曹景全

1 概述

當(dāng)前，隨著我國綜合國力的增強(qiáng)，我國正在進(jìn)行大規(guī)模的鐵路及周圍臨邊設(shè)施的建設(shè)，不斷完善鐵路網(wǎng)提高鐵路的高效運輸效率。在建設(shè)過程中，時常會遇到臨近既有線施工的情況，既有線運輸繁忙，安全重于泰山。而臨近既有線地下結(jié)構(gòu)施工首先遇到的便是土方開挖，土方開挖過程中由于對土體的擾動，土體的中的有效應(yīng)力便會不斷變化，不小心便會造成周邊土體的沉降，對既有運營線路造成嚴(yán)重影響，因此，如何保證既有線路的安全，又能控制施工進(jìn)度質(zhì)量變成了臨近既有線施工的重要難題。

杭州南站臨近既有線土方開挖施工過程中，通過對既有線路沿線及基坑周邊進(jìn)行監(jiān)測點位布置，根據(jù)數(shù)據(jù)監(jiān)測實施指導(dǎo)土方開挖施工，分區(qū)、分級、分層、先撐后挖，安全高效地完成了土方開挖施工，有效的控制了既有線路及周邊線路的位移和沉降，保證了既有線路及周邊建筑物的安全，對以后臨近既有線土方開挖施工有著重要指導(dǎo)意義。

2 工程概況

杭州南站位于杭州市蕭山區(qū)中部，是杭州樞紐內(nèi)重要的客運站。杭州南站規(guī)模為7臺21線，設(shè)東西廣場，以東廣場為主，西廣場為輔，采用高架候車。

其中，站房建筑面積 47456m2，站臺雨棚 32014m2，通廊 8300m2、站臺42210m2，地下一層、地上二層，建筑高度為27m；鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，最大跨度為24m。屋蓋結(jié)構(gòu)形式為雙向平面鋼桁架，順軌向最大跨度42m，垂軌向最大跨度35.575m。

東站房基坑西側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)距離杭長正線中心線為9.2m，東南側(cè)距離牽引變電所房屋約12.9m，基坑開挖深度為10.2m，屬于臨近既有線深基坑施工的范圍。

3 工藝特點

采用傳統(tǒng)挖機(jī)對土方進(jìn)行施工，分層分段采用退臺接力式挖土，并根據(jù)既有線路及基坑周邊布置的點位在挖土階段對既有線路周邊路基沉降、水平位移等指標(biāo)進(jìn)行密切監(jiān)測，根據(jù)數(shù)據(jù)隨時進(jìn)行挖土調(diào)整。

4 施工工藝流程

4.1 第一步挖土

按照圖紙施工放線，把基坑的第一道支撐的邊緣線全部放出。首先開挖冠梁及支撐部位土方，冠梁區(qū)域挖至-5.00m，支撐梁部位挖至-4.80m，基坑頂部-3.0m位置設(shè)置截水溝，基坑頂部和冠梁之間高差部位按1：1.5放坡處理（100厚C20網(wǎng)噴混凝土，配Ф8@200×200的鋼筋網(wǎng)片）。

4.2 第二步挖土

組織回填，依次對已經(jīng)開挖的基坑支撐進(jìn)行局部的回填，目的是為提供給施工機(jī)械的運行路線?；靥钕虏坎捎盟赝粱靥顗簩?，上面鋪設(shè)鋼結(jié)構(gòu)走道板作為橋，保證運行車輛對已經(jīng)完成的支撐壓力作用最小。

待冠梁及支撐混凝土達(dá)到設(shè)計要求后，進(jìn)行第二步挖土，設(shè)置三個出土位置；基坑北側(cè)12/B軸、10-11/A軸；基坑中部6-7/A軸。南側(cè)由于距蕭山牽引供電所太近，暫時未考慮在南側(cè)出土。

先期將7軸以北土方由基坑北側(cè)12/B軸退臺接力開挖至-9.0m；隨后將7軸以南土方采取多臺挖機(jī)由南向中間退臺接力開挖，從基坑中部6-7/A軸位置出土，全部土方均挖至-9.0m。

第二步土方開挖前，根據(jù)工高函（2015）189號，上海鐵路局工務(wù)處關(guān)于印發(fā)《杭州南站基坑工程施工對杭長高鐵、臨近建筑物影響安全評估審查會紀(jì)要》的通知，基坑開挖至地面以下5m范圍內(nèi)，限速120km/h。

4.3 第三步挖土

待腰梁及支撐混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，進(jìn)行第三步挖土，開挖-9.0m∽-11.8m、12.7 m、13.2m。該步土方開挖在基坑北側(cè)B/6-12軸設(shè)置一出土便道，便道寬5m、長60m，放坡比例為1：9進(jìn)行施工。東站房基坑內(nèi)第三步土方均從該便道出土。因第二道支撐距離基底高度僅有2.8m以上，且角撐下部工程樁及鋼立柱間距較密，致使大型挖土機(jī)械無法進(jìn)行施工。第二道支撐下部土方采用HS-60小型挖機(jī)進(jìn)行掏土作業(yè)。挖掘過程中及時處理超灌工程樁，防止機(jī)械碰撞樁頭造成工程樁傾斜或破壞。

