上海軌道交通9號(hào)線宜山路車站主要施工技術(shù)摘要:上海軌道交通9號(hào)線宜山路車站為地下4層島式車站,基坑開挖最深達(dá)30.6 m,周邊建筑基礎(chǔ)差、保護(hù)要求高。該文敘述了在超深地下連續(xù)墻施工、基坑開挖施工、降承壓水施工過程中采用的多種技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)措施,既保證了施工的順利進(jìn)行,又確保了周邊環(huán)境的安全。關(guān)鍵詞:軌道交通;車站;地下連續(xù)墻施工;基坑開挖;降承壓水;施工監(jiān)測(cè);上海市1工程概況 位于宜山路下的上海軌道交通9號(hào)線宜山路車站是三線換乘的樞紐車站(3、4號(hào)線),西起中山西路,東至凱旋路。車站主體結(jié)構(gòu)外包尺寸長(zhǎng)為285.80 m,標(biāo)準(zhǔn)段寬21.2 m,站臺(tái)寬10 m,是地下4層島式車站(見圖1)。 車站主體結(jié)構(gòu)分為4個(gè)基坑,全部采用框架逆筑法施工。車站基坑最大開挖深度為:東端頭井30.6 m,其它端頭井開挖約29.7 m,標(biāo)準(zhǔn)段開挖約27.9 m,是目前上海最深的地鐵車站,基坑保護(hù)等級(jí)為一級(jí)。1.1周邊環(huán)境 車站周邊建筑眾多,基本都在0.5倍開挖深度范圍之內(nèi),其結(jié)構(gòu)、樁基、與基坑的相對(duì)位置見表1。其中家飾佳和科拉勝等,是由倉庫改建的,基礎(chǔ)較差。
1.2工程地質(zhì) 該車站第⑥層暗綠色粘性土(硬土層)缺失,第⑤層亞層復(fù)雜,其中在東端頭井位置存在⑤2-2砂質(zhì)粘土,而且與⑦1層連通,最淺處只有34.5 m,其中⑦1層局部缺失,且因夾較多薄層粘性土,土性比⑦2層明顯差,各土層特性見表2。2主要施工技術(shù)2.1超深地下連續(xù)墻施工 宜山路車站分4個(gè)區(qū)(Z1～Z4)施工,地下連續(xù)墻厚1.2 m。為保護(hù)周邊環(huán)境,東端頭井(Z3區(qū))處地下連續(xù)墻加深至62 m,標(biāo)準(zhǔn)段加深至61 m,墻趾進(jìn)入⑦2號(hào)土超過10 m。因此,成槽穩(wěn)定性、鋼籠起吊、地下連續(xù)墻防滲成為施工控制的關(guān)鍵因素。2.1.1成槽精度和穩(wěn)定性控制 (1)根據(jù)成槽要求,選用德國利勃海爾HS855HD型成槽機(jī),其成槽深度最大70 m,精度高達(dá)1/1 000,成槽效率高。 (2)嚴(yán)格控制成槽工藝:嚴(yán)格按工藝流程作業(yè),在對(duì)⑦層土內(nèi)成槽時(shí),抓斗進(jìn)行合理改進(jìn),適當(dāng)擴(kuò)孔;清孔前,采用抓斗掃孔以避免頸縮而使鋼籠無法下放;合理安排各工序進(jìn)程,邊清孔邊起吊鋼籠,縮短槽段靜置時(shí)間。 (3)嚴(yán)格控制泥漿質(zhì)量:根據(jù)砂質(zhì)粉土的特性,采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土,并改變振動(dòng)篩篩網(wǎng)結(jié)構(gòu),保證旋流器的正常運(yùn)行,提高分離效率,適當(dāng)提高泥漿比重和黏度,確保槽壁的穩(wěn)定。2.1.2鋼筋籠采用整幅起吊 62 m長(zhǎng)先行幅鋼筋籠約重78 t,吊點(diǎn)設(shè)置在十字鋼板上,并對(duì)桁架進(jìn)行加強(qiáng),主筋和分布筋全部點(diǎn)焊。在場(chǎng)地受到限制的區(qū)域,只能采用200 t吊車,因而將鋼籠分段,采用接駁器對(duì)接的吊裝方式;對(duì)于L幅、T幅、Z幅鋼筋籠,因整幅制作難度大,且時(shí)間長(zhǎng),故采用1槽2籠的工藝(即整幅成槽、分籠吊裝)。2.1.3防滲控制 地下連續(xù)墻接頭采用十字鋼板接頭,通過加長(zhǎng)地下水滲流路徑來加強(qiáng)止水效果,同時(shí),在抓斗上安裝特制刮刀(見圖2),在反力箱上安裝特制鏟刀來清除十字鋼板上粘附牢固的混凝土塊?