高揚(yáng)

摘要 蘇州軌道交通6號(hào)線蘇勝路站主體基坑采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，局部上方有220 kV高壓線橫跨，經(jīng)過(guò)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選，基坑采用低凈空成槽技術(shù)滿足高壓線下安全要求，并提出相應(yīng)的施工技術(shù)、安全措施。經(jīng)實(shí)踐證明，設(shè)計(jì)與施工方案安全有效，可為高壓線下地鐵車站基坑圍護(hù)工程提供參考。

關(guān)鍵詞 高壓線;基坑圍護(hù);低凈空成槽

中圖分類號(hào) TU744 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 2096-8949（2022）01-0133-03

0 引言

架空高壓線下施工地鐵車站深基坑，通常因斷電影響居民、工業(yè)用電，遷改或升塔費(fèi)用非常高，審批流程非常長(zhǎng)，所以應(yīng)盡量避免遷改或改造高壓線，從而使得工程自身的施工工法需要做出針對(duì)性的改變。目前，國(guó)內(nèi)已有學(xué)者對(duì)高壓線下基坑工程展開(kāi)了論述與總結(jié)，如薛永健等總結(jié)的高壓線下地下二層車站基坑TRD工法應(yīng)用[1];王艷偉論述的高壓線下地下二層車站基坑低凈空成槽工法應(yīng)用[2];段瑾總結(jié)的高壓線下地鐵附屬基坑鉆孔灌注樁+高壓旋噴樁止水帷幕工法應(yīng)用[3]。但這些論述與總結(jié)，均以地下二層車站或附屬基坑工程較多，對(duì)于地下三層站基坑研究與應(yīng)用較少，因此，該文對(duì)高壓線下地下三層車站基坑進(jìn)行工法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選論述，并提出相應(yīng)的施工技術(shù)和安全措施。

1 工程概況

蘇州軌道交通6號(hào)線蘇勝路站位于星塘街和中新大道東路交叉口，沿中新大道東路南側(cè)東西向布置，與5號(hào)線節(jié)點(diǎn)換乘，與遠(yuǎn)期S2線通道換乘。為14 m站臺(tái)地下三層島式車站，主體長(zhǎng)186 m，站臺(tái)中心處寬24.1 m，站臺(tái)中心頂板覆土約3.1 m，車站基坑開(kāi)挖深度約25 m（站臺(tái)中心處）。

現(xiàn)車站中部上方有220 kV高壓線橫跨車站，由于熱脹冷縮原理，高壓線在夏季時(shí)垂懸的幅度最大，測(cè)得高壓線夏季懸高為19.6 m，兩側(cè)邊導(dǎo)線間距為11 m。根據(jù)《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 46—2005）第4.1.4條，在外電架空線路附近吊裝時(shí)，起重機(jī)的任何部位或被吊物邊緣在最大偏斜時(shí)與架空線路邊線的最小安全距離應(yīng)滿足相應(yīng)要求。220 kV高壓線情況下，安全距離沿垂直方向和沿水平方向均為6 m，因此安全起重吊裝空間只剩下13.6 m高度。受高壓線安全凈空影響的寬度為23 m，影響范圍外基坑圍護(hù)均采用1 000 m厚地下連續(xù)墻，如圖1所示。

2 工程地質(zhì)條件

蘇勝路站勘察所揭露的76.3 m深度范圍內(nèi)淺土層為第四紀(jì)全新世至早更新世沉積的疏松沉積物，以黏性土為主，基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)土體自上而下主要為：①1填土、①3素填土、③2粉質(zhì)黏土、④1粉質(zhì)黏土、④2粉土夾粉砂、⑤1粉質(zhì)黏土、⑤1a粉質(zhì)黏土夾粉土，底板落于⑤1a粉質(zhì)黏土夾粉土。

對(duì)該工程有影響的地下水主要為潛水、微承壓水及第I承壓水三類，潛水主要埋藏于表層填土中，埋深約為1.28～1.83 m;微承壓水位于④2粉土夾粉砂層中，埋深約16 m，層厚約2 m，穩(wěn)定水頭標(biāo)高為1.35 m。第I承壓水位于⑦2層粉土夾粉砂、⑦4層粉土、⑨粉土層中，埋深約37 m，層厚約8.1～16 m，穩(wěn)定水頭標(biāo)高為-1.91 m。

3 設(shè)計(jì)分析與工法選型

蘇勝路站處于中新大道東路下方，西側(cè)為已施工的地鐵5號(hào)線，南側(cè)為奧體中心消防車道，車站周邊環(huán)境較復(fù)雜，施工空間有限，基坑安全等級(jí)及變形控制等級(jí)均為一級(jí)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件及以往工程經(jīng)驗(yàn)，可供選擇的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式有地下連續(xù)墻、鉆孔咬合樁、鉆孔灌注樁，止水帷幕的形式有三軸攪拌樁、旋噴樁、MJS工法、TRD工法。