考慮第二步及第三步開挖土層均處于淤泥質(zhì)粘土層。為防止開挖過深、坡度較陡導(dǎo)致動態(tài)坡體對工程樁、支撐立柱及降水井產(chǎn)生水平推力造成土體滑移破壞，決定在開挖過程中嚴(yán)格按照“時空效應(yīng)”理論，分級、分層、分段開挖，嚴(yán)禁超挖。分層厚度不大于2.0m。

第三步土方開挖前，根據(jù)工高函（2015）189號，上海鐵路局工務(wù)處關(guān)于印發(fā)《杭州南站基坑工程施工對杭長高鐵、臨近建筑物影響安全評估審查會紀(jì)要》的通知，開挖地面以下5m～9.7m（坑底）范圍內(nèi)，限速80Km/h。當(dāng)?shù)装迨┕ず偷箵伟惭b完畢后，限速120km/h，經(jīng)過一段時間的監(jiān)測，基坑穩(wěn)定后，恢復(fù)常速。

將5軸南側(cè)底板設(shè)置一道施工縫，施工縫設(shè)置在3軸承臺上部1m位置處，南側(cè)第三步土方開挖后到該位置后，立刻進(jìn)行3軸以南區(qū)域（第一塊底板）的底板鋼筋綁扎及混凝土施工；同時第三步土方繼續(xù)進(jìn)行開挖，開挖到5軸后澆帶位置后，進(jìn)行3～5軸區(qū)域的（第二塊底板）底板鋼筋綁扎及混凝土施工；中間區(qū)域的土方繼續(xù)進(jìn)行開挖，開挖至8軸后澆帶位置后，進(jìn)行5～8軸區(qū)域的（第三塊底板）底板鋼筋綁扎和混凝土澆筑工作；北側(cè)第三步土方持續(xù)進(jìn)行開挖，開挖至10軸位置處（10軸承臺上部1m位置處設(shè)置一道東西向施工縫），開始進(jìn)行8～10軸區(qū)域的（第四塊底板）底板鋼筋綁扎和混凝土澆筑工作；最后一塊土方開挖完畢后，進(jìn)行10～12軸區(qū)域的（第五塊底板）底板鋼筋綁扎和混凝土澆筑工作。

4.4 棄土

棄土地點擬設(shè)置在臨時規(guī)劃用地內(nèi)，運距約40KM。自場地東側(cè)圍墻開設(shè)運土臨時出入口，運土通道換填素土加固。棄土需用密目網(wǎng)覆蓋，避免大風(fēng)天氣形成揚(yáng)塵。

5 質(zhì)量控制

臨近既有線施工尤其是土方開挖對于既有線路位移沉降觀測尤為重要，重點根據(jù)數(shù)據(jù)的顯示及變化判斷基坑、既有線路及建筑物的安全穩(wěn)定狀態(tài)。

5.1 監(jiān)測內(nèi)容

既有線施工應(yīng)加強(qiáng)信息化施工管理，施工期間應(yīng)根據(jù)監(jiān)測資料及時控制和調(diào)整施工進(jìn)度和施工方法，對施工全過程進(jìn)行動態(tài)控制。具體監(jiān)測內(nèi)容如下：

變形監(jiān)測：

（1）圍護(hù)體頂部水平位移監(jiān)測；

（2）圍護(hù)體頂部豎向位移監(jiān)測；

（3）圍護(hù)體深層水平位移監(jiān)測；

（4）立柱豎向位移監(jiān)測；

（5）周邊地表豎向位移監(jiān)測；

（6）支撐內(nèi)力監(jiān)測；

（7）坑底隆起監(jiān)測；

（8）坑外地下水位監(jiān)測；

（9）臨近鐵路運營線（杭長線Ⅰ道和Ⅱ道）水平位移及豎向位移監(jiān)測；

（10）接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)柱沉降監(jiān)測。

5.2 觀測點設(shè)置

（1）既有鐵路鋼軌位移觀測：在線路坡腳外地面上設(shè)置1個測站點，1個后視點，在線路鋼軌側(cè)面設(shè)置15個觀測點（編號D1～D15 ，間距10m），貼反光片；同時在范圍內(nèi)接觸網(wǎng)桿上設(shè)置同樣觀測點；在路基同樣設(shè)置觀測點15個觀測點（編號LJ1～LJ15 ，間距10m），預(yù)埋鋼筋、上部彎折90°、鋼筋頭貼反光片；觀測點埋設(shè)在天窗點內(nèi)完成，對于既有線觀測全部在防護(hù)柵欄外進(jìn)行。

