緊鄰隧道區(qū)域地下連續(xù)墻微擾動(dòng)施工控制技術(shù)

李 春

(上海市建工機(jī)械工程有限公司，上海 200010)

0 引言

在地下連續(xù)墻施工時(shí)會(huì)對(duì)周邊建筑物和環(huán)境產(chǎn)生安全性和使用性的影響，這一點(diǎn)在對(duì)周邊隧道的影響中尤為明顯。如果沒有對(duì)地下連續(xù)墻施工展開相應(yīng)的措施，不僅會(huì)影響到地下連續(xù)墻施工的質(zhì)量，還會(huì)影響到周邊環(huán)境的安全性，嚴(yán)重的情況下，還會(huì)導(dǎo)致周邊土體變形，產(chǎn)生沉降，造成既有建筑物、隧道發(fā)生變形及墻體開裂等危害，因此減少地下連續(xù)墻施工對(duì)周邊隧道的影響有著十分重要的意義。

1 工程概況

1.1 概述

本工程主要由三棟15層～16層的獨(dú)立高層組成，本次施工針對(duì)596地塊S1樓、S2樓及室外總體，地塊占地面積11 866.7 m2。其中：S1樓地下3層，地下建筑面積為17 920 m2，地上16層，地上建筑面積32 110 m2，建筑高度80 m；S2樓地下3層，地下建筑面積為11 932 m2，地上15層，地上建筑面積16 900 m2，建筑高度77.2 m。

基坑圍護(hù)采用地下連續(xù)墻施工，并附加三軸攪拌樁槽壁加固。坑內(nèi)加固采用三軸水泥土攪拌樁施工，槽壁加固與坑內(nèi)加固間隙處填充加固及局部深坑加固均采用二重管高壓旋噴樁施工?？拷罔F側(cè)地墻接縫處采用RJP大直徑高壓旋噴樁止水加固。

1.2 不良地質(zhì)現(xiàn)象

1)淺層雜填土。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察情況，場(chǎng)地內(nèi)淺部分布有3.60 m～7.70 m厚的雜填土，表層有2層～3層混凝土地坪，局部有4層水泥地坪，淺層填土成分較為復(fù)雜，含大量碎石、混凝土碎塊、生活垃圾，施工前需對(duì)上部雜填土進(jìn)行必要的處理，以消除其不利影響，基礎(chǔ)施工時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)驗(yàn)槽工作。

2)地下障礙物。

經(jīng)勘察，擬建596地塊南塊有人防，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，頂板埋深約1.00 m，底板埋深約3.80 m，施工時(shí)應(yīng)予以注意，需對(duì)人防區(qū)域進(jìn)行確認(rèn)后采取相應(yīng)措施處理，以消除其不利影響。596地塊北塊J28孔開孔時(shí)，上部水泥地坪打開后下部有水坑。

1.3 周邊環(huán)境

1)地鐵、隧道。

本工程地鐵9號(hào)線穿越擬建596地塊、南側(cè)鄰近復(fù)興東路隧道(距本場(chǎng)地基坑邊界最近距離約8.0 m)，見圖1。

2)場(chǎng)地周邊建筑及道路、防汛墻。

596地塊北側(cè)為交通銀行，距本場(chǎng)地基坑邊界最近距離約19 m；西側(cè)為中山東二路，道路邊線距本場(chǎng)地基坑邊界最近約7.10 m；南側(cè)為黃浦江、十六鋪碼頭，碼頭建筑距本場(chǎng)地基坑邊界最近約17 m，黃浦江防汛墻駁岸距離本場(chǎng)地基坑邊界最近約34 m。

2 本工程關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)

軌道交通9號(hào)線區(qū)間隧道在本工程兩個(gè)基坑中間穿越，與圍護(hù)結(jié)構(gòu)外邊平均距離約為8 m。復(fù)興路越江隧道在S2基坑南側(cè)，與圍護(hù)結(jié)構(gòu)外邊平均距離約為7.3 m，見圖2，圖3。

