【摘 要】 天津市長(zhǎng)江道卡口打通工程三標(biāo)段為區(qū)間隧道工程，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用中φ800@1000的鉆孔灌注樁，拌樁用于止水、抗?jié)B。施工中根據(jù)工程所處的地理位置及地上、地下各種管線情況，采用了多種防水技術(shù)，解決了施工難題。安全、可靠地完成今年的工程任務(wù)。
【關(guān)鍵詞】深墓坑 止水帷幕 降水技術(shù) 高壓線 地下管道 管涌
1 概述
深基坑施工中止水和降水技術(shù)是工程實(shí)施的關(guān)鍵問題，又是巖土學(xué)中比較復(fù)雜和困難的問題，歸其影響因素多，隱蔽情況多，隨機(jī)性強(qiáng)。我國(guó)幅員遼闊，土層性質(zhì)復(fù)雜多樣，沒有一種通用的方法能解決所有問題。隨著國(guó)家把資源的可持續(xù)性利用作為戰(zhàn)略任務(wù)提上日程后，城市地下空間正被廣泛的開掘出來。像地鐵、地下停車場(chǎng)、地下商場(chǎng)如雨后春筍般地走進(jìn)人們工作和生活中去。我國(guó)深基坑工程已從原來的幾米發(fā)展到20-30m深。其中不少基建工程由于降水、止水施工做得不到位，導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失，并延誤建設(shè)工期。因此，如何保證基坑工程的安全和經(jīng)濟(jì)已成為當(dāng)前城市的一項(xiàng)重要課題。
2 工程簡(jiǎn)介
天津市地鐵一號(hào)線中DK0+690～DK1+130段是天津地鐵一號(hào)線部分工程，是線路的區(qū)間工程。工程全長(zhǎng)440m。該段屬濱海平原地區(qū)，地勢(shì)平坦，本工程段緊鄰子牙河。子牙河常年流水，所以周邊地下水位高，所在地區(qū)土質(zhì)為河床后回填土，地質(zhì)復(fù)雜且不穩(wěn)定。所以洞身易發(fā)生坍塌變形。區(qū)間隧道橫穿管道、高壓線、電纜等多種障礙，給施工帶來—定難度。
深基坑工程如何有效地進(jìn)行止水、降水問題，如何在錯(cuò)綜復(fù)雜的不利條件下進(jìn)行基坑工程的實(shí)施是保證工程實(shí)現(xiàn)首要解決的問題。
本區(qū)間工程支護(hù)結(jié)構(gòu)采用φ800@1 000的單排灌注樁擋土，其深度在20m～28．5m之間，支撐采用φ600壁厚14mm鋼管，縱向每3m一道，橫向根據(jù)基坑深度的不同分設(shè)3～5道。區(qū)間降水采用止水帷幕截水和井點(diǎn)降水兩種方法相結(jié)合，具體見圖1。
止水帷幕采用φ800@600的單排攪拌樁截水，止水帷幕的底部插入到不透水層，其深度為17～24m，其插入深度可按以下公式計(jì)算：
l=0．2h—0．5b (1)
式中，J為帷幕插入不透水層的深度；A為作用水頭；b為帷幕寬度。
止水形成后，基坑內(nèi)的水量或水壓仍較大，采取在基坑內(nèi)用井點(diǎn)降水。這樣既有效地保護(hù)了周邊環(huán)境，同時(shí)使坑內(nèi)一定深度的土層疏干，改善了施工作業(yè)條件，有利于支護(hù)結(jié)構(gòu)及基底穩(wěn)定。本區(qū)間工程段處于地下管道和建筑物、居民集中地域，降水時(shí)為防止對(duì)周邊建筑物和地下管線產(chǎn)生不利影響做到安全施工，萬無一失我們用了小范圍的回灌技術(shù)。
3工程實(shí)例
3.1區(qū)間止水帷幕施工
區(qū)間止水帷幕在灌注樁及壓頂梁施工完畢后即可進(jìn)行。其具體操作如下：
(1)經(jīng)過測(cè)量，樁位軸線確定后，根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況，一般需要挖掘機(jī)開導(dǎo)槽，考慮施工過程中攪拌樁水泥土上反情況，導(dǎo)槽尺寸確定為寬1m，深1m，遇有地下有障礙物時(shí)，一定要徹底全部挖出，挖到新鮮土后用素土回填。
(2)樁位軸線外側(cè)(或里側(cè))，離攪拌樁中心線2m處沒置一條線繩，以供復(fù)核樁位軸線之用。