；炷翂K清除后,采用專制的有重力導(dǎo)向的刷壁器刷壁,最終采用超聲波檢測(cè)十字鋼板的垂直度,確保接頭的防滲效果。2.1.4輕軌樁基的保護(hù) 軌道交通3號(hào)線一側(cè)的東端頭井區(qū)域,在地下連續(xù)墻施工前,先在端頭井地下墻外施工長(zhǎng)32 m的φ1 000 mm深層攪拌樁,隔斷地下墻施工對(duì)高架的影響;同時(shí),這一區(qū)域地下墻分幅由5.8 m優(yōu)化為3 m,通過縮短分幅長(zhǎng)度來減少單位槽段的施工時(shí)間,增強(qiáng)土拱效應(yīng),保持土體的穩(wěn)定,降低成槽施工對(duì)周邊環(huán)境的影響。2.2超深基坑開挖施工技術(shù) 全長(zhǎng)285.8 m,標(biāo)準(zhǔn)段寬21.2 m的車站,如果作為1個(gè)基坑開挖,則基坑暴露時(shí)間要長(zhǎng)達(dá)1 a,抽承壓水時(shí)間也要近0.5 a,對(duì)周邊環(huán)境影響大、施工風(fēng)險(xiǎn)大。2.2.1化整為零 結(jié)合施工總體工期和分階段盾構(gòu)進(jìn)洞工期的要求,將車站主體基坑劃分為4個(gè)小基坑,分階段施工各個(gè)基坑,可減少基坑暴露時(shí)間,保護(hù)周邊建筑。2.2.2框架逆筑 為了控制基坑變形,采用鋼支撐和混凝土支撐相結(jié)合的支撐體系,共設(shè)置9道支撐。其中第一道采用鋼筋混凝土支撐,第二、四、六、八(雙榀)、九道為φ609鋼管支撐,第三、五、七道為鋼筋混凝土支撐和圍檁,并作為永久結(jié)構(gòu)板的一部分。在澆素混凝土和結(jié)構(gòu)制作前,為起到預(yù)先支撐作用,在每道混凝土撐下均進(jìn)行施噴抽條加固(見圖3)。2.2.3基坑開挖 按混凝土支撐分為4個(gè)大層進(jìn)行,開挖至混凝土支撐下部后,鋪設(shè)底模,制作混凝土支撐和圍檁?；炷林闻c地下墻及后期制作的中板均采用接駁器連接。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、制作時(shí)間長(zhǎng)而造成的基坑變形較大,則在施工中采用撐底加固和加臨時(shí)支撐兩項(xiàng)措施: (1)撐下加固?；拥鼗庸滩捎萌毓苄龂姌?樁徑1.2 m,樁心距0.9 m,qu(28)≥1.2 MPa),端頭井采用網(wǎng)格狀,標(biāo)準(zhǔn)段采用抽條和裙邊的形式。支撐底加固范圍為下一、下二、下三層支撐和圍檁以下2 m,在開挖面以下起到暗撐的作用。在旋噴施工時(shí),通過樁架上劃定標(biāo)記,分4層控制旋噴樁的標(biāo)高。 (2)撐上加撐。在混凝土支撐和圍檁制作過程中,由于上道鋼支撐與開挖面距離在3 m以上,為了在制作支撐和支撐達(dá)到強(qiáng)度的時(shí)間內(nèi)有效控制基坑變形,在混凝土制作面以上,增加1道臨時(shí)的φ609鋼支撐(在基坑往下開挖時(shí),再將這道臨時(shí)支撐下移),預(yù)加軸力至上道支撐設(shè)計(jì)值,并盡可能地靠近開挖面。2.2.4自動(dòng)化監(jiān)測(cè) 對(duì)于離基坑只有7 m的軌道交通3號(hào)線(輕軌)的保護(hù)要求比較高,要求2條軌道的差異沉降控制在2 mm內(nèi)。因此,從一開始施工,就在輕軌蓋梁上安裝電水平尺(精度在0.01 mm),在基坑開挖中進(jìn)行了嚴(yán)密的監(jiān)測(cè);在上海七建和輕軌高架側(cè)的地下連續(xù)墻內(nèi)埋設(shè)固定式測(cè)斜儀,實(shí)時(shí)反映地下連續(xù)墻的變形,以指導(dǎo)施工。2.3承壓水控制技術(shù)2.3.1地質(zhì)補(bǔ)勘 針對(duì)原有的地質(zhì)勘察報(bào)告中關(guān)于承壓水問題存在的疑問,施工前進(jìn)行了4次施工補(bǔ)勘,以靜力觸探為主,弄清基坑位置內(nèi)含砂地層的分布。2.3.2現(xiàn)場(chǎng)降水試驗(yàn) 為掌握建址地層之間的水力聯(lián)系和降水過程中的沉降反應(yīng),施工前進(jìn)行了調(diào)查滲流固結(jié)規(guī)律的現(xiàn)場(chǎng)降水實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)施由降壓井群、觀測(cè)井群、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)3部分組成。