泡沫輕質(zhì)土在地鐵搶險中的快速施工方法

李 暉

(上海林同炎李國豪土建工程咨詢有限公司，上海 200437)

1 概述

陽光路是位于上海徐匯濱江地區(qū)的一條城市支路，其線位與軌道交通7號線重合。由于陽光路建設(shè)過程中堆土超載大于隧道設(shè)計的地面超載，導致了7號線隧道340環(huán)附近變形過大，在隨后的應急搶險施工中首先對陽光路進行了挖土卸載，使隧道變形及沉降趨于常態(tài)和穩(wěn)定，其后經(jīng)過多方案比選，最終確定在維持原道路設(shè)計標高的前提下采用泡沫輕質(zhì)土等載換填。泡沫輕質(zhì)土作為新型材料在上海是首次使用，其在陽光路的成功應用為今后運行地鐵下等載換填的搶修維護增加了一種可選方案。

泡沫輕質(zhì)土是指用物理方法將發(fā)泡劑水溶液制備成泡沫，與必須組分水泥基膠凝材料、水及可選組分集料、摻合料、外加劑按照一定的比例混合攪拌，并經(jīng)物理化學作用硬化形成的一種輕質(zhì)材料。

泡沫輕質(zhì)土具有的輕質(zhì)性、固化后的自立性、易施工性和環(huán)保性等綜合技術(shù)優(yōu)勢，決定它在軟基路段的道路路基上有廣泛的應用前景。選用現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土作為路基，對環(huán)境無污染、且可節(jié)省土地資源、避免環(huán)境破壞，解決傳統(tǒng)方法難于解決的工程技術(shù)難題。

2 本工程特點

1)陽光路兩側(cè)為“尚海灣”高檔住宅區(qū)，路線下方為軌道交通7號線，特殊的地理位置要求陽光路的施工應避免對周邊建筑和軌道交通產(chǎn)生不良影響。

2)為保證軌道交通7號線的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及運營安全，根據(jù)相關(guān)技術(shù)部門的要求，陽光路施工每周僅為周一和周四兩天，每天施工時間為20：00～次日18：00，共22小時，時間非常緊迫。

3)本工程采用的泡沫輕質(zhì)土為新型材料，在上海是首次使用，它在城市道路中的應用尚處在探索階段。

4)陽光路屬于市政配套道路，需要埋置合流管和各公用管線，在泡沫輕質(zhì)土路基中埋置管線的施工方法有待進一步探索。

3 泡沫輕質(zhì)土換填施工方法

針對陽光路施工的特殊性，泡沫輕質(zhì)土路基采取分區(qū)分層澆筑，并且采用輕質(zhì)土與合流管交替施工工序。

1)泡沫輕質(zhì)土澆筑分區(qū)與分層

鑒于一次施工時間僅為22小時，且避免挖土對地下軌道交通隧道和周邊高層建筑產(chǎn)生新的影響，在“盡可能維持現(xiàn)狀、保持平衡”的原則下，泡沫輕質(zhì)土單次開挖換填區(qū)間為12m，與單根合流管管道長度保持一致。

泡沫輕質(zhì)土的單層澆注厚度宜控制在0.3m～1.0m，下層澆注厚度按0.7m/層控制，頂層泡沫輕質(zhì)土的厚度根據(jù)標高控制。

2)泡沫輕質(zhì)土與合流管交替施工工序

由于合流管的管位處于換填泡沫輕質(zhì)土路基的底部，因此，對于泡沫輕質(zhì)土路基換填與合流管的實施采用交替施工的技術(shù)方案。具體施工工序如下：(1)道路范圍內(nèi)逐段挖土至標高約2.3cm;(2)澆筑20cmC30水泥混凝土墊層;(3)按管道設(shè)計標高及位置布置排水管和FRPM檢查井;(4)澆筑泡沫輕質(zhì)土;(5)鋪設(shè)0.5mm厚HDPE防滲土工膜;(6)待泡沫輕質(zhì)土全線施工完畢后再進行車行道路面結(jié)構(gòu)施工。