(3)地槽兩側(cè)地面事先應(yīng)予平整，應(yīng)根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，帷幕樁漏水主要在樁與樁之間的咬合達(dá)不到要求所產(chǎn)生的冷縫，為了保證質(zhì)量，盡量減少冷縫，采取以下措施：深層攪拌機(jī)兩個(gè)攪拌頭是夾板固定的，每組兩根樁之間總保持咬合200mm，每根樁攪拌時(shí)攪拌頭需一次下切、上攪都噴漿，然后向后回移車100mm，進(jìn)行第二次下切攪拌，這時(shí)滯后攪拌頭完成第一根樁上下二攪，這樣就滿足每根兩噴四攪的目的，第一根樁與第二根樁的咬合由原來200mm，增加到300mm。減少了冷縫，保證施工質(zhì)量。下組樁向前移動(dòng)樁機(jī)1．10m，進(jìn)行下一根樁的第一次下切。
(4)深基坑攪拌機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)后先打兩組試驗(yàn)樁，以摸索地層情況，檢查設(shè)備運(yùn)行狀況，確定或調(diào)整施工工藝參數(shù)。
(5)深層攪拌機(jī)到達(dá)指定樁位，對(duì)中后預(yù)攪下沉，下沉速度根據(jù)電流表控制，工作電流不應(yīng)大于120A，確保均勻下沉。
(6)深層攪拌下沉的同時(shí)，后臺(tái)攪拌水泥漿，水泥摻量15％，計(jì)算水泥用量，水灰比采用0．5-0．6，
盡可能控制在0．55水灰比，攪拌好水泥漿通過篩網(wǎng)放人第二個(gè)攪拌筒，繼續(xù)攪動(dòng)，以免水泥沉淀，保證攪拌質(zhì)量。
(7)深層攪拌機(jī)下沉到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，開啟灰漿泵，待水泥漿液到達(dá)噴漿口，邊噴漿邊提升。
(8)深層攪拌機(jī)噴漿提升至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)，關(guān)閉灰漿泵，在此將深層攪拌機(jī)攪拌下沉至設(shè)計(jì)深度后，再次邊噴漿邊提升，深層攪拌機(jī)提升至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)，單樁所需水泥漿應(yīng)正好排空。根據(jù)SD型深層攪拌機(jī)的提升速度和每根樁所需水泥漿體積計(jì)算，兩次噴漿提升都應(yīng)采用2速(約0．5～0．78m／min)提升。
由于所有攪拌樁并非一次成型，其中因種種條件的限制會(huì)造成一組攪拌樁與另—組攪拌樁施工時(shí)間間隔24小時(shí)以上，這時(shí)，攪拌樁水泥已終凝，若只進(jìn)行強(qiáng)行搭接就會(huì)破壞原有止水結(jié)構(gòu)，不利于止水。為此要進(jìn)行補(bǔ)樁。即在基坑外側(cè)補(bǔ)人四根樁。具體見圖2。這樣就增大了止水帷幕的安全系數(shù)。
3．2 大口井降水施工
隨著止水帷幕工序的進(jìn)行，采用大口井降水且施工電相應(yīng)進(jìn)行。大口井鉆進(jìn)深度為鉆至基坑底下5．5m處?；咏邓ぷ髟谕练绞┕で?5-20天進(jìn)行，基坑降水順序根據(jù)開挖順序而定，具體步驟如下：
(1)基坑降水在確定基坑開挖面后就可進(jìn)行。降水是從確定的基坑面兩口中井開始。配以一定功率的抽水泵，在抽水過程中要觀察水位變化。
(2)同時(shí)兩側(cè)的四口降水井也相應(yīng)進(jìn)行抽水，抽水時(shí)確定大口井之間的降水成一定的比例：(具體見圖3)
圖3基坑降水示意圖
(3)抽水時(shí)一次性將水仙到位，即一次性將水抽至基坑以下1．5m處。
(4)抽水時(shí)同時(shí)要進(jìn)行周圍觀測(cè)井觀測(cè)及地表沉降觀測(cè)，觀測(cè)井的水位下降速度不宜太快。
3．3 特殊環(huán)境下止水技術(shù)的應(yīng)用
3．3．1 高壓線下止水帷幕的施工
本區(qū)間段在里程DKI+066—DK10+093，27m長(zhǎng)的地段有兩條3．5萬伏高壓線橫跨基坑，與區(qū)間大至成60度的夾角，凈高6m。為保證安全施工，對(duì)原設(shè)計(jì)的區(qū)間支護(hù)及止水結(jié)構(gòu)均進(jìn)行了變更。
(1)在距基坑邊線5m的地方設(shè)置四個(gè)大口井。由于在距基坑邊線10m的地方有建筑物，還增設(shè)了2個(gè)回灌井，回灌井踺筑物約2m。先對(duì)區(qū)間進(jìn)行降水。具體見圖4、圖5。
