杭州地鐵試驗(yàn)車(chē)站的設(shè)計(jì)與施工

1、杭州地鐵試驗(yàn)車(chē)站的設(shè)計(jì)與施工摘要 杭州地鐵秋濤路站位于汽車(chē)南站附近，橫跨秋濤路，下穿新開(kāi)河。全長(zhǎng)260米，寬18.9米，埋深-18米，有6個(gè)出入口。車(chē)站結(jié)構(gòu)為地下雙層島式車(chē)站，采用明挖法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔咬合灌注樁。工期2年， 總投資約1.7億元（含征地拆遷等），土建費(fèi)用為8600萬(wàn)元。本文分析了設(shè)計(jì)特色、工程技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)（包括圍護(hù)樁施工、建筑物保護(hù)、河道圍堰、基坑降水等），介紹了鉆孔咬合樁的施工要點(diǎn)，并提出了建設(shè)性的意見(jiàn)。 關(guān)鍵詞：地鐵； 鉆孔咬合樁；基坑支護(hù)；設(shè)計(jì)Abstract: The test station lies near Bus terminal S., across

2、Qiutao Rd and under Xinkai river. There are six outlets with 260m in length and 18.9m in width for this station. The underground structure has two levels in type of “island”. Using cut-and-cover construction method and mechanized hole-biting pile technology, it will be completed in 2 years, funding

3、170 million yuan(RMB) including land requisition and buildings demolition etc. The budget in civil works is 86 million. These contents are analyzed in design characteristics, technical difficulties such as biting piles, building near site protection , river dam and underground water treatment.Some s

4、uggestions are also made in this paper. Keywords: metro ; mechanized hole biting pile; design 1 工程概況 地鐵試驗(yàn)段秋濤路車(chē)站位于汽車(chē)南站附近，沿錢(qián)江新城婺江路，橫跨秋濤路，并穿越新開(kāi)河。周邊環(huán)境復(fù)雜，管線眾多，交通繁忙。車(chē)站總長(zhǎng)259.6m（含渡線100m），總寬18.9m，埋深-18m。結(jié)構(gòu)頂板覆土約5m。設(shè)有2座風(fēng)道，6個(gè)出入口。車(chē)站結(jié)構(gòu)為地下雙層島式車(chē)站，站臺(tái)寬度10m，總高13.31m。設(shè)計(jì)概算1.7億元（含征地拆遷等），工期24月。車(chē)站平面示意圖，見(jiàn)圖1。2工程地質(zhì)與水文條件 該工程位于

5、錢(qián)塘江河口相沖海積堆積的粉性土及砂性土地區(qū)。工程地質(zhì)土層總體特征是高含水量和大孔隙比、高壓縮性、低強(qiáng)度。砂質(zhì)粉土，松散-中密，透水性強(qiáng)，易產(chǎn)生流沙、涌水；淤泥質(zhì)粘土，流塑軟塑狀、高靈敏度、具觸變、流變特性弱透水；粉質(zhì)黏土，可塑-硬塑，中等壓縮性。圍巖分類(lèi)均為I類(lèi)。另外，在車(chē)站基坑范圍內(nèi)有古海塘，有條石。地下水分布為兩個(gè)含水層，即淺層潛水（靜止水位埋深0.85-3.45m）和深層承壓水（埋深23-28m）。3建筑設(shè)計(jì)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該車(chē)站設(shè)計(jì)新穎，富有創(chuàng)意。由于新開(kāi)河的原因，大膽采用長(zhǎng)度達(dá)56m的超大型橢圓中庭式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，視野開(kāi)闊，現(xiàn)代感強(qiáng)。同時(shí)，充分考慮人防、消防、防水以及無(wú)障礙設(shè)施及站臺(tái)屏蔽

6、門(mén)系統(tǒng)，機(jī)電及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)，出入口達(dá)6個(gè)，完善的功能布局極大地方便乘客乘坐的需要。車(chē)站透視圖見(jiàn)圖2。 車(chē)站基坑支護(hù)采用1000750鉆孔咬合灌注樁，樁長(zhǎng)35、33和28m不等。內(nèi)設(shè)609的鋼管支撐6道，縱向間距4m。出入口部分基坑最埋深13m，采用SMW工法，樁徑850。車(chē)站圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖3。 4工程特點(diǎn)與技術(shù)難點(diǎn)41 工程特點(diǎn)4.1.1 意義深遠(yuǎn) 地鐵一號(hào)線工程是我市歷史上投資最大的城市基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，已經(jīng)列為杭州市“十大工程”之一和省市重點(diǎn)工程項(xiàng)目。地鐵試驗(yàn)段工程的開(kāi)工標(biāo)志著從“紙上談兵”的規(guī)劃論證階段正式轉(zhuǎn)入“實(shí)施建設(shè)”階段，這是一次20年來(lái)的大跨越和實(shí)現(xiàn)“地鐵夢(mèng)”的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。因此，

7、試驗(yàn)段工程必須確保工程質(zhì)量、安全和工期，做到萬(wàn)無(wú)一失。4.1.2 外部環(huán)境復(fù)雜 該車(chē)站橫跨城市主干道秋濤路，交通繁忙，只能倒邊施工；穿越新開(kāi)河，不能斷流。車(chē)站范圍還涉及橋梁的撤除和復(fù)建；用地性質(zhì)復(fù)雜，集體土地和國(guó)有土地混雜其間，企業(yè)包括國(guó)有、集體和合資等，有住宅、商鋪，須拆遷18000平方米，動(dòng)遷難度大；建設(shè)單位涉及錢(qián)江新城指揮部、市河道指揮部、上城區(qū)農(nóng)居中心等4家單位，協(xié)調(diào)難度大； 管線種類(lèi)多，數(shù)量達(dá)25條，有的埋深達(dá)6米，管徑1200mm，管線保護(hù)和遷改難度大。4.1.3 基坑深 由于要穿越新開(kāi)河，車(chē)站又要貫通，車(chē)站的底板埋深-18米，樁長(zhǎng)達(dá)3335米。4.1.4 施工工序多 車(chē)站工程涉及

