城市地下空間開發(fā)的地鐵保護(hù)施工技術(shù)研究

趙 軒

(深圳市地鐵集團(tuán)有限公司，廣東 深圳 518026)

?

城市地下空間開發(fā)的地鐵保護(hù)施工技術(shù)研究

趙 軒

(深圳市地鐵集團(tuán)有限公司，廣東 深圳 518026)

以深圳前海聽海大道地下空間項(xiàng)目為例，結(jié)合其工程水文地質(zhì)及地鐵保護(hù)要求，對復(fù)雜地質(zhì)條件下地下結(jié)構(gòu)施工對鄰近盾構(gòu)區(qū)間變形控制技術(shù)進(jìn)行了研究，為同類工程提供參考和借鑒。

盾構(gòu)區(qū)間，地鐵，基坑，隔三挖一法

0 引言

作為前海自貿(mào)區(qū)的城市主干道和地下空間，聽海大道地下空間戰(zhàn)略地位非常重要，集地鐵地下商業(yè)空間、城市主干路及共同溝于一體，極大地提升了土地資源的利用價(jià)值。為保證施工階段運(yùn)營盾構(gòu)區(qū)間線路既有結(jié)構(gòu)絕對安全，攻克“運(yùn)營線盾構(gòu)區(qū)間周邊卸土變形控制”難題，對復(fù)雜地質(zhì)條件下地下結(jié)構(gòu)施工對鄰近盾構(gòu)區(qū)間變形控制技術(shù)進(jìn)行研究，為同類既有地鐵運(yùn)營線路相關(guān)地下空間實(shí)施提供參考。

1 項(xiàng)目概況

聽海大道地下空間位于桂灣片區(qū)內(nèi)聽海大道道路紅線范圍內(nèi)，東側(cè)與騰訊地塊、交易廣場地塊、華潤地塊相鄰，西側(cè)與前海樞紐項(xiàng)目、地鐵1號線、5號線車站改造項(xiàng)目及地鐵5號線桂灣站相鄰，地下構(gòu)成前海桂灣片區(qū)地下空間步行網(wǎng)絡(luò)體系，同時(shí)作為前海交通樞紐與聽海大道周邊各開發(fā)地塊的聯(lián)絡(luò)通道(見圖1)。地下空間基坑分為兩部分：地下空間基坑和共同溝基坑，地下空間基坑深度4.95 m～11.0 m，共同溝基坑深度4.44 m～16.97 m。聽海大道地下空間長約689 m，寬約為10 m～50 m；總建筑面積22 251 m2，項(xiàng)目總投資估算為7.4億元。

2 工程水文地質(zhì)[1]

深圳前海地質(zhì)條件復(fù)雜，為典型填海地層，采用拋石擠淤法填筑。地鐵盾構(gòu)區(qū)間結(jié)構(gòu)相對薄弱，對周邊的施工擾動(dòng)變形較敏感。上覆第四系填土、海積淤泥，海沖積粘性土、砂層、殘積層，下伏風(fēng)化花崗巖巖體。淤泥普遍分布且厚度較大，最大厚度14.0 m，平均淤泥厚約8.5 m，呈流塑狀。陸域填土區(qū)可分為填石區(qū)、淤泥隆起區(qū)及雜填土區(qū)，淤泥較薄但厚度變化大。場地地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性。

3 地鐵保護(hù)要求

聽海大道地下空間在地鐵1號線、5號線盾構(gòu)區(qū)間上方覆土揭除對地鐵影響較大，盾構(gòu)區(qū)間結(jié)構(gòu)相對薄弱，對周邊的施工擾動(dòng)變形較敏感，開通運(yùn)營后經(jīng)歷前海在建項(xiàng)目反復(fù)擾動(dòng)，已出現(xiàn)局部病害，管片混凝土出現(xiàn)局部裂紋、滲漏水等現(xiàn)象。盾構(gòu)上方為施作聽海大道地下空間結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)上方覆土需揭除厚度約6 m，盾構(gòu)埋深僅剩余約5 m，且位于軟弱地層中，土層壓縮性較大。地鐵1號線盾構(gòu)隧道上方開挖原設(shè)計(jì)采用隔三挖一跳挖的放坡開挖方案，盾構(gòu)隧道受外部施工影響較敏感，隧道上方放坡卸土可能引起隧道的上浮或變形位移。

為了保證地鐵運(yùn)營安全將原設(shè)計(jì)的盾構(gòu)區(qū)間的地下空間的開挖方式變更為“隔三挖一”槽段開挖，盾構(gòu)上方被動(dòng)區(qū)土體先進(jìn)行加固，減小單次土方卸載量，同時(shí)采用全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔技術(shù)施工抗拔樁，及時(shí)抗隆起板及板底注漿加固工藝，與抗拔樁組成門式結(jié)構(gòu)以控制地鐵上浮。用洞外注漿加固，改善周邊地質(zhì)條件，使其成為均質(zhì)地層控制區(qū)間變形，施工過程中采用盾構(gòu)區(qū)間自動(dòng)化監(jiān)控量測技術(shù)，隨時(shí)掌握區(qū)間變形，信息化指導(dǎo)施工。

4 試驗(yàn)段驗(yàn)證

首先在相對變形穩(wěn)定的5號線右線盾構(gòu)區(qū)間(共8個(gè)槽段)作為試驗(yàn)段進(jìn)行驗(yàn)證，采用“隔三挖一”分四序開挖方式，5號線槽段尺寸為5 m×12.5 m，開挖深度約6.5 m，地質(zhì)條件較差變形敏感處提前進(jìn)行旋噴樁加固，嚴(yán)格控制重型設(shè)備的行走路線，采用全套同全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)施工抗拔樁，嚴(yán)格控制每榀開挖深度，并設(shè)置降水井等措施，及時(shí)跟蹤對應(yīng)盾構(gòu)區(qū)間監(jiān)測情況組織施工。

