宁波轨道交通换乘车站基坑施工风险控制
bqpl26674
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2015年06月22日 11:45:00
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1 工程概况  宁波轨道交通2号线为贯穿宁波西南至东北方向的骨干线,全线依次穿越鄞州、海曙、江北、镇海4个行政区。一期工程起点站为机场站,终点站为东外环路站,线路全长约28.35km。全线共设置车站22座,其中地下车站18座,高架车站4座;甬江北站为2号线的中间站,与轨交3号线换乘。2号线甬江北站沿青云路大致呈东西方向布置,3号线甬江北站沿锦堂路南北方向布置,东侧紧邻大通北路及大通河。甬江北站换乘车站位于规划青云路和锦堂路交叉口,见图1。

1 工程概况

  宁波轨道交通2号线为贯穿宁波西南至东北方向的骨干线,全线依次穿越鄞州、海曙、江北、镇海4个行政区。一期工程起点站为机场站,终点站为东外环路站,线路全长约28.35km。全线共设置车站22座,其中地下车站18座,高架车站4座;甬江北站为2号线的中间站,与轨交3号线换乘。2号线甬江北站沿青云路大致呈东西方向布置,3号线甬江北站沿锦堂路南北方向布置,东侧紧邻大通北路及大通河。甬江北站换乘车站位于规划青云路和锦堂路交叉口,见图1。
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图1 工程平面图

  1)2号线甬江北站为地下2层岛式、双柱车站,站台中心里程处顶板覆土厚约2.3m,基坑长245.2m,标准段基坑宽20.2m,深约16.75m。
  2)3号线甬江北站为地下3层岛式、双柱车站,站台中心里程处顶板覆土厚约2.3m,基坑长166m,标准段基坑宽21.5m,深24.5m。
2 工程地质、水文及周边环境
2.1 工程地质
  2号线甬江北站基坑开挖范围内分布有①3淤泥质黏土、②4淤泥质黏土、③1b层粉质黏土夹粉土及③1粉土、粉砂夹粉质黏土等;底板主要位于③1粉土、粉砂夹粉质黏土层,局部位于③1b粉质黏土层。
  3号线甬江北站基坑开挖范围内分布有①3淤泥质黏土,②4淤泥质黏土,③1粉土、粉砂夹粉质黏土,④2黏土,⑤1黏土等;底板主要位于④2黏土层,局部位于⑤1黏土层。
2.2 工程水文条件
  对工程影响较大的地表水体是基坑东南侧的大通河,距离车站最近距离约10.3m。大通河河宽21.0m,其西岸河堤为块石驳岸,高程为2.75~2.98m,东岸呈缓坡延伸(坡面为荒地),河堤高程最大为2.60~2.73m,河底标高最小为-0.72m,河水深约1.80m。河水对车站建设将产生一定的影响。
  孔隙承压水分布见表1。

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2.3 周边环境
  甬江北站位于市区近郊,周边主要为仓储用地(宁波远东进出口有限公司仓库、通融物资有限公司仓储部、宁波市建设集团股份有限公司周转材料租赁分公司、浙江省工艺品进出口有限公司仓储等)、农业用地及工业生产用地。
  管线主要有小直径雨水管、污水管、220/380V电缆(地下、架空)、2条DN50电信光纤(架空)。
3 深基坑施工风险控制
3.1 风险因素分析
  1)工程地质条件差,基坑范围软土具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、灵敏度高、极易发生蠕动和扰动的特点。
  2)基坑范围土体含水量丰富,尤其是⑤3层灰黄色砂质粉土中的承压水水位埋深5.0~7.0m;⑧1层灰色粉细砂中的承压水水位埋深5.0m,透水性好,水量丰富。在基坑开挖过程中有可能产生突涌。
  3)周边建筑物及管线其结构体系、整体性有一定的欠缺,存在老化、损伤,且距离基坑较近,故在基坑开挖前,就明确了监测报警值:建筑物累计沉降不超过20mm,连续2天的日沉降不超过2.0mm;管线累计沉降不超过30mm,连续2天的日沉降不超过3.0mm。
3.2 风险控制具体措施
3.2.1围护结构设计
1)导墙为通长的整体的钢筋混凝土墙,为了保证导墙的稳定性,导墙采用“┓┏”型现浇钢筋混凝土,配筋为f12mm、间距为200mm的螺纹钢筋网片,混凝土采用C20(内掺早强剂)。导墙墙厚0.2m,深1.5m,墙脚下设0.1m厚的C15素混凝土垫层。2号线导墙净宽850mm(3号线导墙净宽1050mm),导墙理论中心线距基坑侧为375mm(3号线为475mm),背基坑侧为475mm(3号线为575mm)。图2为导墙断面图。
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图2导墙断面图