（2）1#變電所臨近東站房基坑，為防止基坑在施工期間和降水期間對1#變電所造成沉降位移影響，在1#變電所側(cè)墻設(shè)置雙層攪拌樁止水帷幕（見施工藍(lán)圖）。同時加強(qiáng)對1#變電所內(nèi)避雷塔基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)等柱式結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測，在1#變電所院內(nèi)墻邊設(shè)置沉降觀測點，1#變電所的西墻設(shè)置5個觀測點（編號BD1-BD5），北墻邊設(shè)置4個觀測點（編號BD5-BD8），觀測點間距10m。1#變電所觀測點的布置見附件DZPS-7圖示。觀測點埋深600mm，采用混凝土制作，見下圖觀測點做法：

（3）圍護(hù)體監(jiān)測：在線路外地面上設(shè)置1個測站點，1個后視點，設(shè)置觀測點。編號WY，主要觀測圍護(hù)樁頂部水平位移、豎向位移，圍護(hù)樁深層水平位移；編號WY，觀測圍護(hù)樁頂部水平位移、豎向位移；監(jiān)測點布置見“觀測點布置圖、圖號HYPS-6”

基坑監(jiān)測、線路觀測委托專業(yè)單位進(jìn)行，監(jiān)測單位將每次數(shù)據(jù)及時整體，上報中鐵建工集團(tuán)杭州南站項目經(jīng)理部、監(jiān)理單位，并由施工單位及時上報杭州工務(wù)段、接觸網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)上報供電段，作為判定依據(jù)，如果線路監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)警值時，加強(qiáng)設(shè)備檢查和及時整修，達(dá)到報警值對線路、接觸網(wǎng)等設(shè)備檢查確認(rèn)，必要時采用整修補(bǔ)強(qiáng)等措施。

線路檢查、養(yǎng)護(hù)委托杭州工務(wù)段進(jìn)行實施。施工期間對杭長高速鐵路實行24小時全自動監(jiān)測。觀測過程中發(fā)現(xiàn)變形頻率加快、立即停止施工，由工務(wù)段先進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，各單位聯(lián)合分析原因并制定處理措施。

（4）監(jiān)測頻率。

①既有線觀測（見表1）。

樁基施工期間觀測頻次每天1次，基坑開挖觀測頻次不少于每2小時1次，變形速率較快或有持續(xù)變形時，觀測頻次不少于每1小時一次。

當(dāng)路基及接觸網(wǎng)立柱變形量大于4mm/天，或累計變化量大于參考值時，必須停止施工，與業(yè)主、監(jiān)理和設(shè)備部門共同分析原因，制定補(bǔ)強(qiáng)措施，加強(qiáng)軌面養(yǎng)護(hù)和對接觸網(wǎng)立柱進(jìn)行加固，穩(wěn)定后方可繼續(xù)施工。施工結(jié)束后應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)觀測，時間不少于3天，頻次不少于2次/天，變形觀測應(yīng)做好觀測記錄并經(jīng)觀測人員簽認(rèn)。

②基坑監(jiān)測頻率（見表2）。

注：本工程臨近杭長正線側(cè)按一級基坑考慮監(jiān)測頻率，實際監(jiān)測頻率依據(jù)現(xiàn)場實際情況進(jìn)行加密和降低。

根據(jù)業(yè)主審查杭州南站東站房基坑土方開挖施工方案的意見，要求對杭長正線軌道側(cè)邊進(jìn)行監(jiān)測，可以考慮利用天窗點對正線軌道側(cè)邊安裝反光片，并進(jìn)行監(jiān)測工作?；颖O(jiān)測時，在土方開挖到5m以下時，要提高監(jiān)測頻率，按2次/1d考慮（見表3/4）。

根據(jù)“上海鐵路局工務(wù)處關(guān)于印發(fā)《杭州南站基坑工程施工對杭長高鐵、臨近建筑物影響安全評估審查會紀(jì)要》的通知”的要求，東站房基坑監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)：沉降速率24小時不大于2mm，當(dāng)基坑沉降監(jiān)測超過控制標(biāo)準(zhǔn)，必須馬上停止施工，采取相關(guān)應(yīng)急措施，確保高鐵運營安全。

③監(jiān)測報警值。

基坑變形和環(huán)境保護(hù)安全等級為一級，因此監(jiān)控施工過程中的基坑變形、環(huán)境變化情況工作應(yīng)全面滿足安全等級控制保護(hù)要求，使施工單位能隨時了解變形情況，以便及時采取有關(guān)措施，調(diào)控施工步序與節(jié)奏，作到信息化施工，確保工程施工順利進(jìn)行。

各項監(jiān)測的數(shù)值達(dá)到一定范圍要進(jìn)行“預(yù)警”和“報警”。具體見表5。

6 結(jié)束語

杭州南站東站房屬于臨近既有線深基坑開挖，通過采用分區(qū)、分級、分層、先撐后挖，以監(jiān)測數(shù)據(jù)為指導(dǎo)，順利高效的完成了杭州南站土方開挖工程施工，不僅保證了工程質(zhì)量和施工安全，而且施工效率快，大大節(jié)約了工期，為今后既有線路施工提供了寶貴的經(jīng)驗。監(jiān)測的數(shù)據(jù)及時反饋到設(shè)計院及既有線路各級單位，得到了業(yè)主及各級單位的好評。

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