因此在本工程施工時(shí)必須采取針對(duì)性措施，確保軌道交通9號(hào)線及復(fù)興路越江隧道的正常運(yùn)營(yíng)。

3 施工控制措施

3.1 槽壁加固施工控制

1)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，在施工臨地鐵及隧道側(cè)三軸槽壁加固前，需進(jìn)行非原位試驗(yàn)，并且要求監(jiān)測(cè)單位在距離試驗(yàn)樁外側(cè)3 m,6 m,9 m三個(gè)位置處布設(shè)土體側(cè)斜管[1]。待測(cè)斜管數(shù)據(jù)穩(wěn)定后開始施工，施工中單根試樁下鉆到1/2、下鉆到底、提升到1/2及提升到頂各測(cè)一次。施工完畢后，間隔2 h連續(xù)測(cè)三次，之后按照6 h間隔，連續(xù)監(jiān)測(cè)直至測(cè)斜管穩(wěn)定。

2)根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，先后調(diào)整了兩次施工參數(shù)，最終采用下沉速度0.3 m/min，提升速度0.5 m/min，泥漿泵檔位為1檔，水泥摻量20%，水灰比1.2作為隧道側(cè)槽壁加固施工參數(shù)。按上述參數(shù)施工的三軸槽壁加固對(duì)周邊土體(6 m處)的擠壓影響小于2 mm，提交報(bào)告至地鐵監(jiān)護(hù)部門批準(zhǔn)后，開始施工隧道側(cè)三軸槽壁加固，施工按先外后內(nèi)原則，即先施工靠近隧道側(cè)(基坑外側(cè))的槽壁加固，后施工遠(yuǎn)離地鐵側(cè)(基坑內(nèi)側(cè))的槽壁加固，按做一跳五進(jìn)行跳倉(cāng)施工。

3)鉆機(jī)控制與壓漿泵聯(lián)動(dòng)，一旦出現(xiàn)異常情況必須同步停止噴漿提升作業(yè)，待設(shè)備檢修完畢后對(duì)中斷部位上下各1 m范圍進(jìn)行復(fù)噴[1]。同時(shí)與地鐵監(jiān)護(hù)部門保持聯(lián)系，根據(jù)每天的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來調(diào)整施工區(qū)域，即若某一區(qū)域變形量較大則待該區(qū)域應(yīng)力釋放后再行施工。

4)施工完畢28 d后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取芯抽檢，地鐵側(cè)28 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.0 MPa，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。同時(shí)檢測(cè)結(jié)果報(bào)地鐵監(jiān)護(hù)等部門確認(rèn)后進(jìn)行地墻施工以及下一階段的后續(xù)工程施工。

5)同時(shí)嚴(yán)格控制水灰比及下沉提升速度，以此來保證槽壁加固的均勻性及強(qiáng)度，使其成為地下連續(xù)墻與外側(cè)土體之間一道有一定強(qiáng)度的壩體，減小地墻施工對(duì)外側(cè)土體的擾動(dòng)，起到良好的阻隔作用。

3.2 地下連續(xù)墻施工控制

1)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求地墻正式施工前先進(jìn)行非原位的試成槽[3]，我們利用非地鐵側(cè)地墻作為試驗(yàn)槽段進(jìn)行試成槽試驗(yàn)，來了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)條件對(duì)地墻施工的影響，即成槽機(jī)的成槽速率、泥漿配置參數(shù)、鋼筋籠制作時(shí)間、混凝土運(yùn)至本工地的時(shí)間等，同時(shí)在該幅地墻外側(cè)6 m處設(shè)置土體測(cè)斜管，以模擬監(jiān)測(cè)地墻施工對(duì)地鐵隧道的影響。并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，調(diào)整了泥漿參數(shù)，鋼筋籠桁架布置以此減少了鋼筋籠下放時(shí)間，并縮減了混凝土運(yùn)輸路線等，以此來確保將隧道影響控制在最小范圍。

2)對(duì)于護(hù)壁泥漿的配制，我們采用山東濰坊購(gòu)買的鈉基土與清水調(diào)配，經(jīng)過多次調(diào)制試驗(yàn)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，最終確定了適合本場(chǎng)地地質(zhì)條件的泥漿配比，以確保泥漿護(hù)壁性能；每次槽段中回收的泥漿，都必須經(jīng)過泥沙分離器凈化處理，并對(duì)其主要性能指標(biāo)進(jìn)行再次測(cè)試，根據(jù)實(shí)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行重新配制。同時(shí)每次回收的最后10%～20%泥漿作為廢漿處理，直接外運(yùn)。

