上海隧道工程有限公司 上海 200232
摘要：地铁深基坑开挖和结构回筑受影响较多。为了确保施工质量，需根据当前车站施工标准，明确施工重难点，结合实际情况，采取对应的措施，根据现场情况及时调整方案，保证施工质量及工期。本文以杭州地铁4号线紫金港路站为研究背景，对齐过河段基坑开挖及后期施工进行分析研究，对相关类似工程管理人员提供新思路。
关键词：地铁；基坑；开挖；防水
1、工程概况
杭州地铁紫金港路站位于池华街（紫萱路~清池路）之间，该站台为地下二层岛式车站，站台宽度为12.6m，车站总建筑面积为27566m2。主体建筑面积为21118m2，附属建筑面积为6448m2。车站共设置5个地铁出入口，4个物业区出入口，共设两个紧急疏散口，三组风亭。
过河段基坑位于现状西河港桥下方，基坑总体长112m，宽度21.3m。本文探讨的是过河西段基坑，结构长度约35.8m～53.6m，基坑开挖深度5.986～7.439m，基坑围护结构采用35.51m深800mm地下连续墙及Φ850mm@600mmSMW工法桩，桩长16.5米。支撑体系采用钢支撑及混凝土支撑结合的内支撑形式。该车站过河段段平面图如图1所示。
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图1 紫金港路站过河段平面图
Fig.1 Floor plan of the crossing section of Zijingang Road Station
2、工程地质及水文条件
2.1工程地质
紫金港路站属湖沼相沉积平原地貌单元，第四系覆盖层厚度较大，浅部分布有海积的淤泥质土；中部为冲湖积粘性土层、砂层、海积的淤泥质土、粘性土层，中下部为冲积、冲洪积的砂卵砾石层。下伏基岩为白垩系下统朝川组泥质粉砂岩、砂砾岩、凝灰岩。
根据探勘孔揭露的地层结构、岩性特征、埋藏条件及物理学性质，结合周边建构筑物详勘地质资料，紫金港路站场地勘探深度以内自上而下可分为：①0 碎石填土、①2 素填土、①3 淤泥质填土、②2 层粉质粘土、④2 层淤泥质粘土、⑤1 层粉质粘土、⑤3 层粉质粘土夹粉土、⑥2 层（淤泥质）粘土、⑦1 层粉质粘土、⑦夹层粉砂、⑧2 层粉质粘土、⑨1 层粉质粘土、⑨夹层粉砂、⑩1 层粉质粘土、⑿2 层中砂、⑿3 层砾砂、⑿4 层圆砾、⑿夹 层粉质粘土。
五里塘河河岸两侧为土质岸坡及人工岸坡，主要以粉质粘土为主；河流断面处主要为塘泥及粉质粘土，其渗透系数为 2.0E-06cm/s，属微透水层。河水与地下水的水力联系较弱。
2.2水文条件
根据地下水的含水介质、赋存条件、水理性质和水力特征，勘探揭露范围内场地地下水类型主要是第四纪松散岩类孔隙潜水、松散孔隙承压水和基岩裂隙水。
（1）孔隙潜水
沿线场地潜水主要赋存于浅（中）部填土层、粘性土层及粉土层中。地下水 埋深为地面下1.6~2.5m，稳定水位埋深为地面下1.3~4.6m。潜水主要受大气降水与地下同层侧向径流补给，以竖向蒸发及地下同层侧向径流方式排泄，并随季节性变化。拟建场地潜水与附近河水呈水力互补状态，潜水位随季节和邻近河水水位的变化而变化，年水位变幅约为1.0～2.0m。
（2）松散孔隙承压水
承压水主要分布于下部的⑥4 细粉砂、⑦3 粉砂、⑧2 细砂、⑨2 细粉砂、⑩1 细粉砂、⑩2 含砾中砂、⑩3 砾砂、⒁2 含砾中砂、⒁3 砾砂、⒁4 圆砾、⒂2 中砂、⒂3 砾砂中，含水层厚度不大。承压水头在85国家高程分别为-1.33（AZ049）、-1.40m（AZ089）、-1.33m（AZ137）、-1.26m（AZ171），③、⑤、⑥、⑦等粘性土层构成该承压含水层的隔水顶板。
（3）基岩裂隙水
基岩裂隙水水量受地形地貌、岩性、构造、风化影响较大，补给来源主要为上部第四系松散岩类孔隙潜水，次为基岩风化层侧向径流补给；径流方式主要通过基岩内的节理裂隙、构造由高高程处向低高程处渗流。根据本场地基岩岩性及基岩内的节理构造判定，本场区基岩裂隙水水量较小、径流缓慢。
3、工程难点
3.1地下情况复杂
由于河中段基坑穿越西港河，为保证河道过流断面，河中段基坑需分两次围堰分期施工，一期施工西侧围护结构及逆做顶板，二期施工东侧围护及过河段主体结构施工。同时河中段与西港河桥交叉施工，施工工序复杂。西河港老桥为简支梁，10m+20m+10m，宽34m，重力式桥台，桩基为1000mm钻孔桩，桥墩桩基为1200mm钻孔桩。新建西河港桥为简支梁，过河段基坑范围内桥台、桥墩结构位于已完成顶板上方，过河段两侧桥梁采用1000mm钻孔桩基承台，桥台、桥墩结构位于承台上方。
3.2工期紧迫
过河段施工节点是紫金港路站整体节点的重中之重，关系到工程整体工期，并且需要赶在非汛期完成。
4、过河段基坑施工技术
4.1过河西施工工筹
桥台凿除、土方回填、一期围堰施工（过水断面12.5m）—将影响地墙及新建桥梁、围护桩基施工的老桥桩基拔除—地墙、新建桥梁桩基打设、基坑内桩基、第一道混凝土支撑施工—基坑开挖，完成逆做顶板施工—地墙外桥台及桥梁上部结构施工—逆做顶板上方桥梁上部结构、挡墙施工。
4.2基坑加固
