上海市域（郊）鐵路工程施工重難點(diǎn)分析及應(yīng)對(duì)措施

唐疆波,李文強(qiáng)

（ 中鐵十五局集團(tuán)有限公司,上海 200040）

0 引言

城市軌道交通市域（郊）鐵路工程為采用軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行承重和導(dǎo)向的車輛運(yùn)輸系統(tǒng)，是城市公共交通的骨干，具有節(jié)能、省地、運(yùn)量大、全天候、無污染（或少污染）又安全等特點(diǎn)，屬綠色環(huán)保交通體系，如今在各大城市中，城市軌道交通市域（郊）鐵路工程逐漸成為人們?nèi)粘３鲂兄凶顬楸憷慕煌ǚ绞絒1-2]。高效快速的城市軌道交通市域（郊）鐵路建設(shè)工程在城市化進(jìn)程中顯得尤為重要，因此施工成為工程最為重要的核心內(nèi)容。雖然我國(guó)城市軌道市域（郊）鐵路在不斷發(fā)展，但是目前施工中仍然存在不足，如在面臨復(fù)雜地下施工環(huán)境時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)事故的預(yù)案不足，對(duì)施工技術(shù)研究不夠深入，以及施工過程中數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性有待提升，管理人員的素質(zhì)不高等[3]。

為了保證城市軌道交通市域（郊）鐵路工程在建成后能夠安全有效地運(yùn)行，滿足人們的出行要求，在城市軌道交通市域（郊）鐵路工程的施工過程中需要更多地關(guān)注技術(shù)方面的研究，重視施工重難點(diǎn)，并根據(jù)實(shí)際情況研究重難點(diǎn)的對(duì)應(yīng)措施，保證施工安全性。該文從實(shí)際工程出發(fā)，分析了該工程的特點(diǎn)，敘述了施工中遇到的重難點(diǎn)項(xiàng)目，從實(shí)際和理論兩方面進(jìn)行研究，剖析了其相對(duì)的對(duì)策和解決的措施，使施工實(shí)踐中的重難點(diǎn)能夠及時(shí)得到處置，保證工程的安全性，有效減少施工周期。

1 工程特點(diǎn)分析

該文研究的工程實(shí)例為上海市某站沿線工程。沿線地層根據(jù)時(shí)代成因共劃分為9 個(gè)主要工程地質(zhì)土層，淤泥質(zhì)軟土層分布比較厚，河網(wǎng)縱橫，明浜橫布，地下管線眾多，含砂層結(jié)構(gòu)松散易發(fā)生流砂、涌土、潛蝕現(xiàn)象，填土層厚不均，地質(zhì)條件復(fù)雜，并且橫跨四個(gè)路口，加上南北端路口直接影響六個(gè)路口的交通疏解。同時(shí)該工程主體和附屬基坑主要工法和輔助工法涉及多項(xiàng)，還包括運(yùn)用建筑業(yè)十項(xiàng)新技術(shù)多項(xiàng)，地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、三軸攪拌樁、二重管高壓旋噴樁、RJP高壓旋噴樁、降水井、鋼支撐、混凝土支撐、土方開挖、內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工工序轉(zhuǎn)換復(fù)雜，工藝要求高，部位空間控制面大，其輻射的工程技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，且該工程單體總長(zhǎng)1 285.6 m，總建筑面積為78 110 m2（不含地面建筑面積）。工程地質(zhì)條件復(fù)雜、工程周邊環(huán)境復(fù)雜、工程建設(shè)規(guī)模大、工程技術(shù)復(fù)雜、工程協(xié)調(diào)量大以及安全風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn)。

