【摘 要】本文以天津地铁6号线解放南路站工程为背景,对围护结构设计进行分析、设计。
【关键词】解放南路站 围护结构 盖挖 支撑风险源
车站围护结构设置是否合理,直接影响地铁施工的安全、工期与造价。在总体方案确定的前提下,根据每个站点的具体情况,不断的细化、优化设计方案,将方案分段处理,在保证安全的前提下,节省造价,缩短工期。
1、工程概况
解放南路站位于天津市津南区解放南路和规划绿水道交口处,大致呈东西向布置。车站西北象限为解放南路公交站,西南象限为中石化加油站,东北、东南象限为空地。解放南路为城市主干道,且为快速道路,车流量很大。
解放南路公交站及中石化加油站距离车站主体基坑1.5~2.0H(H为基坑深度)。
本站址主体范围内管线较多,沿解放南路方向横穿车站上方的主要管线有:埋深1.8m,220kv高压供电管线;直径800mm,埋深1.42m铸铁输配水管;直径600mm,埋深分别为2.9m和3.34m的雨水管;直径400mm,埋深2.02m的污水管。高压供电管线采用原位悬吊保护,输配水管施工时临时迁改至车站东侧,污水管施工时临时迁改至车站中部,并采用悬吊保护。直径600mm埋深3.34m和2.9m的雨水管拟截流引至卫津河。
解放南路站总长204.7m,为地下二层岛式车站,标准段两柱三跨的现浇钢筋混凝土箱型框架结构,结构高度13.51m、底板埋深16.76m~18.60m,站中心顶板覆土为3.0m,顶板上翻梁处覆土为1.9m,标准段基坑宽度20.7m。车站南、北端区间隧道采用盾构法施工,车站大、小里程端均为盾构接收井。车站共设四个出入口及两个风道,其中D号出入口预留。
车站主体采用明挖法施工,分二期施工,一期施工车站中间部分(解放南路下)及东侧主体部分,施工占用解放南路道路,施工期间利用解放南路西侧空地施作临时道路,导行路宽32m,双向4车道+非机动2车道,车道宽3.5m。二期施工车站西侧主体剩余部分,施工时解放南路恢复交通。但由于解放南路站受工期制约,目前方案仅可以满足大里程端(东侧)能较早提供盾构接收条件,为尽快为小里程端提供盾构接收条件,车站位于解放南路部分采用盖挖法施工,西侧导行及管线改移至盖挖段,以尽快施工西侧基坑,为会展中心站~解放南路站区间提供盾构接收条件,同时可在较短时间内恢复解放南路正常通行,大大缓解交通压力,故车站基坑中部(位于解放南路部分)调整为盖挖法施工。
2、工程地质及水文
2.1工程地质
基坑所处范围内主要地层有杂填土、淤泥质土、粉土、粉质粘土、粉砂、粘土等。
2.2水文地质
根据勘察结果及区域性地下水资料,地下水类型主要为松散岩类孔隙水,钻孔深度范围内地下水可细分为:潜水、第一层承 压水、第二层承压水、深层承压水。第一承压水水头大沽标高约为-3.36m,第二承压水水头大沽标高比第一承压水水头大沽标高0.5~1.0m。
2.3场地地震效应
地震烈度为7度时,地下水位按近3~5年内最高水位考虑,本场地自然地面下20m范围内的饱和粉土及砂土不液化。
3围护结构型式
解放南路站采用明挖法+盖挖法施工,坑内降水。基坑围护结构采用地下连续墙加内支撑的支护形式,墙厚0.8m。墙顶设置1200mm×1200mm钢筋混凝土冠梁。明挖法施工基坑标准段沿竖向设置4道支撑+1道换撑,两端盾构井处设5道支撑+1道换撑。标准段及盾构井段第一道支撑采用钢筋混凝土对撑,主截面尺寸为1000mmx1200mm,间距9米,其余采用φ800x16钢支撑,间距约3米。盖挖法施工基坑顶板作为第一道支撑,下部内支撑为2道1000×1200mm钢筋混凝土支撑,间距6.5米,混凝土支撑与地连墙间设置1200×1200mm钢筋混凝土腰梁,地下连续墙接头处采用凹凸锁口管接头。标准段基坑底多位于粉质粘土⑦层,大、小里程端坑底多位于粉土⑧1t,地下连续墙墙底位于粉质粘土⑨1层,穿透并隔断第一承压水粉土⑧1t层,未隔断第二承压水。根据计算,第二承压水抗突涌系数=1.35>1.05,满足要求,不需设置减压井。
