盾構始發超深基坑鋼筋混凝土板拆復建施工技術

李 嘉，羅 云

（浙江交工地下工程有限公司，浙江 杭州 310053）

0 引言

隨著城市地下空間開發規模擴大，高層建筑及地鐵、高鐵迅速發展，越來越多的地下設施源源不斷地涌現，超大、超深基坑工程越來越多[1]。在盾構施工過程中不斷遇到盾構機穿超深基坑的問題，如何減少其對超深基坑支護結構的負面影響，成為深基坑施工中一個重要而又較難處理的施工環節[2-3]。目前常規施工方法雖可進行一般盾構穿越基坑施工，但針對盾構穿越基坑如何進行基坑結構加固、盾構機穿越之后如何恢復既有板撐結構并保證結構的安全及止水效果等方面尚存可進一步提升之處[4]。

1 工程概況

杭州市富陽區秦望通道工程項目中沙島深層空間利用工程，圍護結構設計里程范圍為右CK11+790.930—右CK11+993.930，基坑長191.5m，寬48～57.2m（不含圍護墻厚），基坑深度31.7～33.7m，基坑總面積為10069.1m2。圍護結構采用1.5m厚鋼筋混凝土地下連續墻，成槽深度50.7～53.5m，結構內襯墻與連續墻采用復合墻構造型式，基坑采用順作法施工，共設置5道混凝土支撐，主體結構為地下四層結構分別為地下一層（站廳層）、地下二層（設備層）、地下三層（公路隧道層），其中地下三層板與地下二層板設置了臨時板撐，臨時板撐的斷面尺寸為；地下三層臨時板撐4200mm×500mm、3000mm×700mm，地下二層臨時板撐10600mm×300mm，盾構配套吊裝前拆除。

2 板撐拆復建施工關鍵技術

2.1 工藝原理

針對大直徑盾構（15.2m）通過基坑結構，為減少大直徑盾構通過時對基坑結構造成破壞，對基坑結構進行加強處理。采用臨時板撐對大直徑盾構始發空間進行臨時支撐，以保證基坑整體穩定性。臨時板撐內預埋PVC管，根據切割分塊圖確定PVC管的預埋位置，方便鏈鋸切割及切割后塊體的吊裝作業。為避免臨時板撐拆除后基坑主體結構發生較大形變，采用加大混凝土腋角結構對大直徑盾構始發場地基坑結構進行加固，保證盾構通過過程中基坑整體的安全性。圖1為臨時板撐的拆除和復建。在主體結構與板撐銜接處，通過預埋H型鋼，保證復建后的板撐與主體結構銜接處的強度及密水性，如圖2所示。

圖1 臨時板撐拆除、復建

圖2 臨時板撐與主體結構銜接H型鋼結構

切割施工開始前，按切割施工方案在切割拆除的臨時板撐結構下方，放置橡膠輪胎加枕木的方式對拆除的臨時板撐結構進行緩沖作用，緩沖平臺必須依據現場實際切割臨時板撐寬度情況來調整緩沖平臺的寬度，寬度宜為板撐寬度左右各加1m來鋪設，枕木的位置為臨時板撐每一分塊線處，緩沖平臺隨著臨時板撐拆除而拆除，如圖3所示。

圖3 臨時板撐拆除緩沖平臺結構

2.2 工藝要點

2.2.1 基坑主體結構施工

在所有結構施工前，均必須詳細核對相應的結構預埋件圖備等有關專業設計圖是否有預埋件、預留孔，如有遺漏或結構圖有矛盾時，必須立即通知設計管理部現場進行處理。施工時嚴格按照設計要求進行預留孔洞的設置。基坑側墻與板撐結合處，預埋一道H型鋼，如圖4所示。

按設計要求進行臨時板撐鋼筋綁扎及混凝土澆筑施工。采用臨時板撐對盾構始發空間進行臨時支撐保證基坑整體穩定性。在臨時板撐上設置預埋板撐拆除PVC管方便臨時板撐拆除。預埋板撐拆除PVC管如圖5所示。

加大腋角施工：按設計要求進行臨時板撐鋼筋綁扎及混凝土澆筑施工。采用7.5m×4.5m加大混凝土腋角結構，對盾構始發場地基坑結構進行加固，保證盾構通過過程中基坑整體安全性，如圖6所示。

2.2.2 臨時板撐拆除

圖4 基坑側墻預埋H型鋼

圖5 預埋板撐拆除用PVC管

圖6 加大腋角施工

（1）臨時板撐拆除原則：根據總體施工進度及施工流程安排板撐拆除，且拆除順序為間隔地拆，來保證拆撐過程中應力釋放的均勻性；根據切割分塊圖，一段一段的切割拆除；對預埋接駁器保護要求：切割過程中臨時板撐兩側各留5cm長度用于后期人工鑿除，以便對預埋接駁器的保護。