2 工程重難點(diǎn)分析及應(yīng)對(duì)措施

2.1 超深地下連續(xù)墻

2.1.1 分析

該工程地下連續(xù)墻最大深度48.15 m，施工深度范圍內(nèi)含淤泥質(zhì)黏土等地層，土質(zhì)流塑，含水量高、孔隙比大、強(qiáng)度低及壓縮性高，工程性質(zhì)差。所以在成槽過程中容易導(dǎo)致泥漿護(hù)壁失效，造成縮孔、塌槽等嚴(yán)重后果。同時(shí)該工程涉及盛橋港、北橫涇河道區(qū)域超深地下連續(xù)墻施工，因?yàn)榕f河道土層工程性質(zhì)差，所以在成槽過程中易出現(xiàn)槽段偏斜、坍塌等嚴(yán)重后果。

在超深地連墻施工過程中，出于接頭箱拔除的可操作性考慮，接頭箱無法放置與地連墻等深，在實(shí)際澆筑過程中，這種石料加接頭箱的體系難以抵抗混凝土澆筑過程中的側(cè)向壓力，地連墻底部擠脹力容易使地連墻底部發(fā)生偏移，產(chǎn)生擾流[4]。

2.1.2 應(yīng)對(duì)措施

根據(jù)對(duì)超深地下連續(xù)墻的施工條件及技術(shù)的深入研究得出了以下六條應(yīng)對(duì)措施：

（1）重車行走施工便道。由于地下連續(xù)墻施工選用的機(jī)械對(duì)場(chǎng)地承載力要求比較高，選用重車行走施工便道。

（2）成槽施工。在成槽施工中，可以利用液壓抓斗成槽機(jī)的顯示儀來檢測(cè)垂直度，并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，以確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求的垂直度。同時(shí)，需要合理安排每個(gè)槽段的挖槽順序，以保持抓斗兩側(cè)的阻力均衡。挖槽時(shí)應(yīng)做好施工記錄，發(fā)生問題，及時(shí)分析原因，妥善處理。

（3）導(dǎo)墻拐角部位處理。在進(jìn)行成槽施工時(shí)，使用液壓抓斗成槽機(jī)械進(jìn)行垂直度跟蹤觀測(cè)，以確保成槽的垂直度符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，在挖掘每個(gè)槽段時(shí)，合理安排挖槽的順序，以保持抓斗兩側(cè)的阻力均衡。特別是在地下墻拐角處，需要根據(jù)挖槽機(jī)械的端面形狀，在導(dǎo)墻拐角處延伸出一定距離（約20~30 cm），以確保成槽斷面不會(huì)出現(xiàn)不足的情況。

（4）沉渣處理。使用黑旋風(fēng)250 型除砂機(jī)進(jìn)行除砂作業(yè)，控制除砂時(shí)間在4~6 h 內(nèi)。當(dāng)泥漿含砂率降至4%以下時(shí)，停止除砂操作，讓泥漿靜置2 h。在沉渣過程中，持續(xù)觀測(cè)泥漿液面，并及時(shí)補(bǔ)充泥漿，以確保泥漿對(duì)地下水的壓力差，從而減少可能發(fā)生塌方的風(fēng)險(xiǎn)。

（5）槽壁穩(wěn)定性控制及針對(duì)性措施。槽段內(nèi)泥漿液面應(yīng)高出地下水位1.5 m 左右，如局部高差不足時(shí)，可采取增大泥漿比重的措施，或者采取降水的措施。泥漿選用環(huán)保型泥漿，攪拌嚴(yán)格按照操作規(guī)程和配合比要求進(jìn)行；采用超聲波測(cè)試槽壁穩(wěn)定性及沉渣厚度，確保沉渣厚度在20 cm 以內(nèi)。圖1 所示為超聲波測(cè)試槽壁穩(wěn)定性及沉渣厚度的施工場(chǎng)景。沉渣處理過程中跟蹤觀測(cè)泥漿液面。施工過程中減少外部施工荷載對(duì)槽壁穩(wěn)定性的影響。為了滿足成槽后續(xù)施工的要求，需要對(duì)地下連續(xù)墻的內(nèi)外側(cè)進(jìn)行槽壁加固措施，這樣可以確保槽壁在長(zhǎng)時(shí)間的使用中保持穩(wěn)定，減少塌方的風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 超聲波測(cè)試槽壁穩(wěn)定性施工圖

