杨勇
摘 要:地铁工程项目所处的环境一般比较复杂,各种不利因素都会对工程施工产生影响,加大施工难度及风险。文章以苏州2号线1标段为例,详细介绍施工中存在的重难点以及技术措施,以期对以后类似工程提供参考。
关键词:地铁;施工难点;施工风险;技术措施
近年来中国各地轨道交通行业发展迅速,但是高速发展的同时也伴随着诸多问题的凸显。特别是在工程施工过程中各种突发事故频频发生,由此带来的经济损失和社会影响不可估量。究其原因,地铁工程施工环境复杂,工程水文地质不良、周边建筑物众多、管线复杂等都是制约工程安全施工的不利因素。为此,在项目开工之前必须全面分析施工重难点,对应的编制专项方案和技术措施,确保工程施工顺利安全的进行。
1 工程概况
苏州轨道交通2号线延伸线由北延伸和东延伸线组成,总长15.595km。其中北延伸线长1.825km,设站2座,分别为太东路站、西公田站;东延伸线长13.770km,起点为2号线终点站迎春南路站,终点为星华街站。2号线延伸线1标段西起东环快速路盾构井,往东穿越京杭大运河后一直沿郭新路向东,全长约3公里,包含三站三区间,即:尹中路站、通达路站、邀湖路站、东环快速路盾构井~尹中路区间、尹中路~通达路区间、通达路~邀湖路区间。本标段车站均为地下两层两跨(局部三跨)的岛式车站,结构形式为矩形框架结构,采用明挖法施工(尹中路站局部盖挖施工)。区间工程全部采用盾构法施工,车站端头预留盾构吊装工作井。
2 工程地质和水文地质
依据地质勘测报告,场地所处地层从上至下依次为填土层、粘土层、粉质粘土层、粉土夹粉质粘土层、粉土夹粉质粘土层。其中车站底板位于粉土夹粉质粘土层,盾构区间所穿越的主要地层为粉土夹粉质粘土层,局部为粉质粘土层、粉质粘土层及粉质粘土层。
场区内地下水类型主要为松散岩类孔隙水,分为浅层孔隙潜水和微承压水。潜水主要赋存于浅部土层的孔隙中,潜水位平均埋深为1.97m。微承压水主要赋存于粉土夹粉砂层和粉砂夹粉土层中。场区地下水对混凝土具有微腐蚀性,对钢筋具有微腐蚀性。
3 施工重难点及技术措施
本标段施工所经过的区域,不仅要下穿京杭大运河、苏嘉杭高架桥、郭新桥及郭新河,还要侧穿厂房、密集商铺和居民楼,沿线还有密集的管线,交通流量大,工程环境十分复杂。文章参照相关设计图纸文件和以往施工经验,总结了本标段的重难点及需采取的技术措施,确保工程正常有序的进行。
3.1 车站深基坑开挖施工
车站主体基坑为地下两层明挖车站,基坑开挖深度最大18m左右,采用800mm地连墙+四道竖向内支撑作为支护结构。结构底板处于微承压水地层中,微承压水常年水位标高1.5m左右,赋水量较大。车站基坑周边特别是尹中路站分布密集的居民楼和商铺,施工风险较大。深基坑开挖是本工程的重点。
技术措施:严格按照设计要求控制连续墙和内支撑结构的施工质量,待混凝土质量检验合格并达到设计强度后才能开挖;制定专项基坑内降承压水方案,采用合理的施工设备和专业队伍确保降水质量;严格执行先支撑后开挖原则,待支撑并施加轴力并固定好之后才能开挖下一层土方;在拆除支撑时需待本层板混凝土强度达到设计要求时才能施作,并加强围护桩的变形监测;基坑开挖采用分段分层开挖,开挖过程中不能碰撞混凝土和钢支撑,并注意检查支撑应力和松动情况,发现问题及时采取补救措施;加强基坑位移变形、地表沉降、坑底隆起等的监测。
3.2 防水质量控制
车站和区间结构均处在微承压水层中,水压高,水量大,结构防水质量的好坏关系到以后线路运营安全和维修保养的投入。因此,结构防水施工质量是控制重点。