盖挖段主体结构柱与临时立柱考虑永临结合,临时立柱采用外径φ=800mm,壁厚t=16mm的钢管柱,钢管柱内混凝土采用C50自密实混凝土,钢管柱下采用φ=2200mm的钻孔灌注桩,桩长45m。其中,有一处钢管柱下桩因与原位悬吊保护220kv供电高压管线位置相冲突,故在结构柱两侧施做550×550临时格构柱,柱下仍采用φ=2200mm的钻孔灌注桩,桩长35m。
4主要施工步骤
车站主体采用明挖法+盖挖半逆做法结合施工,拟先施工分仓墙以东盖挖段顶板,接着施工东侧明挖基坑,后施工西侧及盖挖段基坑,分仓墙采用三轴搅拌桩,桩底标高为-30.420,桩长约33.16m。
5 工程风险处理措施
5.1自身风险主要措施如下:
(1)明挖段首道、盾构井段首道采用截面1200mmx1200mm钢筋混凝土支撑,其余各层均为φ800x16钢支撑;盖挖法施工基坑顶板作为第一道支撑,下部内支撑为2道1000×1200mm钢筋混凝土支撑,混凝土支撑与地连墙间设置1200×1200mm钢筋混凝土腰梁。
(2)制定专项的降水设计方案,保证基坑开挖时无水作业。同时,基坑周围地面应进行防水、排水处理,严防地面水侵入基坑周边土体。
(3)施工期间基坑开挖必须“分层、分段、平衡”开挖,做到先撑后挖,严禁坑侧堆土和超载,控制支撑架设时间,及时准确施加预应力,作好复加预应力的准备。
(4)为保证降水效果和控制降水对周围建筑物的影响,施工前应进行抽水试验,合理布置降水井,保证建筑物安全。
5.2环境风险采取具体措施如下:
(1)加强监控量测,在基坑周边设置地面沉降和基坑变形观测点,当所监测管线、电缆的沉降及变形加大观测频率;对基坑内外由于的地下水位变化而引起的沉降进行监控,当基坑变形(包括支护结构变形、坑底隆起和周边地层变形)速率或变形超过警戒值时,及时与监理、设计、业主沟通,及时采取措施,保证基坑及周围建筑物的安全。
(2)做好工程事故预防工作,抢救器材、设备等必须存放现场,并配备训练有素的抢救人员。
(3)基坑开挖期间,需对基坑周边的主要地下管线根据管线的工程、管材、接头形式、埋深等条件设置管线沉降观测点,并根据管线所属部门要求设定沉降变形报警值,在开挖前敷设跟踪注浆管,根据量测结果必要时对土体进行注浆,调整管线变形曲率。
(4)220kv电力管线制定专项的悬吊保护方案,经过专家会论证,并征得电力部门的认可。
5 总结
车站基坑围护结构设计在保证基坑安全的前提下,应根据周边环境、施工工期及风险等的变化,及时调整优化设计方案。由于受工期制约,车站小里程端需提前提供盾构接收条件,全明挖法施工调整为明挖+局部盖挖法施工,并可在较短时间内恢复解放南路正常通行;盖挖法施工临时立柱尽量考虑与主体结构柱网结合设置,不仅提高结构安全系数,并能缩短施工工期;针对重要管线采取经济安全的保护措施,需做专项的保护方案,并经过专家论证,以保证管线自身及地铁施工安全。
参考文献:
【1】《地铁设计规范》(GB50157-2013)
【2】《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
【3】《天津市建筑基坑工程技术规程》(DB29-202-2010)
论文作者:彭博伟
论文发表刊物:《低碳地产》2016年8月第16期
论文发表时间:2016/11/7
标签:基坑论文; 管线论文; 解放南路论文; 车站论文; 盾构论文; 钢筋混凝土论文; 里程论文; 《低碳地产》2016年8月第16期论文;