由于过河段下穿西港河，本车站底板位于⑥ 2淤泥质粉质粘土，潜水水位在地面以下0.5～5.0m左右，为满足工程进度要求，过河段基坑内加固形式采用裙边+抽条加固。过河段基底加固范围为坑底以下3m，采用∅800@600mm高压旋喷桩加固，SMW工法桩处阴角加固范围为地表至地表以下10m。紫金港路站过河段围堰挡水墙采用Φ850mm@600mmSMW工法桩共22根，桩长16.5米，桩内插700×300×13×24mmH型钢，型钢长度为17.5米，工法桩采用套打进行施工。
4.3基坑开挖
过河西段采用逆作法施工，技术原理是将高层建筑地下结构自上往下逐层施工，可以保障地铁工程的整体质量。该施工方法步骤如下：进行施工准备—地基加固—降水井施工—冠梁及第一道砼支撑施工—土方开挖—钢支撑架设—进行逆做顶板施工—防水处理。
原方案采用明挖法施工，即河中间增加封堵墙，分东西两个基坑分别采用明挖顺作法施工，先施工西侧围护及内部结构，全部完成后,再实施东侧围护及内部结构。原方案工期长，基坑分坑多，河中间围堰方案也无法满足河道过水断面不少于50%的最低要求。变更后先施工河道西侧及中间的围堰，围堰内抽水并回填土方，围堰内施作西侧地连墙和河中间立柱桩。在西侧基坑内开挖至车站的顶板底，施作结构逆做顶板结构及西侧桥台和桥梁下部结构。完工后将围堰改至东侧，满足过水要求。待河东侧围护结构与河西侧围护封闭后，河道段整个基坑整体开挖。盖挖法施工取消河中间封堵墙，原过河段基坑斜撑大部分调整为直撑，有利于基坑稳定和节约工期。
过河段基坑为保证河道2/3过水断面，采用逆作法施工，先做顶板，边开挖边架支撑。顶板完成，施工挡水墙与防水施工。在该施工期间开挖时拟投入2台小型挖机在坑内翻挖土方，1台长臂挖机进行土方的装运。之后进行过河段基坑明挖段围堰施工，及老桥拔桩，新桥成桩等工序，待过河段基坑明挖段围护结构施工完毕后进行结构开挖施工，在该施工期间开挖时拟投入4台小型挖机在坑内翻挖土方，2台长臂挖机进行土方的装运，开挖第六层土时投入1台抓斗进行土方的装运。
基坑开挖深度5m以内土体采用标准臂挖掘机直接挖土装运。开挖深度5m以上的土体采用标准臂挖掘机或抓斗直接挖开挖深层土体，分层放坡挖土并将土方垂直运出坑外装车外运。同时在坑内布置小型液压挖掘机，开挖盖板以及长臂挖机和抓斗工作半径以外的土方和支撑下的土方。基坑开挖做到随挖随撑，及时施加轴向预应力，并根据监测对支撑复加应力，以此减小围护结构变形。
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图2 过河段基坑（一期）平面示意图
Fig.2 Schematic diagram of the foundation pit (Phase I) across the river
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图3 过河段基坑纵剖示意图
Fig.3 Longitudinal section schematic diagram of the foundation pit across the river
4.3逆做顶板施工
过河段逆做顶板施工流程如图4所示，基坑进行开挖后架设第二道支撑（609钢支撑）然后按照如图所示Z字形施工逆做顶板，逆做顶板支撑概况表如表1所示。
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图4 过河段逆做顶板施工流程
Fig.4 Construction process of reverse roofing across river section
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图5 防水施工工艺流程图
Fig.5 Flow chart of waterproof construction process
表1 过河段逆做顶板段支撑概况表
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地下结构的防水设计应遵循“以防为主、刚柔结合、多道设防、因地制宜、综合治理”的原则。逆做顶板的防水处理是该工序施工中的重点。逆做顶板防水施工工艺流程图如图5所示。
过河段顶板采用防水涂料+天然钠基膨润土防水毯+钢纤维混凝土防水。过河段下压区顶板须在地墙切割凹槽，设置封边胶+止水条将防水毯封边收头设置于此。过河段下压区顶板防水图如图6所示，
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图6 过河段下压区顶板防水图
Fig.6 Flow chart of waterproof construction process
5、结语
过河西段基坑于2020年3月18日进行开挖施工，至4月1日全部开挖完成，共计开挖土方5500m2。随后4月2日至4月14日进行逆做顶板施工，4月15日至4月20日进行逆做顶板防水施工处理，整体工期34d。相较原方案缩短了工期为后期施工打下了良好的基础。在施工过程中，合理编制工筹、安排开挖、逆做顶板制作、防水施工等相关工序，对整体工程的控制，取得了一定的成效。