地鐵換乘站周邊建筑加固施工技術(shù)研究

周 興 榮

(通號(hào)建設(shè)集團(tuán)有限公司西南工程指揮部，四川 成都 610041)

1 概述

隨著城市化的發(fā)展，市政軌道交通體系正逐步完善，為解決重要交通樞紐人口擁堵的現(xiàn)狀，不得不在既有線路的基礎(chǔ)上增建地鐵換乘站。然而，由于地鐵換乘站多處于人口聚集區(qū)，周邊建筑較多，基坑開挖較深，極易影響周邊建筑地基穩(wěn)定性，造成不均勻沉降，如何采取加固措施保證換乘站施工過程中周邊建筑物地基穩(wěn)定性顯得尤為重要。本文依托成都地鐵8號(hào)線倪家橋站對(duì)地鐵換乘站周邊建筑加固技術(shù)進(jìn)行研究，本站為3條線路的換乘車站，其交匯線路包括18號(hào)線、1號(hào)線和8號(hào)線，于地下-3層設(shè)置站臺(tái)層和18號(hào)線換乘點(diǎn)，基坑開挖深度為25 m，研究具有一定的代表性，可為類似工程提供參考[1]。

2 工程概況

2.1 工程概述

成都地鐵8號(hào)線1期工程線路總長(zhǎng)約為29.1 km，該線路起點(diǎn)和終點(diǎn)分別為謝家橋站和十里店站，其間跨越4個(gè)主城區(qū)，整體走向從南向北，共設(shè)車站25座，車站間最大間距與最小間距分別為1.7 km和0.6 km，分別為川大新校區(qū)站—長(zhǎng)城路站區(qū)間和永豐站—神仙樹西站區(qū)間。該工程共設(shè)10座換乘站，分別為：1)太平寺站(與9號(hào)線換乘)；2)永豐站(與5號(hào)線換乘)；3)神仙樹西站(與7號(hào)線換乘)；4)長(zhǎng)城路站(與12號(hào)線換乘)；5)沙河橋站(與6號(hào)線換乘)；6)東大路站(與2號(hào)線換乘)；7)沙河橋東站(與13號(hào)線換乘)；8)倪家橋站(與1、18號(hào)線換乘)；9)成都理工站(與7號(hào)線換乘)；10)雙林路站(與4號(hào)線換乘)。工程建設(shè)規(guī)劃于2016年開工，工期4年[2]。

其中，倪家橋站位于倪家橋路與人民南路交叉口，沿倪家橋路東西向敷設(shè)，車站主體設(shè)計(jì)為地下3層，基坑開挖采用島式開挖，運(yùn)用局部蓋挖法與明挖法相結(jié)合的施工方式，采用鉆孔樁作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。本站為3條線路的換乘車站，其交匯線路包括18號(hào)線、1號(hào)線和8號(hào)線，于地下-3層設(shè)置站臺(tái)層和18號(hào)線換乘點(diǎn)，基坑開挖深度為25 m，該工程平面位置如圖1所示。

從圖1中可以看出，倪家橋站周邊建筑主要以低層樓房為主，這些樓房基本采用樁基礎(chǔ)較多，基礎(chǔ)埋深控制在10 m以內(nèi)。

2.2 地質(zhì)條件

鉆孔探測(cè)結(jié)果顯示：場(chǎng)地地層分布為第四系人工填土層、洪積層、粉質(zhì)黏土層、細(xì)砂層、中砂層、卵石層和白堊系泥巖層。通過對(duì)車站施工地質(zhì)斷面進(jìn)行全面剖析，可知車站基底主要處于強(qiáng)風(fēng)化泥巖中，該車站標(biāo)準(zhǔn)地質(zhì)剖面圖如圖2所示。

