宿州站改建工程鄰近營業(yè)線深基坑施工關(guān)鍵技術(shù)

計(jì) 勇 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司合肥鐵路樞紐工程建設(shè)指揮部

1 新建旅客地道深基坑工程概況

宿州站改建工程位于安徽省宿州市港口路西側(cè)，新建8 m 寬旅客地道的基坑設(shè)計(jì)深度為8.5 m。本工程深基坑施工類別為鄰營B 類，基坑施工時(shí)與營業(yè)線（京滬線宿州站既有5道）中心的最小距離為5.35 m。

地道主體區(qū)域采用直徑0.8 m間距1 m鉆孔灌注樁+直徑609 mm壁厚16 mm鋼支撐支護(hù)；地道站臺(tái)出入口區(qū)域采用直徑1 m間距1.2 m鉆孔灌注樁+樁頂連系梁支護(hù)。鉆孔灌注樁樁間暴露土體采用掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)面。本基坑采用地表集水明排+高壓旋噴樁隔滲+坑內(nèi)設(shè)置降水井減壓疏干的方式進(jìn)行地下水處理：地道支護(hù)樁背后設(shè)置高壓旋噴樁防水；基坑內(nèi)布置管井降水，在基坑開挖過程中進(jìn)行抽取。

2 施工前的安全保證條件

施工前會(huì)同設(shè)備管理單位做好現(xiàn)場調(diào)查工作，重點(diǎn)調(diào)查排水工程對(duì)既有道路、營業(yè)線的影響，調(diào)查各類纜線的走向，對(duì)影響施工的纜線應(yīng)報(bào)請(qǐng)?jiān)O(shè)備管理單位移除，或采取防護(hù)措施。作業(yè)人員應(yīng)培訓(xùn)合格，安全技術(shù)交底工作應(yīng)落實(shí)到位。

此外，鄰營深基坑施工，還應(yīng)按照《中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司關(guān)于加強(qiáng)鐵路建設(shè)項(xiàng)目鄰近營業(yè)線基坑開挖施工許可管理的通知》（上鐵建函〔2017〕1881 號(hào)）相關(guān)規(guī)定要求，實(shí)行基坑開挖許可證制度，對(duì)九項(xiàng)要素進(jìn)行檢查確認(rèn)后，方可施工。

3 施工流程及關(guān)鍵技術(shù)

本基坑位于宿州站既有5道東側(cè)，四周支護(hù)一致，因此考慮按長方向即基坑南北兩側(cè)由西向東同時(shí)進(jìn)行支護(hù)樁施工，基坑開挖由西向東開挖，鋼支撐及樁間土護(hù)面（80 厚C20 混凝土護(hù)面）隨土方開挖情況進(jìn)行施工，嚴(yán)格按照“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”進(jìn)行基坑施工，主要施工流程為：隔離防護(hù)→場地平整，測量定位→支護(hù)樁、止水帷幕施工→基坑開挖（第一層土方開挖至冠梁底）→冠梁及鋼支撐施工→剩余土方分層開挖，同時(shí)進(jìn)行支護(hù)樁樁間土混凝土護(hù)面施工。

3.1 隔離防護(hù)

鄰近營業(yè)線施工前首先對(duì)現(xiàn)場實(shí)施硬隔離防護(hù)，以“傾倒不侵限”為原則。施工中安排專人24 h 對(duì)施工機(jī)具、材料、安全隔離設(shè)施進(jìn)行巡查，避免機(jī)具、材料被盜及侵入鐵路限界。

鋼網(wǎng)片采用搭設(shè)鋼管排架并利用小型混凝土基礎(chǔ)進(jìn)行穩(wěn)固。混凝土基礎(chǔ)施工采用人工挖孔，尺寸為0.3 m×0.3 m×0.6 m（長×寬×深），再人工安裝Φ48.3×3.6 鋼管立柱，并及時(shí)采用C20 混凝土澆筑固定。鋼管立柱長2 m 埋深0.5 m 間距1.5 m，橫桿間距0.5 m，離地面10 cm 處設(shè)掃地桿，外掛1.5 m×3m 鐵絲網(wǎng)，其內(nèi)側(cè)邊緣與鐵路中心線的最小距離不小于3.5 m。如圖1 所示設(shè)置拉線，以防隔離防護(hù)設(shè)施往營業(yè)線方向傾倒。