其中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括成組設(shè)置的孔隙水壓力、分層沉降和地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)、重要建構(gòu)筑物監(jiān)護(hù)測(cè)點(diǎn),構(gòu)成了以降壓井群為中心、80 m半徑范圍內(nèi)的“五環(huán)四射”放射狀監(jiān)測(cè)剖面(見圖4)。降水試驗(yàn)采用非完整井非穩(wěn)定流的方法進(jìn)行抽水試驗(yàn)。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),不僅準(zhǔn)確掌握了本區(qū)地下水位,準(zhǔn)確獲得本場(chǎng)地的水文地質(zhì)參數(shù),而且通過各層孔隙水壓力,確認(rèn)第⑤層最下部的亞層與⑦層存在水力聯(lián)系。2.3.3分層降壓 根據(jù)降水試驗(yàn)和打井實(shí)測(cè),⑤3-2層有壓力,但水量補(bǔ)給緩慢,因此,承壓水治理采用分層降壓:一方面,在該層中單獨(dú)布置井點(diǎn)或與疏干井相結(jié)合,形成混合井進(jìn)行降壓,使其成為有效的隔水層;另一方面,在⑦層土單獨(dú)布置井點(diǎn)降壓,這樣使降壓井最大設(shè)計(jì)降深由17m壓縮到6 m,有力地控制了沉降。2.3.4圍護(hù)與井點(diǎn)一體化設(shè)計(jì) 通過采取三維滲透場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行分析計(jì)算,提出了“以隔為主”的承壓水治理方案。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入承壓水層一定深度的情況下,通過圍護(hù)和井點(diǎn)的一體化設(shè)計(jì),使圍護(hù)結(jié)構(gòu)比井點(diǎn)濾網(wǎng)深,圍護(hù)結(jié)構(gòu)能夠“包”住井點(diǎn)(見圖5、圖6),可以有效地阻隔坑內(nèi)抽承壓水對(duì)坑外的影響。、3施工監(jiān)測(cè) 宜山路站基坑開挖深、環(huán)境保護(hù)要求高。車站的東側(cè)(Z3區(qū))是運(yùn)營中的3號(hào)線區(qū)間高架和車站及運(yùn)營中的4號(hào)線宜山路車站,高架承臺(tái)離基坑最近只有7 m,地下車站離基坑最近處為23 m,根據(jù)地鐵運(yùn)營公司要求,3號(hào)線軌道沉降最大允許值為2 cm,2個(gè)承臺(tái)的差異沉降要控制在0.25‰L(L為梁的跨距)內(nèi),兩條軌道的差異沉降值為2 mm。 因此,除常規(guī)一級(jí)基坑需要采取的監(jiān)測(cè)手段之外,根據(jù)施工的要求,還采取了一系列高精度、自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)措施。 (1)圍護(hù)自動(dòng)化測(cè)斜。在周邊保護(hù)要求比較高的上海七建和3號(hào)線輕軌高架一側(cè)的地下墻內(nèi)埋設(shè)固定式測(cè)斜儀,以實(shí)時(shí)反映的地下墻變形來指導(dǎo)施工。 (2)自動(dòng)化測(cè)差異沉降。在輕軌蓋梁上安裝電水平尺,其精度控制在0.01 mm以內(nèi)。 (3)水位自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。為了實(shí)時(shí)了解承壓水位,采用孔隙水壓計(jì)采集數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)采集器將頻率信號(hào)轉(zhuǎn)化為電子信號(hào),并采用專用軟件轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)水位曲線,設(shè)置水位報(bào)警值,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水位變化。 (4)土層分層沉降監(jiān)測(cè)。原先土層的分層沉降采用磁環(huán)監(jiān)測(cè),但其精度為±2 mm,測(cè)得數(shù)據(jù)波動(dòng)比較大,無法用于分析土體沉降與水位變化之間的規(guī)律分析。因而,從Z2區(qū)開始采用多點(diǎn)位移計(jì)來監(jiān)測(cè)土層的分層沉降,其原理是使剛性桿與所測(cè)土層通過化學(xué)漿固結(jié)為一體,剛性桿通過保護(hù)套管伸至地面,土層的活動(dòng)通過剛性桿如實(shí)地傳遞到地面,再通過千分表測(cè)量孔口的相對(duì)沉降;加上孔口的沉降,則得到該土層的絕對(duì)沉降值。多點(diǎn)位移計(jì)精度可達(dá)到±0.2 mm,監(jiān)測(cè)到土體的分層沉降。詳見圖7。 宜山路車站在整個(gè)地下連續(xù)墻施工過程中,運(yùn)營中的3號(hào)線最大沉降僅為1.62 mm,最大差異沉降0.65 mm,均在允許范圍之內(nèi);鄰近的房屋沉降觀測(cè)點(diǎn)最大值僅3.08 mm,基本不受影響;從基坑開挖情況來看,地下連續(xù)墻平均垂直精度偏差為1/500,小于1/300的標(biāo)準(zhǔn),并且基本無明顯滲漏水現(xiàn)象,抗?jié)B效果良好。4結(jié)語 上海軌道交通9號(hào)線宜山路車站是目前國內(nèi)軟土中最深的地鐵車站,其開挖面積超過5 000 m2。在超深地下連續(xù)墻施工中,通過引進(jìn)設(shè)備和工藝革新,形成一套超深地下連續(xù)墻施工工藝。在基坑施工中,采用方案比選、技術(shù)創(chuàng)新等,總結(jié)出深基坑開挖的施工技術(shù)。在承壓水施工中,先分析,后試驗(yàn),再施工;先研究,后計(jì)算,再實(shí)施,提出了以沉降控制為中心,按需降水的承壓水治理工藝。通過嚴(yán)密的施工監(jiān)測(cè),反饋指導(dǎo)施工,保證了車站本體的安全和周邊環(huán)境的安全。 宜山路站車站在超深地下連續(xù)墻、超深基坑開挖、超深降承壓水中采用的施工技術(shù)和積累的經(jīng)驗(yàn),為超深地鐵車站的設(shè)計(jì)、施工提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。參考文獻(xiàn)[1]劉建航,侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997.[2]吳林高.工程降水設(shè)計(jì)施工與基坑滲流理論[M].北京:人民交通出版社,2003.
1.2工程地質(zhì) 該車站第⑥層暗綠色粘性土(硬土層)缺失,第⑤層亞層復(fù)雜,其中在東端頭井位置存在⑤2-2砂質(zhì)粘土,而且與⑦1層連通,最淺處只有34.5 m,其中⑦1層局部缺失,且因夾較多薄層粘性土,土性比⑦2層明顯差,各土層特性見表2。2主要施工技術(shù)2.1超深地下連續(xù)墻施工 宜山路車站分4個(gè)區(qū)(Z1～Z4)施工,地下連續(xù)墻厚1.2 m。為保護(hù)周邊環(huán)境,東端頭井(Z3區(qū))處地下連續(xù)墻加深至62 m,標(biāo)準(zhǔn)段加深至61 m,墻趾進(jìn)入⑦2號(hào)土超過10 m。因此,成槽穩(wěn)定性、鋼籠起吊、地下連續(xù)墻防滲成為施工控制的關(guān)鍵因素。2.1.1成槽精度和穩(wěn)定性控制 (1)根據(jù)成槽要求,選用德國利勃海爾HS855HD型成槽機(jī),其成槽深度最大70 m,精度高達(dá)1/1 000,成槽效率高。 (2)嚴(yán)格控制成槽工藝:嚴(yán)格按工藝流程作業(yè),在對(duì)⑦層土內(nèi)成槽時(shí),抓斗進(jìn)行合理改進(jìn),適當(dāng)擴(kuò)孔;清孔前,采用抓斗掃孔以避免頸縮而使鋼籠無法下放;合理安排各工序進(jìn)程,邊清孔邊起吊鋼籠,縮短槽段靜置時(shí)間。 (3)嚴(yán)格控制泥漿質(zhì)量:根據(jù)砂質(zhì)粉土的特性,采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土,并改變振動(dòng)篩篩網(wǎng)結(jié)構(gòu),保證旋流器的正常運(yùn)行,提高分離效率,適當(dāng)提高泥漿比重和黏度,確保槽壁的穩(wěn)定。2.1.2鋼筋籠采用整幅起吊 62 m長(zhǎng)先行幅鋼筋籠約重78 t,吊點(diǎn)設(shè)置在十字鋼板上,并對(duì)桁架進(jìn)行加強(qiáng),主筋和分布筋全部點(diǎn)焊。在場(chǎng)地受到限制的區(qū)域,只能采用200 t吊車,因而將鋼籠分段,采用接駁器對(duì)接的吊裝方式;對(duì)于L幅、T幅、Z幅鋼筋籠,因整幅制作難度大,且時(shí)間長(zhǎng),故采用1槽2籠的工藝(即整幅成槽、分籠吊裝)。2.1.3防滲控制 地下連續(xù)墻接頭采用十字鋼板接頭,通過加長(zhǎng)地下水滲流路徑來加強(qiáng)止水效果,同時(shí),在抓斗上安裝特制刮刀(見圖2),在反力箱上安裝特制鏟刀來清除十字鋼板上粘附牢固的混凝土塊?；炷翂K清除后,采用專制的有重力導(dǎo)向的刷壁器刷壁,最終采用超聲波檢測(cè)十字鋼板的垂直度,確保接頭的防滲效果。2.1.4輕軌樁基的保護(hù) 軌道交通3號(hào)線一側(cè)的東端頭井區(qū)域,在地下連續(xù)墻施工前,先在端頭井地下墻外施工長(zhǎng)32 m的φ1 000 mm深層攪拌樁,隔斷地下墻施工對(duì)高架的影響;同時(shí),這一區(qū)域地下墻分幅由5.8 m優(yōu)化為3 m,通過縮短分幅長(zhǎng)度來減少單位槽段的施工時(shí)間,增強(qiáng)土拱效應(yīng),保持土體的穩(wěn)定,降低成槽施工對(duì)周邊環(huán)境的影響。2.2超深基坑開挖施工技術(shù) 全長(zhǎng)285.8 m,標(biāo)準(zhǔn)段寬21.2 m的車站,如果作為1個(gè)基坑開挖,則基坑暴露時(shí)間要長(zhǎng)達(dá)1 a,抽承壓水時(shí)間也要近0.5 a,對(duì)周邊環(huán)境影響大、施工風(fēng)險(xiǎn)大。2.2.1化整為零 結(jié)合施工總體工期和分階段盾構(gòu)進(jìn)洞工期的要求,將車站主體基坑劃分為4個(gè)小基坑,分階段施工各個(gè)基坑,可減少基坑暴露時(shí)間,保護(hù)周邊建筑。2.2.2框架逆筑 為了控制基坑變形,采用鋼支撐和混凝土支撐相結(jié)合的支撐體系,共設(shè)置9道支撐。其中第一道采用鋼筋混凝土支撐,第二、四、六、八(雙榀)、九道為φ609鋼管支撐,第三、五、七道為鋼筋混凝土支撐和圍檁,并作為永久結(jié)構(gòu)板的一部分。在澆素混凝土和結(jié)構(gòu)制作前,為起到預(yù)先支撐作用,在每道混凝土撐下均進(jìn)行施噴抽條加固(見圖3)。2.2.3基坑開挖 按混凝土支撐分為4個(gè)大層進(jìn)行,開挖至混凝土支撐下部后,鋪設(shè)底模,制作混凝土支撐和圍檁?；炷林闻c地下墻及后期制作的中板均采用接駁器連接。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、制作時(shí)間長(zhǎng)而造成的基坑變形較大,則在施工中采用撐底加固和加臨時(shí)支撐兩項(xiàng)措施: (1)撐下加固?；拥鼗庸滩捎萌毓苄龂姌?樁徑1.2 m,樁心距0.9 m,qu(28)≥1.2 MPa),端頭井采用網(wǎng)格狀,標(biāo)準(zhǔn)段采用抽條和裙邊的形式。支撐底加固范圍為下一、下二、下三層支撐和圍檁以下2 m,在開挖面以下起到暗撐的作用。在旋噴施工時(shí),通過樁架上劃定標(biāo)記,分4層控制旋噴樁的標(biāo)高。 (2)撐上加撐。在混凝土支撐和圍檁制作過程中,由于上道鋼支撐與開挖面距離在3 m以上,為了在制作支撐和支撐達(dá)到強(qiáng)度的時(shí)間內(nèi)有效控制基坑變形,在混凝土制作面以上,增加1道臨時(shí)的φ609鋼支撐(在基坑往下開挖時(shí),再將這道臨時(shí)支撐下移),預(yù)加軸力至上道支撐設(shè)計(jì)值,并盡可能地靠近開挖面。