3)為了減少土體變形，我們合理安排地鐵側(cè)與非地鐵側(cè)地墻的施工順序，均采取間隔法組織施工，做一跳四[2]，即先地鐵側(cè)施工一幅，非地鐵側(cè)施工一幅，再施工地鐵側(cè)時(shí)間隔4幅施工，非地鐵側(cè)施工一幅，以此類推。

4)為防止深槽塌空，嚴(yán)格控制臨地鐵側(cè)的單幅地連墻施工時(shí)間，同時(shí)根據(jù)地鐵運(yùn)營(yíng)時(shí)間，錯(cuò)峰施工。

5)采用信息化動(dòng)態(tài)施工技術(shù)，即隨時(shí)根據(jù)地鐵監(jiān)測(cè)部門發(fā)給我們的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整施工部位及相關(guān)參數(shù)。如隧道變形沒有異常變化，繼續(xù)施工。如監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，則立即暫停施工，并與各相關(guān)單位進(jìn)行分析是否需要回填粘土以此來減少隧道變形影響，或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際完成情況來決定是否快速完成該幅地墻施工。

3.3 地下連續(xù)墻施工質(zhì)量保證措施

地墻施工質(zhì)量的好壞會(huì)直接影響此后基坑開挖時(shí)的安全，同時(shí)也決定了對(duì)地鐵及隧道影響的程度。因此為加強(qiáng)對(duì)地鐵及隧道的保護(hù)，我們制訂以下針對(duì)性措施。

1)地墻施工時(shí)泥漿的供應(yīng)必須及時(shí)，不得出現(xiàn)泥漿液面高度低于導(dǎo)墻頂面以下30 cm～50 cm[3]，成槽機(jī)抓斗提出槽段時(shí)，立即進(jìn)行補(bǔ)漿操作，控制泥漿液面的落差，避免引起槽壁坍塌。

2)每幅地墻施工必須做到連續(xù)，同時(shí)在保證質(zhì)量的前提下縮減各工序銜接時(shí)間，使整幅地墻施工速度盡量縮短，同時(shí)減少重型車輛及材料在施工的地墻附近長(zhǎng)時(shí)間停置，以此保證槽壁的穩(wěn)定。

3)對(duì)于異形地墻鋼筋籠的制作過程，我們安排專人進(jìn)行旁站監(jiān)督及現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)查驗(yàn)，以此來保證鋼筋籠的外形尺寸、焊接質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求。

4)我們要求成槽機(jī)駕駛員根據(jù)成槽機(jī)內(nèi)垂直度顯示儀上的數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整成槽機(jī)抓斗動(dòng)作，一旦發(fā)現(xiàn)垂直度產(chǎn)生偏差，立即使用推板進(jìn)行糾偏操作，若糾偏操作失效，則立即通知施工員，安排吊車使用特制修槽設(shè)備進(jìn)行修槽作業(yè)，直至成槽機(jī)垂直度顯示儀上的數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

通過上述控制措施，本工程地下連續(xù)墻施工完畢后，周邊隧道的位移及變形均未超過設(shè)計(jì)報(bào)警值，最大程度減少了地下連續(xù)墻施工對(duì)隧道的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

在隧道邊施工地下連續(xù)墻時(shí)，需做到以下幾點(diǎn)：

1)地墻基槽壁加固均需進(jìn)行非原位的試驗(yàn)，以此來確定臨近隧道區(qū)域的施工參數(shù)；2)地墻施工必須在槽壁加固達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可實(shí)施；3)在施工中與隧道監(jiān)測(cè)方聯(lián)動(dòng)，及時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來調(diào)整施工參數(shù)或施工區(qū)域；4)嚴(yán)格控制施工時(shí)間，防止深槽塌空。同時(shí)對(duì)施工工程進(jìn)行全面的分析，包括施工計(jì)劃、施工所在地的水文地質(zhì)等多個(gè)方面展開具體的分析，找到控制的關(guān)鍵點(diǎn)，展開具體的控制工作，以此降低影響，保證安全與質(zhì)量。