1、1上下叠落同站台换乘车站施工工艺介绍摘要:结合北京地铁 6 号线南锣鼓巷站工程实例,介绍了平面不规则深挖基坑安全施工方案。通过监测结果与使用效果证明了其可行性,得出了一些对类似工程有一定参考意义的结论,供同类工程借鉴。 关键词:明挖车站;深基坑;施工工艺 The safety of open-cut metro station construction scheme Abstract: Combined with Beijing subway line 6 Nanluoguxiang station as an example, introduces the plane irregular d
2、eep foundation pit construction safety scheme. Through the monitoring results and application proves its feasibility for similar engineering, draws some valuable conclusions, to offer a reference for similar engineering. 中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号: 1 前言 南锣鼓巷站是北京第一座上下叠落同站台换乘车站,是 6 号线和 8号线的换乘站;受 6 号线和 8
3、号线两端线路走向、车站西段平安大街南侧教堂和北侧东不压桥遗址的制约,6 号线和 8 号线两条线路的上下行线均需从仅 40m 的道路红线下穿过,经过线路纵断面的精心研究,采用两2条线路上下叠落的设计,6 号线和 8 号线的上下行线自身重叠,在车站形成了同站台换乘的条件。考虑到平安大街较大的交通量和市政管线条件复杂,将两座车站布置在道路南北两侧,以 10m 宽的双层通道连接两侧站台,形成了同站台通道行换乘通道平行换乘这一独特站型。 图 1 南锣鼓巷站明挖基坑平面图 图 2 南锣鼓巷站明挖基坑剖面图 2 工程概况(含地质情况) 本站为地铁 6 号线与地铁 8 号线的换乘车站,为左右线叠落岛式站台车站
4、,主体结构为地下二四层框架结构,局部外挂地下两层结构,主体与出入口结合建设;车站总长 211.62m,其中明挖部分为 160.6m。车站西端三四层主体结构与外挂附属两层结构采用明挖法施工,主体基坑深 28.85m,外挂两层基坑深 14.1m;车站东端两层主体结构(地下二、三层站台层)采用暗挖法施工,覆土约 10m。本车站距离周边的保护四合院建筑较近(最近处约 2.1m) ;车站东端接近火药局五条胡同。车站基坑距离路北的 8 号线车站结构约 40m 左右。车站北侧现状道路下方较大的管线主要有:东西向直径 1550mm 的污水管管底埋深9.3m,20002350 的电力管沟埋深 2.7m,直径 1
5、200mm 的雨水管埋深6.3m,30001700 的热力管沟埋深 4.7m。其中直径 1550mm 的污水管距离基坑最近,与车站水平距离最近处不足 1m,管线材质为混凝土。 3根据北京地铁 6 号线一期 01 合同段南锣鼓巷站岩土工程勘察报告,本工程场地位于永定河冲洪扇中下部,整体地势较为平坦。结构底板位于卵砾石层和粉质粘土层,顶板位于房扎土层和粉土层。南锣鼓巷站结构主要受四层地下水影响。第一层地下水属于上层滞水,第二层地下水属于潜水,第三层地下水属于层间潜水,第四层地下水属于承压水。该层地下水静止水位标高为 21.8524.70m,在 11 月至来年 3 月水位较高,年变化幅度一般 13
6、米左右; 3 工艺介绍 车站西段 160m 明挖部分分为深浅两个基坑,深基坑深约 28.5m,附属浅基坑深约 14m,车站明挖施工时深浅基坑同期开挖,待开挖至附属浅基坑底标高时破除深浅基坑间的围护桩,施作该部分冠梁,继续开挖深基坑至其底板设计标高。 3.1 基坑开挖 基坑开挖技术措施: a、基坑开挖过程中及时施工锚索(钢支撑) ,保证基坑正常开挖在加载卸载过程中围护结构的受力符合设计。 b、土方开挖过程中确保降水、排水系统的正常运转,设置集水坑,及时排除坑底积水,在基坑周边防止地面水渗入,当地面有裂缝出现时,必须及时用粘土或水泥砂浆封堵,以免裂缝进一步扩大。 c、基坑挖土时,做好施工机械的通道
7、布置、开挖顺序及出渣位置的安排。严禁在开挖过程中碰撞围护结构、锚索和钢支撑。 d、施工期间,基坑周边超载不得大于 20KPa。 4e、为保证坑底平整,控制超欠挖,基坑开挖到设计坑底标高以上2030cm 时,采用人工清底。基坑开挖完成后,应减少暴露时间,防止曝晒和雨水浸刷破坏地基土的原状结构。 f、基坑挖至基底设计标高并清理后,施工单位必须会同勘察、设计、建设(或监理)等单位共同进行验槽,合格后方能进行基础工程施工,基坑验槽后,及时浇注垫层封闭基坑,垫层要做到基坑满封闭。 g、基坑开挖到坑底后,尽快预埋接地装置。 3.2 1550 污水管保护 由于 1550 的污水管改移工期受场地和拆迁的制约,