2.2.4自動(dòng)化監(jiān)測(cè) 對(duì)于離基坑只有7 m的軌道交通3號(hào)線(輕軌)的保護(hù)要求比較高,要求2條軌道的差異沉降控制在2 mm內(nèi)。因此,從一開始施工,就在輕軌蓋梁上安裝電水平尺(精度在0.01 mm),在基坑開挖中進(jìn)行了嚴(yán)密的監(jiān)測(cè);在上海七建和輕軌高架側(cè)的地下連續(xù)墻內(nèi)埋設(shè)固定式測(cè)斜儀,實(shí)時(shí)反映地下連續(xù)墻的變形,以指導(dǎo)施工。2.3承壓水控制技術(shù)2.3.1地質(zhì)補(bǔ)勘 針對(duì)原有的地質(zhì)勘察報(bào)告中關(guān)于承壓水問題存在的疑問,施工前進(jìn)行了4次施工補(bǔ)勘,以靜力觸探為主,弄清基坑位置內(nèi)含砂地層的分布。2.3.2現(xiàn)場(chǎng)降水試驗(yàn) 為掌握建址地層之間的水力聯(lián)系和降水過程中的沉降反應(yīng),施工前進(jìn)行了調(diào)查滲流固結(jié)規(guī)律的現(xiàn)場(chǎng)降水實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)施由降壓井群、觀測(cè)井群、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)3部分組成。其中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括成組設(shè)置的孔隙水壓力、分層沉降和地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)、重要建構(gòu)筑物監(jiān)護(hù)測(cè)點(diǎn),構(gòu)成了以降壓井群為中心、80 m半徑范圍內(nèi)的“五環(huán)四射”放射狀監(jiān)測(cè)剖面(見圖4)。降水試驗(yàn)采用非完整井非穩(wěn)定流的方法進(jìn)行抽水試驗(yàn)。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),不僅準(zhǔn)確掌握了本區(qū)地下水位,準(zhǔn)確獲得本場(chǎng)地的水文地質(zhì)參數(shù),而且通過各層孔隙水壓力,確認(rèn)第⑤層最下部的亞層與⑦層存在水力聯(lián)系。2.3.3分層降壓 根據(jù)降水試驗(yàn)和打井實(shí)測(cè),⑤3-2層有壓力,但水量補(bǔ)給緩慢,因此,承壓水治理采用分層降壓:一方面,在該層中單獨(dú)布置井點(diǎn)或與疏干井相結(jié)合,形成混合井進(jìn)行降壓,使其成為有效的隔水層;另一方面,在⑦層土單獨(dú)布置井點(diǎn)降壓,這樣使降壓井最大設(shè)計(jì)降深由17m壓縮到6 m,有力地控制了沉降。2.3.4圍護(hù)與井點(diǎn)一體化設(shè)計(jì) 通過采取三維滲透場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行分析計(jì)算,提出了“以隔為主”的承壓水治理方案。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入承壓水層一定深度的情況下,通過圍護(hù)和井點(diǎn)的一體化設(shè)計(jì),使圍護(hù)結(jié)構(gòu)比井點(diǎn)濾網(wǎng)深,圍護(hù)結(jié)構(gòu)能夠“包”住井點(diǎn)(見圖5、圖6),可以有效地阻隔坑內(nèi)抽承壓水對(duì)坑外的影響。、