圖1 鄰營施工隔離防護(hù)示意圖

3.2 基坑支護(hù)樁

本工程地道主體區(qū)域深基坑支護(hù)樁采用Φ800@1000 鉆孔灌注樁，選用HG200 反循環(huán)鉆機(jī)施工；地道站臺(tái)出入口兩側(cè)設(shè)置了Φ1000@1200 鉆孔灌注樁，選用SR150 旋挖鉆機(jī)施工，工藝流程如圖2所示。

圖2 鉆孔灌注樁施工工藝流程圖

鄰近營業(yè)線深基坑支護(hù)樁施工，應(yīng)優(yōu)先施工靠近營業(yè)線側(cè)支護(hù)樁，采用隔三跳打的方式施工。施工過程中采用纜風(fēng)繩防止鉆機(jī)傾覆，確保營業(yè)線行車安全。

3.3 基坑止水帷幕

本基坑采用高壓旋噴樁作止水帷幕。鄰近營業(yè)線施工高壓旋噴樁的安全風(fēng)險(xiǎn)大，易造成營業(yè)線的路基失穩(wěn)，影響行車安全。根據(jù)施工現(xiàn)場地質(zhì)條件，選用正確的高壓旋噴樁施工工藝，是確保營業(yè)線行車安全的重難點(diǎn)，也是保證基坑施工安全的關(guān)鍵。

本工程地道主體區(qū)域深基坑止水帷幕采用Φ600@1000高壓旋噴樁（在支護(hù)樁間止水），樁長為13 m；在基坑封端處采用一排Φ600@400 高壓旋噴樁防水隔滲，樁長為7 m～13 m；地基處理旋噴樁直徑0.6 m，樁長為5 m。施工前進(jìn)行現(xiàn)場工藝試驗(yàn)，確定注漿壓力等參數(shù)，并在施工過程中嚴(yán)格把控注漿壓力。施工工藝流程如圖3所示。

圖3 高壓旋噴樁施工工藝流程圖

按照《中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司營業(yè)線施工工務(wù)安全監(jiān)督管理辦法》（上鐵工〔2020〕345號(hào)）要求，靠近營業(yè)線的高壓旋噴樁應(yīng)先施工，然后由近及遠(yuǎn)逐排跳樁施工，施工過程中任意兩臺(tái)樁機(jī)沿營業(yè)線方向應(yīng)保持30 m以上距離。

3.4 基坑降排水

施工前應(yīng)進(jìn)行試降水，以檢驗(yàn)止水帷幕的止水效果。提前三周開始進(jìn)行基坑降排水，將坑內(nèi)水位降至坑底以下0.5 m，經(jīng)檢測并確認(rèn)基坑內(nèi)外水位已滿足設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行基坑開挖。

本工程基坑采用管井排水，坑底設(shè)置管井，坑內(nèi)布置明排水溝且每隔12 m～15 m 設(shè)置集水坑，坡頂設(shè)置截面尺寸30 cm×30 cm的排水溝，將水抽排至基坑頂面排水溝。管井施工采用反循環(huán)鉆機(jī)成孔。鉆孔外徑0.6 m，井管口徑273 mm；從地面起算井深約22 m。嚴(yán)格按規(guī)范要求設(shè)置反濾層，沉砂管管底口用鋼板封死。

降水期間要隨時(shí)注意抽出的地下水是否渾濁，監(jiān)測含砂量，防止抽水帶走土層細(xì)顆粒?；娱_挖和降水階段應(yīng)加強(qiáng)對(duì)降水水位和基坑周圍建筑物的監(jiān)測，觀測水位與原水位差超過1 m時(shí)，立即停止降水作業(yè)，有必要時(shí)采取回灌措施。

3.5 基坑開挖及網(wǎng)噴護(hù)面

本工程基坑鄰近的營業(yè)線（京滬線）為南北走向，基坑位于營業(yè)線東側(cè)。在基坑南北兩側(cè)各安排一臺(tái)伸縮臂抓斗挖機(jī)，由西向東同時(shí)進(jìn)行開挖?；娱_挖過程中遵循“分層分段、對(duì)稱均衡”的原則。每層開挖深度不得超過2.5 m。開挖過程中加強(qiáng)對(duì)基坑降排水設(shè)施的防護(hù)。機(jī)械開挖時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制每層土方開挖深度，人工開挖基坑底面以上20 cm～30 cm厚的土層，以避免超挖。