(2)在區(qū)間的水降至地面下6．5m時(shí)，方可進(jìn)行局部的基坑開挖，開挖深度為5m，寬14m，長(zhǎng)27m。
(3)然后進(jìn)行灌注樁施作，灌注樁施工如圖。對(duì)于基坑以上的灌注樁部分按連續(xù)墻施作，其配筋可適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，具體見圖6。
(4)待支模施作完連續(xù)墻之后即可回填土，此時(shí)回填土無需碾壓。
(5)止水結(jié)構(gòu)施工，為安全施工將原來需高大塔架才能施作的攪拌樁改為只需小型塔架即可完成(塔架高約2．5m)的旋噴樁，旋噴樁規(guī)格為φ600@500按雙排布置。具體見圖7。
3．3．2 地下管道下止水結(jié)構(gòu)施工
本區(qū)間段多處地下管道且不能拆除，其直徑在300-2 500mm之間的有壓和無壓管道。這樣原設(shè)計(jì)的止水帷幕在此處存在著止水缺口，如何對(duì)管道進(jìn)行防護(hù)的問題，采取相應(yīng)技術(shù)措施如下。
(1)先進(jìn)行管道上方局部的土方清除，為防止全開挖容易導(dǎo)致管道下沉而被破壞，只對(duì)管道上方
30Cm的土方進(jìn)行清除，該過程為全人工操作，目的是為探明管道的走向。
(2)將原設(shè)計(jì)大鉆頭改為小鉆頭的旋噴樁，并在旋噴樁施作時(shí)傾斜一定角度，逐層對(duì)地基土加固
和止水，并在管道的正下方加大旋噴樁的噴漿壓力，增大其噴射面積，使管道下方形成一個(gè)止水墻。
具體見圖8、圖9。
(3)基坑內(nèi)部開挖時(shí)，在支護(hù)結(jié)構(gòu)的空缺處，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)并與兩側(cè)灌注樁相連，隨之噴射高等級(jí)
防水混凝土(C40)，這樣即可以擋土又可以止水。具體見圖10。
3．3．3 管涌處止水結(jié)構(gòu)的處理
本段區(qū)間緊鄰子牙河，其含水量豐富，加之個(gè)別攪拌樁鉆進(jìn)時(shí)位置發(fā)生偏移，在區(qū)間段里程為DK0+890處發(fā)生管涌現(xiàn)象，該處有一處人防加寬段，附近有水產(chǎn)加工廠一幢車間廠房必須及時(shí)有效進(jìn)行處理，管涌給施工造成了一定難度。為解決這一難題，特做了如下處理。
圖10 管道下網(wǎng)噴混凝土示意圖
(1)基坑外找出管涌位置，先辨明管涌的流線。在管涌附近的基坑外側(cè)(攪拌樁后)選點(diǎn)，隔一米一孔，用小直徑鉆機(jī)緩慢往下鉆，鉆到攪拌樁下(約25m的位置)，在下鉆過程中鉆頭向外噴紅墨水，當(dāng)發(fā)現(xiàn)紅墨水由基坑內(nèi)管涌的位置冒出時(shí)，立即停止下鉆，查看鉆桿的長(zhǎng)度，這時(shí)可確定管涌的路線及大概高度。
(2)在管涌路線處，用擾動(dòng)小的潛水鉆打一排寬5m的索混凝土灌注樁，樁深根據(jù)管涌的深度來確定(多于深度2m)，直徑為600mm，樁的間距為500mm。完成初步截流。
(3)在基坑內(nèi)壁掛鋼筋網(wǎng)并用速凝、抗?jié)B水泥(C40)進(jìn)行噴涂。
(4)在基坑內(nèi)管涌位置處打一個(gè)5m寬、5m深的旋噴樁帶。旋噴樁直徑為600mm,間距為500mm。完成管涌的二次截流和地基加固。最后進(jìn)行清底，完成箱饞施工。如圖11、圖12所示。
圈11 旋噴樁地基加固斷面圖 圖12 旋噴樁地基加固平面圖
由于土質(zhì)條件、周邊條件情況復(fù)雜多變，其隨機(jī)性強(qiáng)。在實(shí)際工作中所遇到的不同情況下必須摸清水源，細(xì)致分析判定，必有成功止水降水的辦法。
參考文獻(xiàn)
【1】劉成宇土力學(xué)北京：中國(guó)鐵道出版社，2000
【2】關(guān)樹寶，鐘新悄．地下工程概論。成都：西南交通大學(xué)出版社，1999
【3】余志成，施文華.深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999
【4】劉俊巖.深基坑工程北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001