3 施工準(zhǔn)備

3.1 施工技術(shù)準(zhǔn)備

1)要求相關(guān)技術(shù)人員熟練掌握與地鐵施工有關(guān)的技術(shù)條件、設(shè)計(jì)規(guī)范及要求，并嚴(yán)格審查本工程各種設(shè)計(jì)文件，避免出現(xiàn)紕漏。2)與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行交流，在充分了解施工整改段落后，協(xié)商提出相應(yīng)的整改措施。3)質(zhì)量管理保證體系已建設(shè)，并按專業(yè)和工種進(jìn)行明確分工。

3.2 施工測(cè)量準(zhǔn)備

按設(shè)計(jì)圖紙要求，測(cè)放出孔位，用鋼釘或紅油漆等作出明顯標(biāo)記。在施工鉆機(jī)就位前對(duì)測(cè)量點(diǎn)用水泥砂漿圍一圈，做好保護(hù)工作，并設(shè)置明顯標(biāo)志，標(biāo)志禁止挪動(dòng)或遮蓋。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備

1)施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)安排。參考本工程總體施工進(jìn)度安排，鉆孔設(shè)備和壓漿機(jī)具進(jìn)場(chǎng)。2)物資采購(gòu)準(zhǔn)備。采購(gòu)前應(yīng)當(dāng)按照設(shè)計(jì)文件要求整理物資清單，物資清單中需詳細(xì)記錄所需物資的數(shù)量、規(guī)格和材質(zhì)，并核對(duì)是否符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；確定管材、水泥材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及使用數(shù)量和時(shí)間，編制主要物資總需求計(jì)劃。物資部就當(dāng)?shù)刭Y源分布和供求態(tài)勢(shì)，做好采購(gòu)前準(zhǔn)備和市場(chǎng)信息收集工作，確保主要材料質(zhì)量合格。

4 加固施工

4.1 注漿材料選擇

注漿材料主要是根據(jù)各地層地質(zhì)條件及注漿目的來進(jìn)行選擇，針對(duì)注漿區(qū)域地層特點(diǎn)，結(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)，本區(qū)段注漿材料選擇如下：φ60×5 mm PVC外管、φ30鋼管注漿內(nèi)管、硅酸鹽水泥、密封圈、橡皮套[3]。

4.2 注漿參數(shù)選擇

通過對(duì)施工注漿材料及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)并分析，最終選定注漿所需各項(xiàng)參數(shù)如表1所示。

表1 注漿參數(shù)

4.3 鉆孔施工

車站周邊建筑基礎(chǔ)加固范圍均在底部3 m以內(nèi)，孔位間距定為1.5 m×1.5 m，相鄰孔位間采用上下交錯(cuò)的布置方式。鉆孔深度隨房屋基礎(chǔ)與車站結(jié)構(gòu)距離進(jìn)行調(diào)整，為5.4 m～12 m不等。孔位布置如圖3所示。

鉆孔施工過程需遵從如下工藝要求：

1)按照設(shè)計(jì)要求測(cè)量放線，定出孔位；2)采用地質(zhì)鉆機(jī)按標(biāo)出孔位進(jìn)行鉆孔，孔徑100，鉆孔孔位水平誤差不大于10 cm，垂直度誤差不大于1.5%，如鉆孔過程中發(fā)生偏斜，應(yīng)立即采取糾正措施；3)鉆孔時(shí)進(jìn)行套管跟進(jìn)；4)鉆孔中做好鉆孔記錄，以利于注漿作業(yè)。

4.4 注漿管安設(shè)

按設(shè)計(jì)要求鉆至規(guī)定孔深后，將鉆具取出，在鉆孔中塞入φ60的袖閥注漿管，該過程袖閥注漿管必須緊貼鉆孔內(nèi)壁，然后進(jìn)行封孔作業(yè)，將套筒拔出，用米石或粗砂填充鉆孔至孔底以上3 m處，填充結(jié)束便立刻使用速凝水泥砂漿將注漿口密封，防止返漿。

