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周 欣
(江苏国桩岩土工程有限公司，江苏 南京 211301)
为了方便百姓出行，地铁车站通常建设于城市繁华地段，而在城市繁华地段，地下分布着不同功能的管线。为了保证地铁车站基坑工程顺利实施，在实施前需要把基坑工程场地内外、不同功能的地下管线迁改。但在工程实践中，会遇到地下管线无法迁改的难题，随之引发两个危害：1)基坑围护结构无法闭合，导致在基坑土方开挖过程中，围护结构外的水土沿未闭合围护结构处向基坑内渗漏，影响了地铁车站本身施工；
2)因为水土向基坑内渗漏，对地铁车站基坑周边敏感环境造成危害，产生如道路塌陷、建筑物不均匀沉降等。工程实践需要针对基坑围护结构无法闭合处的处理技术，基于此闭合处理技术，使地铁车站基坑围护结构重新闭合，以便消除地下管线无法迁改导致围护结构无法闭合对濒临敏感环境产生的危害[1-4]。
某地铁车站采用逆作法实施，该基坑工程濒临敏感环境国道，导致穿越的电缆不仅穿过基坑，而且无法迁改，形成了未闭合围护结构。针对未闭合围护结构，作者提出了针对性的闭合处理技术，并成功应用于实践，保证了逆作法地铁车站顺利实施，也确保了敏感环境国道、电缆的安全。现把未闭合围护结构处理关键技术总结出来，供同行在类似工况时借鉴参考。
2.1 设计概况
某地铁车站位于国道南侧，沿国道呈南北向布置。车站采用半盖外岛式车站，车站长度为149 m，标准断面宽度为23.9 m，盾构端头段宽为27.2 m，标准段主体基坑开挖深度约为24 m～25.5 m，车辆以2‰的下坡由小里程往大里程行驶。车站地下3层无柱车站，设置3个出入口、2组风亭。车站主体基坑围护采用1 200 mm@1 350 mm旋挖桩+内支撑的支护形式，采用600 mm旋喷桩作为桩间之水，车站抗浮采用压顶梁+抗拔桩联合抗浮形式。为方便市区车辆通行，车站采用明挖逆作法施工。
2.2 车站管线情况
车站西南角度区域存在两处电缆斜跨基坑,一处为3根DN168 mm 10 kV高压PE线缆,埋深约为3 m，另外一处为16根DN 168 mm 10 kV高压线缆采用1.5 m×1.5 m现浇箱涵作保护，箱涵埋深1.5 m。因两处管线十分重要，管线主管部门不同意迁改，受两处10 kV电缆影响，该区域围护结构4处围护桩及旋喷桩无法施工，A空隙宽500 mm、B空隙宽600 mm、C空隙宽1 500 mm、D空隙宽2 000 mm(见图1)[5-9]。
2.3 工程地质条件
地铁车站基坑工程涉及的岩土层自上而下为：
①杂填土、素填土层：杂填土稍压实状态为主，主要由碎石、黏性土夹建筑垃圾等组成，均匀性较差。素填土为灰褐、灰白等色，稍压实状态为主，主要由粉质黏土、砂土等回填而成，夹碎石块等，均匀性较差，浅表层多为混凝土地面。
③1,③2冲积-洪积砂层：灰黄色、灰色，饱和，稍密为主，局部中密，级配良好，成分主要为石英颗粒，含少量黏粒。
④-2B,④N-2,④N-3冲积-洪积土层：呈褐黄色、灰黄色等，可塑，主要由粉黏粒组成，局部夹有砂，干强度及韧性中等，压缩性中等。
⑤N-1,⑤N-2残积土层：褐红、棕红、灰黄等色，硬塑，成分以粉黏粒组成，土质不均，干强度韧性中等，黏性一般，遇水易软化崩解，压缩性中等。
⑦-1砾岩强风化层：褐红色、岩石风化强烈，岩芯呈半岩半土状，褐红色，原岩风化强烈，组织结构大部分破坏，岩芯呈半岩半土状，碎块状，遇水易软化，岩体破碎，属于极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