8、具有不确定性。如基坑开挖施工该管线无法改移,将采取以下措施加以保护。 a、围护桩施工时,距污水管 0.62m 的围护桩施工影响较大,主要集中在西北侧,总共 52 根,此部分围护桩先采用人工挖孔桩穿过既有污水管线后,再采用机械钻孔桩施工剩余孔深。此段人工挖孔桩的目的主要是减小机械成孔时对污水管线的破坏和影响,防止管线变形过大。又可以探明管线附近土层的状况,减小由于不明软弱地层造成的事故。人工挖孔桩开挖总深度为 12m,每节开挖深度 1m,并随挖随支,护壁采用钢筋混凝土护壁,护壁厚度 15cm,混凝土采用 C20 自拌混凝土,在孔内四周均匀打设 500mm 长,22 的钢筋锚杆 4 根,竖向间距
9、1000mm,倾角30,纵向连接筋采用 20,搭接长度 250mm。 b、在基坑开挖前,在车站主体围护桩间采用三重管高压旋喷加固,考虑车站主体围护桩采用 10001400,旋喷桩径采用 600mm,旋喷桩成孔深度为 20m(穿透卵石层层,深入粉质粘土层不小于 500mm) ,旋5喷加固深度为 15m(地面标高以下 5m 范围内不旋喷),浆液采用水泥浆,共计施作 96 根旋喷桩。 图 3 南锣鼓巷站 1550 污水管保护措施示意图 c、基坑北侧 1550 污水管距离围护桩距离 1m5m 不等,基坑北侧第二道锚索打设时为避让污水管采取如下措施:施工前采用洛阳铲对污水管进行探测同时在地面通过污水管检
10、查井对管线进行复测,根据测量结果,对锚索打设进行现场调整以避让管线。 3.3 周边建筑保护 焕新胡同 24 号为保护性四合院,位于南锣鼓巷站基坑西南侧,距基坑边仅 2m,房屋为砖瓦结构;火药局胡同 3 条 3 号位于南锣鼓巷站基坑东侧,距离基坑仅为 1.2m,基坑开挖后势必对其产生影响,拟采取以下措施加以保护: a、严格遵循“边挖边锚(撑) ”的原则, 实行掏槽开挖,随挖随施工锚索、架支撑,并及时按设计值施加预应力; b、在降水效果得到满足的前提下,尽可能减少此房屋附近降水井的抽水量; c、在基坑开挖过程中,加强对此房屋的监控量测,如发现地面沉降及房屋变形过大立刻对房屋采取保护措施; d、施工
11、期间重型车辆严禁经过房屋四周; 6e、基坑开挖渣土严禁堆放于此房屋四周。 3.4 锚索施工 由于浅基坑宽度由 011m 不等,为避免 14 轴19 轴第四道、第五道锚索与已打设的 Z3 短桩冲突。采取措施为: a、短桩距离较近处,采用洛阳铲探明短桩位置,调整锚索平面角度从短桩桩间穿过; b、短桩距离较远处,调整锚索竖向倾角从短桩桩底穿过; c、平面角度及竖向倾角调整见图 4。 图 4 南锣鼓巷站明挖基坑锚索角度调整 4 难点分析 结合车站土方开挖及支护施工内容和周边环境、工程地质水文等特点,参考类似工程施工经验,本车站施工的主要重、难点有: (1)车站自身结构开挖深度大,达到 28.85m,基
12、坑侧壁安全等级为一级。 (2)车站基坑靠近既有市政管线较近,尤其是直径 1550mm 污水管,保证管线安全和基坑安全是本工程的难点和重点。 (3)车站靠近平瓦房,如何控制基坑开挖过程中可能造成的沉降是施工的重点。 (4)如何保证基坑锚索体系的稳固是锚索施工的重点。 (5)深基坑施工,防范高空坠物、机械伤害等安全事故是施工控制7的重点。 5 结论 (1)南锣鼓巷站地表平均沉降为 13.26mm,管线平均沉降为8.29mm,建筑平均沉降为 4.76mm,桩顶最大位移为 4.16mm,变形均在设计值允许范围之内。通过监测结果与使用效果证明了该施工方案的可行性; (2)上述施工措施的采取,特别是桩锚支
13、护体系的灵活运用,降低了基坑侧壁受剪、受弯带来的影响,保证了不规则基坑的整体稳定性; (3)防坠落措施的实行,降低了现场施工的风险,保证了施工人员的安全; 综上所述,该方案切实可行,可作为安全施工经验供同类工程借鉴。参考文献: 1 宋福渊,刘小刚,程学军.深基坑降水设计与施工. 施工技术J,2007,36(2):99-100. 2 高大钊主编.深基坑工程(第二版)M,机械工程出版社,1999. 3 北京地铁 6 号线工程南锣鼓巷站围护结构施工图Z,2010,. 4 中华人民共和国行业标准.建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)S,中国建筑工业出版社,中国建筑研究院主编. 作者简介:张 飞,1983 年 6 月生,男,山西人,北京市轨道交通建8设管理有限公司,从事地铁、隧道与桥梁工程施工和管理。