（6）剛性鋼板接頭的安裝和鋼筋籠的吊放。當(dāng)連接剛性鋼板接頭時(shí)，有一些關(guān)鍵注意事項(xiàng)，以確保連接平臺(tái)的正確安裝，避免豎向錯(cuò)臺(tái)，這可能會(huì)影響鋼筋籠的位置。在水平方向上，可以采用擋板來固定連接平臺(tái)，擋板上可以設(shè)置拉直線，以確保水平方向的對(duì)齊。此外，在焊接鋼板接頭時(shí)，需要在上部進(jìn)行拉直線控制，以確保整體平順性。對(duì)于超深地下連續(xù)墻的鋼筋籠，通常會(huì)選擇整體制作的方式。

簡(jiǎn)而言之，連接剛性鋼板接頭時(shí)，需要防止豎向錯(cuò)臺(tái)，采用擋板和拉直線來保持水平方向的正確對(duì)齊，而在焊接鋼板接頭時(shí)，也需要注意整體平滑性。對(duì)于超深地下連續(xù)墻的鋼筋籠，通常整體制作更為合適。圖2 展現(xiàn)了深地下連續(xù)墻鋼筋籠的吊裝。

圖2 鋼筋籠吊裝施工圖

2.2 深層降水施工

2.2.1 分析

該工程的結(jié)構(gòu)主要位于人工填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土砂質(zhì)粉土、砂質(zhì)黏土中，車站坑底主要位于粉質(zhì)黏土中。由于以上主要地層透水性較差，降水困難，所以淤泥層的地下水未得到有效疏干，淤泥未固結(jié)，土體的強(qiáng)度及自穩(wěn)性較差。

2.2.2 應(yīng)對(duì)措施

為確保深層降水工程的順利進(jìn)行，必須在堅(jiān)守設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)上，著重保障坑外承壓水觀測(cè)井和備用減壓井的施工質(zhì)量，以確保觀測(cè)數(shù)據(jù)的可信性和備用減壓井的有效性。對(duì)于坑外觀測(cè)井，必須及時(shí)監(jiān)測(cè)水位并嚴(yán)格記錄數(shù)據(jù)，以及時(shí)了解坑內(nèi)降水對(duì)坑外水位的影響[5]。

此外，在深層降水工程中，還需要密切關(guān)注第三方監(jiān)測(cè)單位提供的周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。如果監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到警戒值，必須立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。同時(shí)，根據(jù)詳細(xì)的勘察報(bào)告，合理確定坑外承壓水觀測(cè)井的位置，考慮周圍地層信息，正確安置濾料并確保黏土密封性良好，以免濾料層封堵不嚴(yán)導(dǎo)致串水，影響基坑外承壓水頭觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

在進(jìn)行降水工作時(shí)，必須按照分層降水、及時(shí)降水、按需降水的原則進(jìn)行操作，并與土方施工協(xié)調(diào)配合。在每一次土方挖掘之前，必須提前做好降水準(zhǔn)備工作，將水位降至開挖深度的0.5 m 以下，以確保土方挖掘可以在干燥條件下進(jìn)行。深層降水的施工過程可以在圖3中看到。

圖3 深層降水施工圖

2.3 深基坑開挖及支護(hù)

2.3.1 分析

該工程的中心里程處基坑開挖深度為20.52 m，開挖范圍內(nèi)為淤泥質(zhì)黏土、粉土等軟弱地層，土體的強(qiáng)度及自穩(wěn)性較差。深基坑施工時(shí)在水土壓力作用下，容易破壞基坑周邊環(huán)境、基坑支護(hù)體系和土體滲透性，造成基坑變形。同時(shí)該工程部分基坑為四道混凝土支撐體系，開挖總方量約為835 000 m3，施工周期較長(zhǎng)，不利于基坑變形控制。在基坑開挖過程中，如何確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、基坑開挖安全是該工程施工的重點(diǎn)。