⑦-3粉砂岩、泥质粉砂岩强风化层：褐红、棕红等色，岩石风化强烈，原岩结构大部分被破坏，岩芯呈半岩半土状为主、少量碎块状，局部夹中风化岩块，遇水易软化，岩体破碎，属于极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类。
⑧-1砾岩中等风化层：褐红色、灰白色等，砾状结构，层状构造，泥钙质胶结，裂隙较发育，岩芯破碎，多呈块状，扁柱状，少量短柱状，柱状，砾石成分为灰岩。
⑧-3粉砂岩、泥质粉砂岩中等风化层：褐红、棕红等色，粉砂质结构，层状构造，泥钙质胶结，可见细脉状方解石充填其中，滴稀盐酸稍微起泡，裂隙发育，岩心较破碎，呈块状为主，少量柱状，风化不均。
⑨-3粉砂岩、泥质粉砂岩微风化层：深灰色，青灰色，灰色，粉砂质结构，层状构造，泥钙质胶结，岩石裂隙稍发育，见细长状方解石脉充填少量块状，岩质较硬，锤击声脆。
2.4 围护桩施工情况
受盖板区电缆影响，围护结构部分围护桩及旋喷桩无法施工，由于斜跨基坑管线处存在8 m～9 m厚的素填土、粉质黏土、中粗砂层，其中粉质黏土层夹砂较多，中粗砂密实，为保证开挖基坑稳定，采用后期注浆及分段开挖逆作施工。
3.1 施工顺序
施工前须做好国道处道路封闭，交通导流设置。施工过程中须定人定点值班监测地面沉降。
四个空隙需分区逐一处理，待上一个空隙点处理完毕后方可进行下一个空隙点施工，不得同时施工。依次按照A空隙→B空隙→C空隙→D空隙的顺序施工。土方按此顺序分区分层依次开挖，开挖至空隙处应预留2 m宽的核心土，以保证注浆过程中的稳定性。开挖前需做好管线交底，开挖至管线附近处必须采用人工探挖，严禁使用挖机，施工过程中必须做好管线保护。开挖过程必须做好降水，降水至开挖面下50 cm，做好降水记录，定时监测地下水位。
3.2 施工流程
D空隙最大为2 000 mm，以D空隙为例介绍施工流程，其余三个空隙处参照执行。
1)打开基坑外侧国道处井盖，观察地下水位，并将井内水位引流。
2)利用基坑降水井进行抽排，将水位降至开挖面下50 cm，注意抽排过程中不要过猛，避免扰动砂层。
3)PC60挖机开挖逆作顶板下方土体1.5 m，至16孔10 kV电缆线现浇箱涵底，探明现浇箱涵位置(见图2)。
4)继续开挖1.2 m(空隙处预留2 m宽核心土)，严格控制封钢板前的分层土方开挖高度，严禁超挖。因基坑濒临国道，且砂层较厚，局部厚度超过5 m，为保证地铁施工和国道行车安全，及时采用钢板封闭，防止渗水渗砂，钢板厚度根据开挖深度调整，上部压力较小时可采用3 mm钢板，如出现渗漏，及时堵漏，待无渗漏后，施工分段逆作墙，根据地层及处理情况，在逆作墙上设置注浆孔。为方便钢板搬运及焊接，每层土方开挖后可分块焊接，确保土方开挖后快速采用钢板封闭，钢板封闭后及时施作逆作墙体。
5)根据现场情况采用钻注一体机以30°～60°向下成孔注浆加固基坑外侧土体，每层土体采用3个注浆孔，孔距500 mm～600 mm，成孔深度至基坑外2.5 m～3 m(见图3)。
6)向下继续开挖1.2 m(空隙处预留2 m宽核心土)，严格控制后封钢板前的分层土方开挖高度，严禁超挖。及时采用6 mm钢板封闭钢板厚度(根据开挖深度调整，下方压力较大时采用1 cm钢板)，如出现渗漏，及时堵漏，待无渗漏后，施工逆作桩。通过在两侧桩身设置膨胀螺栓的形式焊接钢板封闭基坑外土体，钢板厚度及尺寸根据开挖深度及地质情况确定，上方土压力较小时采用4 mm～6 mm厚钢板，下部土压力较大时采用1 cm(见图4)。