支護(hù)樁樁間土護(hù)面遵循“掛網(wǎng)噴射混凝土及時(shí)緊跟”的原則組織施工，護(hù)面采用8cm 厚C20 噴射混凝土（內(nèi)掛Φ8@200×200 鋼筋網(wǎng)）。坡面按間距1.5 m 梅花形設(shè)置插筋，鋼筋網(wǎng)片與插筋點(diǎn)焊固定。間距1.5 m 梅花形布置泄水管，并應(yīng)經(jīng)常檢查其有無堵塞，以確保泄水暢通。

根據(jù)基坑流水作業(yè)要求，土方開挖和網(wǎng)噴護(hù)面施工須協(xié)調(diào)一致，緊密配合，以確?；影踩€(wěn)定，及時(shí)設(shè)置臨邊防護(hù)設(shè)施。

3.6 基坑監(jiān)測

本基坑按照安全等級(jí)為“一級(jí)”進(jìn)行測點(diǎn)布設(shè)，確定監(jiān)測頻率及報(bào)警值，并制定達(dá)到預(yù)警值時(shí)的應(yīng)急響應(yīng)措施。在施工過程中通過監(jiān)測反饋信息及時(shí)調(diào)整開挖程序，并做好應(yīng)急準(zhǔn)備，確保搶險(xiǎn)設(shè)備齊全有效。

施工階段每次監(jiān)測后必須對(duì)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行覆蓋保護(hù)，并安排專人看護(hù)，確保水準(zhǔn)基點(diǎn)及監(jiān)測點(diǎn)狀態(tài)良好、不被破壞。通過研判監(jiān)測數(shù)據(jù)，以確定是否需要對(duì)施工參數(shù)加以修正。同時(shí)還要做好營業(yè)線軌道、路基監(jiān)測工作，監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)與相關(guān)設(shè)備管理單位實(shí)時(shí)共享，建立健全預(yù)警響應(yīng)機(jī)制。

4 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 鉆孔灌注樁

（1）灌注樁樁底沉渣厚度不得超過0.1 m，樁頂泛漿高度控制在0.5 m 以上。灌注樁樁頂混凝土強(qiáng)度（鑿去浮漿后）應(yīng)滿足要求。水下澆筑的混凝土，應(yīng)比樁身混凝土至少提高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行配制。

（2）在冠梁澆筑前，應(yīng)采用低應(yīng)變動(dòng)測法檢測樁身完整性，當(dāng)其判定為III類或IV類樁時(shí)，應(yīng)通過鉆芯法檢驗(yàn)并擴(kuò)大檢測數(shù)量，進(jìn)一步研判后采取相應(yīng)補(bǔ)救措施。

4.2 高壓旋噴樁

（1）施工前通過工藝試驗(yàn)確定施工參數(shù)。施工中，分段提升注漿的搭接區(qū)段應(yīng)控制在0.1 m 以上長度；控制好注漿壓力，由下而上均勻噴射，停噴位置控制在止水帷幕頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高1 m以上。

（2）如出現(xiàn)大量冒漿、注漿壓力驟升或驟降等情況，應(yīng)立即停止施工，及時(shí)檢查并采取措施排除異常，以免出現(xiàn)斷樁。

（3）基坑開挖前，應(yīng)采用鉆芯法檢測高壓旋噴樁是否均勻、連續(xù)，抗壓強(qiáng)度是否滿足要求，檢測點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)不少于施工孔數(shù)的2%且不少于6個(gè)點(diǎn)。在基坑開挖過程中，隨機(jī)選點(diǎn)檢測水泥土固結(jié)體狀況，對(duì)漏水等異常位置要重點(diǎn)檢測。

5 結(jié)束語

采取一系列技術(shù)保障措施后，宿州站改建工程鄰近營業(yè)線深基坑施工安全質(zhì)量總體上處于受控狀態(tài)。施工過程中加強(qiáng)了對(duì)鐵路線路的隔離防護(hù)和變形監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果顯示：本工程所用技術(shù)效果顯著，深基坑施工對(duì)鐵路路基沉降及軌道位移的影響控制在限值范圍內(nèi)，確保了京滬線行車安全。

本工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可為類似的鄰近營業(yè)線深基坑施工提供一定的參考價(jià)值。