5號線右線盾構(gòu)區(qū)間開挖前后監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，地鐵盾構(gòu)區(qū)間監(jiān)測數(shù)據(jù)變化均在2 mm以內(nèi)，變形可控，符合地鐵保護(hù)區(qū)要求，故進(jìn)一步推廣至1號線鯉前區(qū)間施工。

5 正式施工過程

1號線左右線設(shè)置80個(gè)槽段，1號線槽段尺寸為5 m×15.2 m，開挖深度約6.5 m，因槽段尺寸較大設(shè)置一道30 cm厚格柵網(wǎng)噴臨時(shí)支撐，分兩倉進(jìn)行臺(tái)階式開挖。開挖前先進(jìn)行井點(diǎn)降水，保證水位在地下空間基坑底以下1 m。為保證槽段開挖安全，槽段開挖前對槽段周圈局部軟弱地層進(jìn)行加固，采用φ600@400旋噴樁內(nèi)插鋼管法加固止水。地鐵1號線基坑開挖過程中對原有圍護(hù)結(jié)構(gòu)φ1 000@800 mm鉆孔樁進(jìn)行破除，破除人工采用風(fēng)鎬鑿除，減小破除對地鐵隧道的振動(dòng)影響，破除隨土方開挖同步進(jìn)行。

每一段土方分層開挖至標(biāo)高后，在坡面進(jìn)行掛網(wǎng)噴混。每段基坑開挖到底預(yù)留30 cm人工進(jìn)行清底，防止機(jī)械開挖對基底產(chǎn)生擾動(dòng)，每一段土方分段開挖至坑底時(shí)立即施作該段地下空間底板，槽段采用隔三挖一，分四序進(jìn)行人工開挖，槽段開挖到底后施工抗浮板和連梁形成有效抗拔體系。

1號線左右線各分四個(gè)循環(huán)，為避免與綜合管廊交叉施工影響，右線槽段在綜合管廊開挖期間暫不施工，先施工左線11個(gè)槽段，左線槽段開挖順序?yàn)椋?/p>

第一循環(huán)1-1,1-2,1-3,1-4,1-5,1-6,1-7,1-8,1-9,1-10,1-11。

第二循環(huán)2-1,2-2,2-3,2-4,2-5,2-6,2-7,2-8,2-9,2-10,2-11。

第三循環(huán)3-1,3-2,3-3,3-4,3-5,3-6,3-7,3-8,3-9,3-10,3-11。

第四循環(huán)4-1,4-2,4-3,4-4,4-5,4-6,4-7,4-8,4-9,4-10,4-11。

待基坑開挖完畢并回填后施工右線槽段，右線槽段開挖順序?yàn)椋旱谝谎h(huán)共開挖9個(gè)槽段，分別是1-1～1-9，第二循環(huán)2-1～2-9，第三循環(huán)3-1～3-9，第四循環(huán)4-1～4-9。所有槽段及抗隆起板施工完畢后，破除槽段施工地下空間結(jié)構(gòu)。

目前槽段開挖設(shè)計(jì)88個(gè)，已完成80個(gè)。既有線變形安全受控，隧道內(nèi)自動(dòng)化監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定，均未超過10 mm報(bào)警值，地鐵運(yùn)營正常。自動(dòng)化監(jiān)測及第三方監(jiān)測結(jié)果反饋[2]如下：

鯉前區(qū)間左線聽海大道地下空間段槽段開挖期間向東位移最大變化2.8 mm，向西位移最大變化2.3 mm，標(biāo)高變化最大隆起2.6 mm，標(biāo)高變化最大沉降2.5 mm。

鯉前區(qū)間右線聽海大道地下空間段槽段開挖期間向東位移最大變化2.2 mm，向西位移最大變化3.2 mm，標(biāo)高變化最大隆起1.8 mm，標(biāo)高變化最大沉降2.1 mm。

6 工法意義

全國各地地鐵建設(shè)方興未艾，圍繞地鐵既有線路和站點(diǎn)進(jìn)行城市地下空間及商業(yè)綜合體的開發(fā)項(xiàng)目不斷增多，后續(xù)施工建設(shè)對地鐵線路的安保影響越來越凸顯。此施工工法已在聽海大道得以實(shí)施驗(yàn)證，并取得良好實(shí)踐成果，雖然該施工工法對項(xiàng)目的施工進(jìn)度和投資將會(huì)造成一定的影響，但地鐵運(yùn)營和主體結(jié)構(gòu)安全價(jià)值不可估量，該創(chuàng)新工法具有較大的參考借鑒意義。

[1] 深圳市工程勘察設(shè)計(jì)院.聽海大道地下空間巖土工程詳細(xì)地勘報(bào)告[R].2015.

[2] 深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司.聽海大道(桂灣四路以北段)和聽海大道地下空間(前海灣段)工程地鐵監(jiān)測周報(bào)[R].2017.

Study on subway protection construction technologies of city underground space development

Zhao Xuan

(ShenzhenSubwayGroupCo.,Ltd,Shenzhen518026,China)

Taking Tinghai highway underground space project of Qianhai in Shenzhen as an example, combining its engineering hydrology and subway protecting demands, the thesis studies neighborhood shield interval deformation control technologies of underground structure construction under complicated geological conditions, which has provided some guidance for similar engineering.

shield interval, subway, foundation, three-separated and one-excavation method

1009-6825(2017)17-0152-02

2017-03-25

趙 軒(1984- )，男，碩士，工程師

U455

A