4 單區(qū)間22小時快速施工工序

根據(jù)要求單個澆筑區(qū)間(12m×16m)施工時間為22小時，由于時間緊迫將原設(shè)計的20cmC30水泥混凝土墊層改為了20cm碎石黃砂墊層，節(jié)省了混凝土的養(yǎng)護初凝時間。22小時施工時間分配如下。

(1)20：00～24：00溝槽開挖，土方外運。施工前做好準備工作，先根據(jù)道路中心線放樣出開挖的道路紅線。按地鐵時間要求節(jié)點計劃20點開始正式開挖溝槽，并土方外運。道路紅線兩側(cè)根據(jù)圖紙要求放坡，該挖土外運工作大概需要4個小時的時間。

(2)24：00～次日2：00鋪設(shè)20cm碎石黃砂墊層。對挖好的溝槽基坑進行明溝排水，用泥漿泵抽水。按施工圖紙要求鋪設(shè)20cm厚碎石黃砂墊層，并按標高進行壓實，鋪設(shè)防滲土工膜。該工作2小時左右完成。

(3)2：00～3：00鋪設(shè)及熱焊HDPE防滲土工膜。

(4)3：00～6：00安放FRPM檢查井和鋪設(shè)排水管。在鋪設(shè)好防滲土工膜的基坑內(nèi)，進行測量放樣，得出下水道管道的中心線位置，再根據(jù)設(shè)計圖紙進行排管施工。該工作3小時左右完成。

(5)6：00～18：00澆筑泡沫輕質(zhì)土及養(yǎng)護。在排管及立模施工結(jié)束后，由專業(yè)人員進行第一層輕質(zhì)土澆筑。澆筑完成后進行養(yǎng)護。該工作在早上8點左右澆筑完成，養(yǎng)護8小時后進行第二層澆筑，第二層澆筑完成時間大約為17時。

5 公用管線施工

因泡沫輕質(zhì)土在上海是首次使用，陽光路作為市政配套道路，公用管線在泡沫輕質(zhì)土路基中的埋設(shè)方法還處在探索階段。本工程采取的是待泡沫輕質(zhì)土路基整體澆筑完畢后，開挖溝槽再鋪設(shè)管道最后進行掩埋的方法。經(jīng)過實際操作，證明該施工方法切實可行，并保留了一些成功的經(jīng)驗。以信息管線為例，圖1和圖2展示了溝槽開挖以及埋設(shè)過程，最初采取的是人工開挖溝槽，雖然比較容易開挖但溝槽形狀參差不齊，后期則改用了機械開挖。待鋪設(shè)好管線后在溝槽中澆筑泡沫輕質(zhì)土或水泥砂漿將其掩埋，頂面放置混凝土板。

圖1 人工開挖溝槽圖

圖2 鋪設(shè)信息管線

6 結(jié)語

通過對陽光路泡沫輕質(zhì)土施工工序的優(yōu)化，大大加快了施工進度，降低了地面荷載，并且通過地鐵監(jiān)測，軌道交通7號線的變形一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，更好的驗證了在運行的地鐵上采用泡沫輕質(zhì)土等載換填的優(yōu)勢，快速的施工進度、便捷的施工方法和良好的質(zhì)量保證。陽光路泡沫輕質(zhì)土的成功應用不僅對于在城市道路中推廣泡沫輕質(zhì)土有著積極的意義，還為運行地鐵下的等載換填搶修領(lǐng)域增加了一種可選方案，在工程技術(shù)領(lǐng)域有著廣闊的應用前景。

［1］《氣泡混合輕質(zhì)填土新技術(shù)》(陳忠平)。

［2］《現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土技術(shù)規(guī)程》(CECS 249：2008)。

［3］《現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土路基設(shè)計施工技術(shù)規(guī)程》(TJG F1001-2011)。