2.3.2 應(yīng)對(duì)措施

（1）深基坑開挖施工應(yīng)對(duì)措施。施工時(shí)將主體基坑劃分為兩期，在一期基坑主體內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工完成達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，并回填覆土后方可進(jìn)行二期基坑施工，圖4 即為基坑填埋的施工圖?；娱_挖前，施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)與相關(guān)規(guī)范，充分利用“時(shí)空效應(yīng)”以提高工程施工質(zhì)量，確保周邊環(huán)境的安全，制定科學(xué)合理的基坑開挖專項(xiàng)施工方案，并經(jīng)專項(xiàng)審批。

圖4 基坑回填施工圖

在進(jìn)行基坑施工時(shí)，需要考慮時(shí)空效應(yīng)，因此需要遵循一系列關(guān)鍵原則和措施，以確保工程的順利進(jìn)行和安全性，需要考慮分層開挖、分段施工、對(duì)稱處理、限時(shí)開挖、先撐后挖、限時(shí)支撐、嚴(yán)禁超挖、掏槽施工、周圍作業(yè)限制、滲漏處理等的處理。這些原則和措施將有助于確?；邮┕さ陌踩院晚樌M(jìn)行，以滿足時(shí)空效應(yīng)的要求。

（2）深基坑支護(hù)施工應(yīng)對(duì)措施。在施工過程中，支撐結(jié)構(gòu)的施工和拆除順序應(yīng)與支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工況保持一致，以確保工程的穩(wěn)定性和安全性，具體包括開挖停止點(diǎn)、支撐結(jié)構(gòu)施工、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工況和拆除順序。

綜上所述，支撐結(jié)構(gòu)的施工和拆除必須與支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工況相一致，同時(shí)需要在開挖到支撐設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)停止開挖，并及時(shí)進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)的施工和預(yù)應(yīng)力施加，以確?；庸こ痰陌踩头€(wěn)定。

2.4 周邊環(huán)境保護(hù)

2.4.1 分析

該工程的周邊17.1~32.6 m 范圍存在大量的公司、廠房等商務(wù)樓。施工過程中需要確保周邊建筑的安全。施工過程中噪音、污水、泥漿若對(duì)周邊環(huán)境造成污染，將造成較大的社會(huì)影響。因此，施工過程中要加強(qiáng)對(duì)周邊環(huán)境、人文的保護(hù)是該工程的重點(diǎn)。

2.4.2 應(yīng)對(duì)措施

為保護(hù)周邊環(huán)境、人文，施工前應(yīng)根據(jù)滬建交聯(lián)[2008]511 號(hào)文和滬建交[2012]645 號(hào)文規(guī)定制定詳細(xì)而系統(tǒng)的保護(hù)應(yīng)對(duì)措施，同時(shí)應(yīng)委托具備專業(yè)資質(zhì)的檢測(cè)單位，根據(jù)《城市軌道交通工程周邊環(huán)境調(diào)查指南》對(duì)車站周邊2 倍基坑開挖深度范圍內(nèi)的建筑情況進(jìn)行調(diào)研記錄，并制定相應(yīng)的控制標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行擬建工程的施工前，需要進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和分析，以確保施工過程中對(duì)周邊環(huán)境和被檢測(cè)房屋的影響最小化，并提供優(yōu)化施工方案的建議。關(guān)鍵要點(diǎn)如下：

（1）相對(duì)位置關(guān)系調(diào)查：對(duì)擬建工程與被檢測(cè)房屋之間的相對(duì)位置關(guān)系進(jìn)行調(diào)查。