（2）緩沖平臺搭設：切割施工開始前，按切割施工方案在切割拆除的臨時板撐結構下方，放置橡膠輪胎加枕木的方式對拆除的臨時板撐結構進行緩沖作用，緩沖平臺必須依據現場實際切割臨時板撐寬度情況來調整緩沖平臺的寬度，寬度宜為板撐寬度左右各加1m來鋪設，枕木的位置為臨時板撐每一分塊線處，緩沖平臺隨著臨時板撐拆除而拆除。

（3）板撐切割：固定切割機械，將繩鋸切割機固定在底板上對板撐進行切割，切割角度需滿足各類機械的技術操作規程，與格構柱相連的板撐優先割除下部格構柱后再切割板撐，切割時在板撐上部距離臨空墻0.5m處開始切割，在下部距離臨空墻1m處完成切割。同理，在板撐上部距離側墻腋角0.5m處開始切割，在下部距離側墻腋角1m處完成切割，最后在板撐中間處切割將切割好的板撐一分為二掉入緩沖平臺上，最后再將兩側剩余板撐進行切割。圖7為板撐切割。

圖7 板撐切割

（4）混凝土塊轉運吊裝：為方便后期大盾構吊裝，與中板位置預留兩個盾構吊裝孔，盾構預留吊裝孔大小為16.4m×14m，切割下來的混凝土塊采用叉車將切割下的混凝塊運至預留孔，后地面通過130t吊車垂直吊運出基坑；吊裝前，根據起吊時的最大的靜拉力來確定吊裝使用的吊鏈，并且吊裝過程中應及時檢查起重吊鏈的磨損程度，如磨損過大須及時更換新的吊鏈。

2.2.3 永久板撐復建

盾構機從基坑始發段穿過后，進行永久板撐復建施工。永久板撐結構構件中縱向受力鋼筋的接頭宜相互錯開，鋼筋機械連接的連接區段長度應按35d計算（d為被連接鋼筋中的較大直徑）。在同一連接區段內有接頭的受力鋼筋截面面積占受力鋼筋總截面面積的百分率應滿足規范要求。接頭宜避開有抗震設防要求的框架的梁端、柱端箍筋加密區；當無法避開時，應采用Ⅱ級接頭或Ⅰ級接頭，且接頭百分率不應大于50%；對直接承受重復荷載的結構構件，接頭百分率不應大于50%。

3 技術特點

（1）采用臨時板撐對大直徑盾構始發空間進行臨時支撐保證基坑整體穩定，提高大直徑盾構通過前車站主體結構穩定性。

（2）在臨時板撐上設置預埋板撐拆除PVC管，方便繩鋸切割及混凝土塊吊裝作業，提高臨時板撐拆除施工效率。

（3）采用加大混凝土腋角結構對大直徑盾構始發場地基坑結構進行加固，保證盾構通過過程中基坑整體安全性。

（4）針對盾構始發空間，采用臨時立柱對基坑主體結構進行臨時支撐加固，確保盾構施工過程中基坑整體安全性。

（5）在主體結構與板撐銜接處，通過預埋H型鋼，保證復建后的板撐與主體結構銜接處的強度及密水性。

4 施工質量控制

（1）根據總體結構施工流程要求，按照從下往上的拆除順序對臨時板撐體系進行切割拆除。板撐切割拆除前提條件如下：負三層臨時板撐需在負二層主體結構中板強度達到100%方可進行切割作業；負二層臨時板撐需在第4段頂板施工完成后方可進行切割作業。

（2）切割長度可以根據現場實際情況調整，對汽車吊半徑，幅度合理調整，最大吊裝重量不能超過限定值。

（3）在充分考慮汽車吊位置及工作半徑后總體切割順序如下：割除負三層臨時板撐→割除負二層板撐，負三層切割順序為盾構吊裝孔至工作井封堵墻處依次切割，每塊臨時板撐均為由中間往兩側依次進行切割。

（4）單體切割施工流程：清理作業面→水電到位→切割位置定位→切割工藝孔開設→切割機械固定→臨時板撐切割→混凝土塊轉運→混凝土塊吊裝→混凝土塊外運。

（5）根據基坑突涌可能性計算，進行減壓性降水，在滿足工程減壓要求前提下，盡量減少由于降壓降水引起的地表沉降以及降水對周邊建筑物的不利影響。

5 結語

本技術可有效提升深基坑盾構始發區間施工效率，降低施工難度，避免因盾構施工導致基坑結構出現變形等問題，保證了施工過程的安全。另外，針對板撐拆除過程中的難題，通過在臨時板撐內預埋PVC管，方便后期采用鏈鋸分區分塊切割臨時板撐以及板塊的吊裝作業。通過在基坑側壁內預埋H型鋼，提升板撐與基坑側墻之間的粘結強度，提升界面處的密水性，對于提升地下結構的使用體驗具有顯著提升。