袖閥注漿管安設(shè)時(shí)需保證管口上端高出噴混凝土面30 cm左右，安裝前預(yù)先向袖閥注漿管中注滿自來水，袖閥注漿管因承受自來水的自重作用而下沉[4]。為了避免注漿施工過程中受外界干擾，雜物入侵，在注漿袖閥管管口裝上一個(gè)特制的隔離蓋。

4.5 注漿施工

在保證注漿管按規(guī)范安裝完成后，對(duì)地鐵倪家橋站附近建筑物進(jìn)行預(yù)注漿處理，采用KBY-50/70型注漿泵。

注漿過程的工藝要求如下：

1)地表注漿為由外到內(nèi)依次進(jìn)行，采用先約束后發(fā)散的注漿方式，相鄰孔位間采用間隔注漿，漿液在注漿孔中擴(kuò)散充分，達(dá)到最佳注漿效果[5]。2)注漿停止時(shí)間控制有兩套標(biāo)準(zhǔn)，分別為：a.注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)需立即停止注漿；b.注漿壓力達(dá)到極限壓力并維持注漿10 min，吸漿量小于30 L/min時(shí)，停止注漿[6]。3)注漿施工中應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)試驗(yàn)確定最佳注漿參數(shù)、布孔方式及漿液配比，并在實(shí)際施工中不斷調(diào)試并完善。4)全程記錄注漿施工中各個(gè)階段注漿壓力與流量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)計(jì)要求進(jìn)行比對(duì)分析，對(duì)注漿效果進(jìn)行公正合理的評(píng)判。5)施工全過程應(yīng)對(duì)該區(qū)域地下管線和周邊環(huán)境進(jìn)行全面監(jiān)控，避免意外產(chǎn)生。6)棕北停車樓和亞太廣場(chǎng)地層主要為砂卵石地層，遇到卡鉆時(shí)，鉆孔要慎重，每鉆進(jìn)1 m要退鉆，若卡鉆較為頻繁，則需重新注漿后再鉆，保證成孔質(zhì)量，確保下管順利。對(duì)鉆進(jìn)后不能成孔(如發(fā)生塌孔、卡鉆等現(xiàn)象)，應(yīng)二次注漿固結(jié)土體，待土體固結(jié)后一次成孔。7)注漿施工時(shí)，分段控制注漿壓力，加強(qiáng)對(duì)大樓及基坑的監(jiān)測(cè)，防止基坑失穩(wěn)或引起大樓基底冒漿。

5 結(jié)語(yǔ)

倪家橋車站砂卵石底層存在細(xì)砂夾砂層，車站基坑周邊建(構(gòu))筑物較多，緊鄰基坑，多為擴(kuò)大基礎(chǔ)、預(yù)制樁基礎(chǔ)。為了避免造成不均勻沉降，基坑開挖前，完成對(duì)周邊房屋基礎(chǔ)的注漿加固，注漿材料選擇為：φ60×5 mm PVC外管、φ30鋼管注漿內(nèi)管、硅酸鹽水泥、密封圈、橡皮套；注漿的各項(xiàng)參數(shù)為：擴(kuò)散半徑0.75 m，水灰比取0.8～1之間，注漿壓力為0.2 MPa～0.4 MPa，注漿速度為25 L/min。車站周邊建筑基礎(chǔ)加固范圍均在底部3 m范圍之內(nèi)，孔位間距定為1.5 m×1.5 m，相鄰孔位間采用上下交錯(cuò)的布置方式，鉆孔深度隨房屋基礎(chǔ)與車站結(jié)構(gòu)距離進(jìn)行調(diào)整，為5.4 m～12 m不等。在開挖過程中，縱向分段、豎向分層，嚴(yán)格控制一次性開挖深度不超過3 m，開挖后必須及時(shí)完成支護(hù)，按設(shè)計(jì)要求及時(shí)架設(shè)鋼支撐。