3.1 各工法特點(diǎn)及適用性

3.1.1 地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻是蘇州市地鐵深基坑工程中最成熟、最常見(jiàn)的支護(hù)形式。地下連續(xù)墻墻體剛度大，封閉連續(xù)澆筑，整體性好，因而結(jié)構(gòu)自身和周邊環(huán)境變形較小，止水效果好，對(duì)周邊建（構(gòu)）物的影響較小，基坑安全較易控制[3]。

地下連續(xù)墻的成槽方式有普通抓斗式成槽、沖擊鉆成槽、低凈空成槽。普通抓斗式成槽最為常用，適合多數(shù)地層，成槽質(zhì)量較好，止水效果好，但設(shè)備高度約16 m，操作凈高不滿足要求;沖擊鉆成槽適合各種地層，但成槽垂直度控制難度較大，可能出現(xiàn)侵限問(wèn)題;低凈空成槽與普通抓斗式成槽有同樣的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)，而且設(shè)備高度僅為5～8 m，操作凈高滿足要求。

3.1.2 鉆孔咬合樁

鉆孔咬合樁是采用全套筒沖抓機(jī)械成孔，素混凝土樁與鋼筋混凝土樁互相咬合排列的一種基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。具有如下優(yōu)點(diǎn)：①套筒邊壓入邊糾偏，垂直精度可控;②抓斗在套筒內(nèi)取土，無(wú)須泥漿護(hù)壁，可減少工程施工對(duì)環(huán)境的污染;③套筒護(hù)壁，可有效防止孔內(nèi)塌孔，成樁質(zhì)量高;④樁與樁互相咬合，止水效果好。缺點(diǎn)一是施作二序樁時(shí)，一序樁可能出現(xiàn)混凝土管涌現(xiàn)象;二是對(duì)一序樁的混凝土緩凝時(shí)間、二序樁的施工時(shí)間有特殊要求，必須在一序樁混凝土終凝前完成二序樁的切割成孔[4]，施工質(zhì)量受工序銜接影響大。

3.1.3 鉆孔灌注樁+止水帷幕

鉆孔灌注樁圍護(hù)是地鐵深基坑施工使用較為廣泛的工法，具有工藝成熟、施工簡(jiǎn)單、施工速度快的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是需要止水帷幕輔助止水，并產(chǎn)生大量泥漿，易污染環(huán)境。止水帷幕的形式有三軸攪拌樁、旋噴樁、MJS工法、TRD工法。

（1）三軸攪拌樁利用攪拌樁機(jī)將水泥噴入土體并充分?jǐn)嚢?，產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)而提高地基強(qiáng)度，并達(dá)到止水作用。三軸攪拌樁設(shè)備機(jī)身高度達(dá)到30 m以上，對(duì)于高壓線下13.6 m的凈空要求，明顯不能滿足，另外占地面積大，對(duì)場(chǎng)地要求高。對(duì)于地下三層站，止水深度要求達(dá)到48 m，而三軸攪拌樁施工深度超過(guò)30 m時(shí)，垂直度難以控制，止水效果差。

（2）旋噴樁是利用鉆機(jī)將帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至預(yù)定土層后，用高壓將漿液噴射，與土層凝固。具有施工方便、固結(jié)強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，但不適用于地下水流速過(guò)大的地層。高壓旋噴管機(jī)高度約8 m，滿足凈空要求。與三軸攪拌樁類似，旋噴樁施工深度超過(guò)40 m時(shí)，垂直度難以控制，止水效果達(dá)不到要求。

（3）MJS全稱全方位高壓旋噴注漿系統(tǒng)（Metro Jet System），采用獨(dú)特的多孔管和前端強(qiáng)制吸漿裝置，實(shí)現(xiàn)了孔內(nèi)強(qiáng)制排漿和地內(nèi)壓力監(jiān)測(cè)，并通過(guò)調(diào)整強(qiáng)制排漿量來(lái)控制地內(nèi)壓力，使深處排泥和地內(nèi)壓力得到合理控制。和傳統(tǒng)旋噴工藝相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：①成樁直徑大、質(zhì)量好。在黏土層中，一般可形成直徑約2.4 m的加固體;②設(shè)備高度4 m左右，占地小，場(chǎng)地適應(yīng)性好;③加固深度大，可達(dá)到50～100 m;④可進(jìn)行水平、垂直、360°全方位注漿。

