混凝土浇筑完成拆模后，及时施作水平横撑，防止导墙受土体测压而出现位移。
（3）成槽控制依据设计要求将地连墙分幅施工，局部受地下管线和转角影响部位，分幅长度可做适当调整，I、I期交错布置，成槽过程中要对垂直度进行仔细监测，出现偏差及时纠正。成槽后，对槽深、槽宽及垂直度进行检查，必须符合设计及规范要求，严格控制施工质量。
（4）护壁泥浆护璧泥浆的主要原材料是膨润土，纯碱，CMC（一种添加剂），配制好的泥浆经过24h储存充分溶胀后用于槽内护壁，并根据工程实时监控数据调整泥浆的具体指标，包括泥浆比重，粘度，含砂率，pH值，以满足护壁要求，采用泥浆分离循环系统达到重复利用的目的。
（5）刷璧清洗与清底采用定制的刷壁器对地连墙接缝位置进行清理，保证相邻两幅连续墙紧密接触无夹层，同时要确保在水下混凝土灌注前槽底沉渣厚度不超过0.1m。
（6）钢筋笼吊装因本工程钢筋笼重量超过30t，需要单独编制专项施工方案经过专家论证后实施，以确保现场施工安全。
（7）水下混凝土灌注混凝土坍落度控制在200±20mm范围以内，通常采用两根导管同时灌注，导管距离地连墙接头位置不得超过1.5m，两导管之间的距离不得超过3m，且在混凝土灌注过程中，两导管处混凝土顶面高差不得超过0.5m导管埋深在2m～6m范围内。
6.3接缝止水
（1）地下连续墙接头采用工字钢，现场加工制作，工字钢焊接在钢筋笼两侧。先将工字钢靠土体侧凹口以泡沫绑扎填充，在钢筋笼吊装到位后，迅速用提前准备的土袋将超挖部分回填密实，防止水下混凝土灌注时，流入相邻槽段内，影响后期的成槽施工。
（2）既有五号线地连墙和新建车站地连墙的接缝处为渗漏水的薄弱处，沿接缝处布置3根相互咬合的φ[email protected]双管高压旋喷桩，能有效防止地下水通过墙间缝隙渗入车站内。
6.4基坑开挖
（1）基坑开挖过程中，严格按照方案确定的分段长度、分层高度开挖，做到随挖随撑。当基坑支撑为钢筋混凝土支撑时，在下层土方开挖前，必须先对支撑混凝土强度进行试验检测，达到设计要求后再继续开挖。当基坑支撑为钢管支撑时，必须在施加预应力之后，方可开挖下一区段。
（2）当开挖至岩层时，采用液压劈裂和静力爆破相结合的方法，减少对既有运营地铁线路的噪音及振动影响。
（3）基坑开挖前，要采取管井降水的方法降低地下水，具体降水深度根据专项施工方案确定，但必须保证土层水分梳干20d以上才能開挖，且开挖过程要采取集水明排的方法排除坑内积水，保持基坑干燥。7运营地铁5号线保护和监测
基坑施工过程中必须高度重视监控量测工作，不仅要对基坑围护结构位移，土体位移，地下水位等进行监测，而且要采用自动监控系统对运营地铁5号线进行监测，充分发生监控量测对施工的指导作用。
8结论
通过对广州市轨道交通十一号线中山八站深基坑靠近运营五号线车站的施工实践，可得到以下结论。
（1）在城市地下工程施工时，对施工噪音和震动有较严格的规定，当地连墙成槽时同时遇到土层和岩层时，采用“抓铣”相结合的施工工艺，更能更好的控制噪音和震动污染，有效提高施工效率。
（2）地下连续墙施工时，合理的利用土体加固技术，配合“抓铣”工艺，能有效控制地表沉降，减小对既有运营车站结构变形的影响。
（3）当岩层开挖时，采用液压劈裂和静力爆破相结合的技术，在降低震动和噪音污染的同时，亦能有效的提高岩层开挖的施工效率，保证工期进度。
参考文献：
[1]罗反苏，潘岸柳，罗努银，等.上软下硬的复杂地层中地下连续墙成槽施工技术[J]建筑施工，2018，40（6）：827-829.
[2]王泽东，嵌入式塑性搅拌桩的地下连续墙槽壁加固技术研究[J].铁道建筑技术，2016，（08）：46-49.[3]邵光辉，孙建成，王进利.双轮铣削深搅拌防渗墙施工技术应用探讨[J].山东水利，2018，（04）：3，5.
[4]李磊磊，李彦强，地铁车站地下连续墙双轮铣成槽施工技术[J]低碳世界，2018，（11）：239-240.
[5]施有志，柴建峰，赵花丽，等.地铁深基坑开挖对邻近建筑物影响分析[J].防灾减灾工程学报，2018，38（6）：927-935.
[6]郑立志，范东振，谢申举.泉域地区地铁车站超深基坑管井降水设计及施工[J].建筑技术，2018，49（11）：1143-1145.
[7]张志铖，路庆保、某地铁车站深基坑工程施工对基坑本体及周边环境影响探讨[J].工程建设与设计，2018，（21）：9-12.
[8]杨坤.液压劈裂技术在地铁基坑石方开挖中的应用[J].施工技术，2018，47（S1）：162-164.