技术措施:防水施工遵循“防、排、截、堵”相结合、因地制宜、综合治理的原则,按照设计要求做好相关部位的防水措施;加强进场防水材料的质量检测,满足要求后方可进入施工现场;加强混凝土自身的防水作用,车站和管片混凝土满足抗渗等级P8、P10的要求,并加强在浇筑过程中的振捣,增加混凝土的密实性;加强施工缝和变形缝等部位的施工质量的检查力度;加强车站盖挖段临时立柱与顶、底板交接处等特殊部位以及抗拔桩与板之间接缝的处理措施。
3.3 区间下穿河流及高架桥
东环快速路盾构井~尹中路区间下穿京杭运河,河道宽度82m,隧道最小埋深9.6m。通~邀区间下穿尹山河,尹山河河道宽26m,隧道埋深10.6m。尹~通区间下穿郭新河和郭新桥,郭新河河道宽26m,隧道最小埋深8m。区间下穿河流和桥梁众多,是本工程的重点。
技术措施:依据各区间的地质和水文情况,预先制定可靠的施工方案和应急预案;下穿前调整好设备状态和盾构姿态,避免停机或停机时间过长;控制出土量和掘进速度,控制土仓压力,避免欠挖和超挖,确保开挖面的稳定;掘进时防止地层坍塌和突水,必要时对水底地层进行预加固;施工过程中加强沿线桥梁、道路和河堤的变形、沉降监测,视情况需要进行预加固处理或者同步注浆加固。
3.4 避免盾构掘进时喷涌
盾构区间分布于粉土夹粉质粘土层、粉土夹粉质粘土层,地层具有弱透水性、渗透性强,易发生喷涌险情。如何防止喷涌是本工程的难点。
技术措施:通过泡沫注入系统改良碴土流动性和保水性,防止出现离析;采用优质泡沫剂,强化碴土改良,增强碴土流动性,并尽量避免停机或停机过长,快速有效地掘进;选取合理的掘进参数,避免在刀盘位置形成负压区;加强同步注浆,通过调整浆液配比,加快浆液的固结,减少地层应力释放和变形,并及时二次注浆。
3.5 沿线地表沉降控制
本标段下穿或侧穿多处建构筑物:区间下穿和侧穿高压电塔5座、侧穿小高层住宅楼两栋、2层商住楼、侧穿郭新东路两侧20栋2层建筑。为了保证建筑的安全,严控地表沉降是本工程的重点,也是施工过程中不好把控的难点。
技术措施:调整掘进参数,保证开挖面稳定,严格控制土仓压力,出土量及推进速度,降低施工对周围土体的扰动;严格控制同步注浆的注浆量,加强检查浆液质量,必要时进行二次注浆以填充空隙;加强施工监测,包括对建构筑物的变形、沉降监测,通过反馈的信息及时调整技术参数,保证掘进安全和控制沉降。
4 结束语
轨道交通作为具有运量大、速度快、安全准点、节约能源等优势的交通工具,正成为各大城市优先发展的公共交通系统。随着地铁建设的发展,一些新的施工工法不断出现。明挖法、盖挖逆作法、暗挖法、盾构法等,极大地改善了工程施工环境。但因各城市地质水文条件和外部环境的不同,地铁建设也呈现出诸多不安全因素。为此,结合当地实际情况和自身施工技术水平,分析工程施工中的重点和难点,提前预测可能发生的危险因素,针对这些不利因素制定相应的施工方案和技术措施,即可在最大程度上保证工程施工的安全,降低风险等级,保证工程项目顺利安全的进行。
参考文献
[1]中铁十一局集团有限公司.苏州轨道交通2号线延伸线工程土建施工项目Ⅱ-Y-TS-01标.实施性施工组织设计[R].苏州,2012.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50204-2002.混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社.
[3]夏明耀.地下工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[4]胡玉奎,李卫锋.地铁施工技术浅谈[J].考试周刊,2011,85.