（4）TRD（Trench cutting Re-mixing Deep wall）工法，又稱等厚度水泥土地下連續(xù)墻工法[5]。工法流程是將鏈鋸式刀具掘削至設(shè)計(jì)深度，再水平推進(jìn)切割土體并注漿，使泥漿與土體攪拌混合并固結(jié)形成連續(xù)水泥土墻。TRD由于連續(xù)施工，墻體等厚，止水性能優(yōu)異;設(shè)備高度僅約10 m，特別適宜凈空受限的施工場(chǎng)地;最大施工深度可達(dá)60 m。

3.2 選型結(jié)果

鑒于該工程為地下三層站、基坑開(kāi)挖深度達(dá)到25 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)深度約48 m，總圍護(hù)長(zhǎng)度46 m。通過(guò)計(jì)算，不同工法采用的構(gòu)件尺寸與規(guī)模如表1所示，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。

普通抓斗式成槽地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁+三軸攪拌樁止水圍護(hù)由于高壓線下安全凈空要求不滿足而不適用;沖擊鉆成槽地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁+旋噴樁止水由于基坑過(guò)深，施工成型效果差而不適用，鉆孔灌注樁+旋噴樁止水圍護(hù)在類似地層的地鐵深基坑中有滲漏水案例[3];鉆孔灌注樁+MJS止水造價(jià)偏高;鉆孔咬合樁雖然造價(jià)較低，但對(duì)于軟土地區(qū)的地下三層車站，鉆孔深度達(dá)到50 m的基坑，蘇州市尚無(wú)工程經(jīng)驗(yàn)。相比較而言，低凈空成槽地下連續(xù)墻雖然造價(jià)稍高，但能確保地下三層車站深基坑圍護(hù)效果和滿足凈空要求，且220 kV高壓線影響范圍外基坑圍護(hù)均采用地下連續(xù)墻，可避免采用不同工法的接縫問(wèn)題，降低工程復(fù)雜程度。

綜上所述，220 kV高壓線下車站深基坑圍護(hù)方案采用低凈空成槽地下連續(xù)墻適用、安全、可靠，經(jīng)濟(jì)合理。

4 施工措施

由于吊裝凈空限值，鋼筋籠需要分為8節(jié)吊裝，相對(duì)于整體吊裝，槽壁暴露時(shí)間長(zhǎng)，且地下連續(xù)墻穿越④2粉土夾粉砂層、⑦2粉土夾粉砂層，極易形成塌孔、縮孔。同時(shí)避免施工過(guò)程中機(jī)械設(shè)備觸及高壓線網(wǎng)安全紅線，需從以下幾點(diǎn)加強(qiáng)措施：

（1）為防止重復(fù)使用導(dǎo)致泥漿質(zhì)量降低，每幅槽段均采用新漿，二次清孔時(shí)同樣用新漿進(jìn)行清孔。并在泥漿中適當(dāng)加大重晶石粉用量以提高泥漿比重;加大CMC用量以提高泥漿黏度，增大槽內(nèi)泥漿壓力和形成泥皮的能力，從而達(dá)到更好的護(hù)壁和防坍效果。

（2）嚴(yán)格控制泥漿液位，保證泥漿液面比地下水位高0.5 m，并不低于導(dǎo)墻頂面以下0.3 m。施工中時(shí)刻注意泥漿液位，防止泥漿漏失并及時(shí)補(bǔ)漿[2]。

（3）施工過(guò)程中嚴(yán)格控制地面的重載，避免因附近施工荷載作用而造成土壁塌方。

（4）加強(qiáng)工序間的銜接，盡量縮短槽壁的暴露時(shí)間。鋼筋籠每次對(duì)接時(shí)必須在一個(gè)小時(shí)內(nèi)完成，在下放鋼筋籠期間槽內(nèi)泥漿要不定時(shí)進(jìn)行循環(huán)，保證槽內(nèi)泥漿的質(zhì)量。

（5）應(yīng)針對(duì)高壓線的危險(xiǎn)因素，搭設(shè)高壓防護(hù)棚，（如圖2所示），設(shè)置近電報(bào)警、防感應(yīng)電等措施，確保施工人員、設(shè)備安全。

5 結(jié)論

對(duì)于低凈空高壓線下的地鐵車站基坑工程，通過(guò)針對(duì)性的設(shè)計(jì)方案與施工措施，可保證施工過(guò)程安全，得出以下結(jié)論，可為其他類似工程提供參考。

（1）低凈空高壓線下地鐵車站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)選型，應(yīng)綜合考慮基坑深度、安全凈空高度等因素，采用低凈空成槽機(jī)成槽工藝既滿足深基坑安全使用要求，也滿足凈空要求，且契合原本圍護(hù)形式，降低基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。

（2）現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，應(yīng)針對(duì)槽壁暴露時(shí)間長(zhǎng)問(wèn)題，制定具體的成槽與鋼筋籠吊裝、對(duì)接方案;針對(duì)高壓線的危險(xiǎn)因素，制定相應(yīng)的安全措施。

參考文獻(xiàn)

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