7)重复5)～6)，直至开挖至砂层底部约8 m处，后续根据开挖情况，如存在夹砂层，可参照上述方法处理。
8)完成逆作挡墙施工，根据现场情况，通过逆作挡墙预留注浆孔注浆加固墙后土体，确保基坑安全[10-12]。
3.3 注浆参数及流程
根据施工过程中注浆情况，采用双液浆工艺进行施工。
1)采用双液浆注浆，水泥浆∶水玻璃为1∶1(体积比)。2)注浆压力不得大于1 MPa，根据返浆情况调整注浆压力。3)水泥浆水灰比(质量比)为1∶1,根据现场实际情况，水泥浆凝固时间快慢可调整为1∶0.8或1∶1.2。
注浆施工流程如下：1)钻孔、插入钢花管成30°～60°向下成孔注浆加固，每层土体采用3个～4个注浆孔。2)封口挖出孔口处15 cm左右土体，采用堵漏王封口。3)采用双液浆，水泥浆∶水玻璃为1∶1(体积比)；
注浆压力0.2 MPa～0.4 MPa，根据返浆情况调整注浆压力。
3.4 分段逆作墙施工
1)经设计核算，分段逆作墙水平筋直径为22@150 mm，竖向筋为直径25@150 mm，墙体厚度为500 mm(见图5)。
2)逆作墙侧模采用厚胶合板，采用φ48×3.0钢管和5 cm×10 cm方木作横、竖围檩，φ14对拉螺栓作侧向支撑，方木竖围檩间隔0.3 m一道，外加斜撑间距1 m均布。对拉螺杆焊接在钢板上，模板安装完毕后，应仔细检查尺寸和加固情况，以保证模板不走位、变形，确保其精度。
为保证施工过程中基坑和国道通车安全，制定了相应应急措施。
4.1 涌水涌砂应急处置措施
1)在有微量漏水时，可采用双快水泥直接对漏点进行修补堵漏。2)漏水较严重时，可用双快水泥进行封堵，同时用软管引流，等水泥硬化后从引流管中注入化学浆液止水堵漏，进行化学灌浆。
3)出现渗漏点时，加密监测，重点监测国道地表沉降、周边管线沉降、地下水位、桩体水平位移等。
4.2 坍塌应急处置措施
1)当出现局部小塌方(冒泥沙)时，为避免塌方面积扩大，临时封闭塌方部周边，钻孔探明塌方周边断层情况，以塌方处为作业半径，由四周向中间钻孔探明，采取边探边注浆处理。2)当出现大面积塌方时，可以采取坡顶卸载或削坡、适当增加支撑或锚杆、回填砂包、土包或再加抛大石反压、回灌水等措施。
4.3 周边道路沉降/塌陷应急处置措施
1)立即停止施工，疏散现场人员，联系交警部门对道路交通进行封闭及疏解。联系相关管线产权单位，第一时间关闭管线阀门或开关，根据影响程度进行管线监护和处理。2)进行基坑堆料或回填反压，减缓或抑制路面开裂或塌陷情况。加强支护体系，减少基坑变形量，用水泥浆将地面裂缝浇灌封闭并抹面防止雨水渗入及增加。3)如果路面下土质松软或出现空洞，立即采取注浆加固、填充。
1)针对因管线原因造成的围护结构无法闭合的工况，空隙处应按照空隙由小到大的顺序依次处理，避免同时处理多个空隙。2)空隙处理应根据地层条件按照开挖→封钢板→注浆→施工逆作墙的顺序分段处理，钢板厚度可根据开挖深度逐渐加厚。3)处理过程中需动态关注基坑地下水位和周边敏感环境的水位变化，地下水位开挖面下50 cm，针对涌水涌砂、道路塌陷、不均匀沉降等危害做好应急措施。4)通过针对该工况采用该工艺对围护结构进行了闭合处理，后续车站开挖过程中无明显渗漏，结构施工安全顺利，国道通车安全无事故，可为类似工程施工提供参考。
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