（2）施工方案分析：分析擬建工程的施工方案，包括施工方法、工程進(jìn)度計(jì)劃等。

（3）被檢測(cè)房屋結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)分析：對(duì)被檢測(cè)房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析，識(shí)別可能存在的薄弱環(huán)節(jié)，以確定施工中的關(guān)注點(diǎn)。

（4）保護(hù)措施的提出：在施工期間需要采取保護(hù)措施，以減少對(duì)被檢測(cè)房屋結(jié)構(gòu)的影響。

（5）周邊環(huán)境調(diào)查：對(duì)施工周邊環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，以確定施工的影響范圍。

（6）安全技術(shù)措施和應(yīng)急預(yù)案：針對(duì)影響范圍內(nèi)的建筑物，制定相應(yīng)的安全技術(shù)措施和應(yīng)急預(yù)案，以應(yīng)對(duì)可能的風(fēng)險(xiǎn)和緊急情況。

（7）房屋監(jiān)測(cè)：房屋檢測(cè)單位應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)方案對(duì)施工影響范圍內(nèi)的房屋進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，并及時(shí)提交監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

（8）報(bào)警和應(yīng)急措施：當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到報(bào)警值時(shí)，應(yīng)及時(shí)報(bào)警，并采取必要的應(yīng)急措施，通知相關(guān)單位，并研究解決方案。

（9）施工工藝調(diào)整：根據(jù)監(jiān)測(cè)情況，及時(shí)調(diào)整施工工藝，采取跟蹤補(bǔ)償注漿等措施，以強(qiáng)化對(duì)被檢測(cè)房屋的保護(hù)。

這些步驟和措施將有助于確保擬建工程的施工過程中對(duì)周邊環(huán)境和房屋結(jié)構(gòu)的保護(hù)，以及在發(fā)生問題時(shí)能夠及時(shí)采取應(yīng)急措施[6-7]。

3 結(jié)論

城市軌道市域（郊）鐵路工程作為現(xiàn)在人們出行的重要組成部分，而施工過程作為最為核心的部分，對(duì)于整體的工程質(zhì)量和施工周期都有著決定性的影響，因此需要重視施工重難點(diǎn)項(xiàng)目，提高工程安全性和縮短工期，讓城市市域（郊）鐵路工程軌道項(xiàng)目能夠真正地為人民服務(wù)[8-10]。通過對(duì)該工程的施工結(jié)果研究，得出如下結(jié)論：

（1）該工程具有工程地質(zhì)條件復(fù)雜、工程周邊環(huán)境復(fù)雜、工程建設(shè)規(guī)模大、工程技術(shù)復(fù)雜、工程協(xié)調(diào)量大以及安全風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn)。

（2）在超深地連墻施工過程中，要注重重車行走施工便道、成槽施工、導(dǎo)墻拐角部位處理、沉渣處理、槽壁穩(wěn)定性控制及針對(duì)性措施、剛性鋼板接頭的安裝和鋼筋籠的吊放。

（3）對(duì)于深層降水施工，要及時(shí)了解水位數(shù)據(jù)，做好數(shù)據(jù)測(cè)量的真實(shí)性，做好降水工作。

（4）深基坑開挖及支護(hù)時(shí)，充分利用“時(shí)空效應(yīng)”以提高工程施工質(zhì)量，施工根據(jù)“土方開挖步序圖”要求，做好深基坑支護(hù)施工。

（5）加強(qiáng)對(duì)周邊環(huán)境和人文的保護(hù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和指南制定相應(yīng)的控制標(biāo)準(zhǔn)，必須按照設(shè)計(jì)要求，保護(hù)周邊環(huán)境安全。

在項(xiàng)目建設(shè)中，對(duì)于施工中所遇到的重難點(diǎn)進(jìn)行分析和研究，能夠幫助在施工中更有效地解決所遇到的突發(fā)情況，保證工程的安全性，為我國(guó)軌道市域（郊）鐵路工程施工提供技術(shù)理論和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)意義。