3施工監(jiān)測(cè) 宜山路站基坑開挖深、環(huán)境保護(hù)要求高。車站的東側(cè)(Z3區(qū))是運(yùn)營中的3號(hào)線區(qū)間高架和車站及運(yùn)營中的4號(hào)線宜山路車站,高架承臺(tái)離基坑最近只有7 m,地下車站離基坑最近處為23 m,根據(jù)地鐵運(yùn)營公司要求,3號(hào)線軌道沉降最大允許值為2 cm,2個(gè)承臺(tái)的差異沉降要控制在0.25‰L(L為梁的跨距)內(nèi),兩條軌道的差異沉降值為2 mm。 因此,除常規(guī)一級(jí)基坑需要采取的監(jiān)測(cè)手段之外,根據(jù)施工的要求,還采取了一系列高精度、自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)措施。 (1)圍護(hù)自動(dòng)化測(cè)斜。在周邊保護(hù)要求比較高的上海七建和3號(hào)線輕軌高架一側(cè)的地下墻內(nèi)埋設(shè)固定式測(cè)斜儀,以實(shí)時(shí)反映的地下墻變形來指導(dǎo)施工。 (2)自動(dòng)化測(cè)差異沉降。在輕軌蓋梁上安裝電水平尺,其精度控制在0.01 mm以內(nèi)。 (3)水位自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。為了實(shí)時(shí)了解承壓水位,采用孔隙水壓計(jì)采集數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)采集器將頻率信號(hào)轉(zhuǎn)化為電子信號(hào),并采用專用軟件轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)水位曲線,設(shè)置水位報(bào)警值,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水位變化。 (4)土層分層沉降監(jiān)測(cè)。原先土層的分層沉降采用磁環(huán)監(jiān)測(cè),但其精度為±2 mm,測(cè)得數(shù)據(jù)波動(dòng)比較大,無法用于分析土體沉降與水位變化之間的規(guī)律分析。因而,從Z2區(qū)開始采用多點(diǎn)位移計(jì)來監(jiān)測(cè)土層的分層沉降,其原理是使剛性桿與所測(cè)土層通過化學(xué)漿固結(jié)為一體,剛性桿通過保護(hù)套管伸至地面,土層的活動(dòng)通過剛性桿如實(shí)地傳遞到地面,再通過千分表測(cè)量孔口的相對(duì)沉降;加上孔口的沉降,則得到該土層的絕對(duì)沉降值。多點(diǎn)位移計(jì)精度可達(dá)到±0.2 mm,監(jiān)測(cè)到土體的分層沉降。詳見圖7。 宜山路車站在整個(gè)地下連續(xù)墻施工過程中,運(yùn)營中的3號(hào)線最大沉降僅為1.62 mm,最大差異沉降0.65 mm,均在允許范圍之內(nèi);鄰近的房屋沉降觀測(cè)點(diǎn)最大值僅3.08 mm,基本不受影響;從基坑開挖情況來看,地下連續(xù)墻平均垂直精度偏差為1/500,小于1/300的標(biāo)準(zhǔn),并且基本無明顯滲漏水現(xiàn)象,抗?jié)B效果良好。4結(jié)語 上海軌道交通9號(hào)線宜山路車站是目前國內(nèi)軟土中最深的地鐵車站,其開挖面積超過5 000 m2。在超深地下連續(xù)墻施工中,通過引進(jìn)設(shè)備和工藝革新,形成一套超深地下連續(xù)墻施工工藝。在基坑施工中,采用方案比選、技術(shù)創(chuàng)新等,總結(jié)出深基坑開挖的施工技術(shù)。在承壓水施工中,先分析,后試驗(yàn),再施工;先研究,后計(jì)算,再實(shí)施,提出了以沉降控制為中心,按需降水的承壓水治理工藝。通過嚴(yán)密的施工監(jiān)測(cè),反饋指導(dǎo)施工,保證了車站本體的安全和周邊環(huán)境的安全。 宜山路站車站在超深地下連續(xù)墻、超深基坑開挖、超深降承壓水中采用的施工技術(shù)和積累的經(jīng)驗(yàn),為超深地鐵車站的設(shè)計(jì)、施工提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。參考文獻(xiàn)[1]劉建航,侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997.[2]吳林高.工程降水設(shè)計(jì)施工與基坑滲流理論[M].北京:人民交通出版社,2003.