  2)2号线甬江北站基坑围护结构采用800mm厚地下连续墙,标准段基坑深约16.75m,地下连续墙深30.5m;端头井基坑深约18.25m,地下连续墙深33.8m。3号线甬江北站基坑围护结构采用1000mm厚地下连续墙,标准段基坑深约24.5m,地下连续墙深51.4m;端头井基坑深约26.1m,地下连续墙深53.6m,墙趾位于⑧1层中。
3.2.2 基坑支撑体系
  2号线甬江北站基坑标准段设5道支撑;端头井内设6道支撑,其中第1道为800mm×700mm钢筋混凝土支撑,其余均为f609(t=16mm)钢支撑,而第五道为双榀钢支撑。坑内的临时立柱采用460mm×460mm格构柱,立柱桩采用?800mm钻孔灌注桩。
  3号线甬江北站基坑标准段设7道支撑,端头井内设8道支撑,其中第一道为800mm×700mm钢筋混凝土支撑,第五道为1000mm×1100mm钢筋混凝土支撑(八字撑),其余均为f609(t=16mm)钢支撑,第七道为双榀钢支撑。坑内临时立柱采用460mm×460mm格构柱,立柱桩采用f800mm钻孔灌注桩。
3.2.3 承压水处理
  1)因本标段③1层厚度较大,通过降水成槽试验,在地下连续墙施工前需进行降水。在地下连续墙成槽时,沿槽周边布设管井进行成槽时的降水,降低其水头高度,减弱水压力,平衡内侧泥浆压力,从而保证导墙施工和成槽的正常进行,保障槽壁的稳定性。井管深度为③1层下1m范围。降水井间距为8m,横向距槽段边2~3m。抽水在成槽前24h开始,直至地下连续墙混凝土浇筑完毕抽水结束。降水既确保了地下连续墙的成槽稳定性,也预防了地下连续墙的渗漏。
  2)赋存于⑤3层的第Ⅰ-1承压水,在基坑开挖过程中有突涌的可能性,为确保基坑施工安全,满足坑底稳定性需要,需进行承压水减压措施。
  3)考虑大通河对2号线甬江北站东端头井基坑开挖的影响,在中段基坑外布置3口降压观测兼备用井,密切关注坑外水位及地表沉降;在开挖西端头井和西段标准段一部分时,在西段基坑外布置3口降压观测兼备用井。
  4)赋存于⑧层的第Ⅰ-2承压水在3号线甬江北站主体结构基坑开挖过程中有突涌可能性,为确保基坑施工安全,满足坑底稳定性需要,进行承压水减压措施。结合该含水层被围护结构隔断的特点,根据基坑形状、单井影响范围及土层特点,根据南段基坑开挖深度,在基坑外布置3口降压井及2口观测兼备用井。
3.2.4 基坑地基加固
  2号线甬江北站基坑东端头井以及废水池采用高压旋喷桩加固,其余地段采用降水加固;3号线甬江北站基坑内土体加固采用高压旋喷桩,加固深度为坑底至坑底以下3m。另外,基坑外侧阳角范围,利用高压旋喷桩土体加固,加固深度为地面下3m至基坑开挖以下3m,地下连续墙墙缝采用高压旋喷桩进行止水。
3.2.5 基坑开挖
  在施工过程中,严密监测基坑变化,严格控制基坑变形,以达到控制基坑周边地层位移、保护环境、安全施工的目的。根据基坑规模、几何尺寸,围护墙体及支撑结构体系的布置、基坑地基加固和施工条件,分段进行开挖和浇筑底板,每段开挖再按分层、分小段进行,并限时完成每小段的开挖和支撑。
1)在基坑开挖前40d进行降水。
2)根据“时空效应”理论,分段、分层、放坡进行开挖,采用挖机在基坑边缘直接施工。
⑴根据支撑道数,2号线甬江北站基坑标准段开挖分为5层、端头井开挖分为6层;3号线甬江北站基坑标准段分为6层,端头井开挖分为7层。每层厚度控制在3~4m,每一层土以机械挖土至支撑顶面标高为原则,然后人工抽槽开挖出支撑位置。
⑵2号线甬江北站基坑东西两端同时开挖;3号线甬江北站基坑由南向北开挖。每一个施工段不小于20m。
3)钢支撑在地面预拼装后用吊机调入坑内就位。
4)开挖第一、第二道支撑的土层时,每小段开挖宽度控制在6m左右,小段土方开挖完成后(一般在16h内完成),随即安装好该小段的支撑并施加预应力。
5)在第三至最后1道支撑的土层开挖过程中要进行放坡,小段(块)放坡坡率(坡高:坡宽)控制在1~2.5,总坡率不小于0.25(1:4),每小段长度控制在3m左右,小段土方开挖一般在8h内完成,随即在8h内安装好支撑,并施加预应力。
3.2.6 信息化施工
  在施工过程中加强监测,及时反馈,及时根据监测数据调整施工参数,控制围护结构位移在安全合理范围内。重点监测基坑挖土施工过程中围护结构的变形情况,特别是在开挖接近坑底时和由于特殊原因支撑不能及时架设时,以及台风期间和连续3d以上有大雨时。重点监测2号线甬江北站基坑东端头井及附近的大通河河岸。
4 结语
  在甬江北站换乘车站基坑工程实施前,通过对工程风险因素的分析,制定了风险防范措施,并实施动态管理,使工程从开挖到底板浇筑完成,未发生任何险情。
  在施工结束后,测得各重点监测部位的变形均在报警值内,如:自来水管沉降量为29.01mm;锅炉房的最大沉降量为19.83mm;2号线甬江北站基坑标准段地表最大沉降量为24.03mm(报警值为26mm),端头井地表最大沉降量为14.52mm(报警值为15mm);3号线甬江北站基坑标准段地表最大沉降量为37.71mm(报警值为39mm);基坑最大测斜位移(在-25m处的CX23测点)为40.27mm(累计报警值为63mm)。
  复杂环境下深基坑施工的风险控制,不仅仅是在开挖阶段,它包括前期的风险分析、设计、方案、施工和监测等整个过程,本工程在实施过程中,精心做好了每个环节的工作,从而保质、保量、保工期完成了工程。

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co1426576979210
2015年11月10日 11:13:16
2楼
楼主好资料,学习了
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co1459519700628
2016年04月01日 22:37:47
3楼
谢谢楼主,好资料,学习了
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qq_1396919893907
2016年04月13日 11:17:59
4楼
学习了,谢谢!
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王校长丶
2016年04月29日 09:10:53
5楼
楼主好资料,学习了
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