8、鉆孔咬合樁、SMW工法樁、旋噴攪拌樁加固、截流圍堰、基坑開(kāi)挖與結(jié)構(gòu)施工等多道工序，工序間相互穿插和制約，項(xiàng)目管理難度高。 4.2 技術(shù)難點(diǎn)4.2.1鉆孔咬合灌注樁施工 鉆孔咬合灌注樁在國(guó)內(nèi)屬于新工藝，施工設(shè)備少，可施工25米以上樁長(zhǎng)的更少。灌注樁緩凝和垂直度的監(jiān)測(cè)與控制以確保止水是難點(diǎn)之一。4.2.2周邊建筑物保護(hù) 基坑附近3.5米處有一幢9層簡(jiǎn)易框架樓房，有50多戶(hù)居民，夯擴(kuò)短樁長(zhǎng)僅6-7米。椐測(cè)量，現(xiàn)已發(fā)生位移。按常規(guī)采用旋噴樁加固保護(hù)。加固方案必須確?；娱_(kāi)挖過(guò)程中樓房的不開(kāi)裂及居民安全。4.2.3交通組織 采用倒邊施工的方案， 必須確保軍便梁或排樁能夠承受重載車(chē)輛不間斷的通行，而不影響

9、基坑開(kāi)挖安全及保證道路不沉陷。 4.2.4基坑施工降水 根據(jù)水文資料，有潛水層和承壓水?；泳c(diǎn)降水方法是保證基坑開(kāi)挖安全的關(guān)鍵。4.2.5 河流圍堰 新開(kāi)河具有城市排洪和景觀功能，不能斷流。施工時(shí)圍堰加1000泄洪管，以保證泄洪要求。但是在圍堰上實(shí)施鉆孔咬合樁存在一定的技術(shù)問(wèn)題。5鉆孔咬合灌注樁施工 鉆孔咬合樁是一種新型的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于其樁心相互咬合，解決了傳統(tǒng)排樁相切時(shí)防水效果差的問(wèn)題。該工藝最近已經(jīng)在深圳地鐵和南京地鐵等工程中得到應(yīng)用，也用于杭州市新城暗挖隧道的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中。該工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：防水效果好；成孔垂直精度高；套管護(hù)壁，干孔作業(yè)，無(wú)泥漿、無(wú)沖擊、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲，能安全文明施工；

10、投資相對(duì)節(jié)省?？蓮V泛應(yīng)用于富水軟土、砂層和黏土地層的基礎(chǔ)工程，缺點(diǎn)是孔深大于25米的設(shè)備少，需要從境外購(gòu)買(mǎi)或租賃。 鉆孔咬合樁有兩種樁型， A樁為素混凝土樁， B樁為鋼筋混凝土樁。采用套管護(hù)壁成孔，先間隔施工A樁，在A樁混凝土初凝前， 用液壓套管鉆機(jī)切割A(yù)樁部分樁體后施工A樁之間的B樁，最終形成A樁和B樁的咬合結(jié)構(gòu)。第一序采用超緩凝砼灌注，確保第二序的順利成孔。遇到孤石時(shí)采用沖擊錘擊碎。鉆孔咬合樁的施工難點(diǎn)在于A樁混凝土的緩凝和鉆孔過(guò)程中的垂直度的控制。 由于孔深25米以上和地質(zhì)條件，本工程采用3臺(tái)全套管鉆機(jī)（套管鉆機(jī)壓管，旋挖鉆機(jī)開(kāi)挖取土）設(shè)備組合形式進(jìn)行鉆孔咬合樁施工。全液壓套管鉆機(jī)的型號(hào)

11、有VLM20型和VRM2000型，旋挖鉆的型號(hào)有SD205-2型和C600型兩種。 根據(jù)旋挖鉆機(jī)鉆頭提升高度及作業(yè)半徑，在套管鉆機(jī)前搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)，將旋挖鉆置于平臺(tái)上，旋挖鉆機(jī)可隨作業(yè)平臺(tái)牽引滑行就位。平臺(tái)內(nèi)凈空高度要高于壓管機(jī)的最高行程高度，平臺(tái)頂高度應(yīng)滿(mǎn)足套管接長(zhǎng)時(shí)套管頂與旋挖鉆頭間的最小作業(yè)空間。鉆孔咬合樁施工流程為：場(chǎng)地平整-導(dǎo)墻-樁機(jī)就位-吊裝套管測(cè)垂直度壓入套管抓斗取土套管鉆進(jìn)測(cè)量孔深吊放鋼筋籠混凝土灌注測(cè)定樁機(jī)移位。6結(jié)論與建議6.1 由于各地的地質(zhì)條件不同，施工方法具有明顯的地域特性 杭州地鐵試驗(yàn)段工程為弄清軟土和粉土條件下進(jìn)行大規(guī)模施工積累施工和管理經(jīng)驗(yàn)。一般試驗(yàn)段選擇在具有地

12、質(zhì)代表性、拆遷少，易實(shí)施的地段，或影響工期的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。而杭州市地鐵試驗(yàn)段秋濤路站地質(zhì)條件復(fù)雜、交通繁忙、動(dòng)遷量大，具有市區(qū)施工的代表性。同時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用新型的鉆孔咬合樁工藝，值得很好總結(jié)。6.2 車(chē)站設(shè)計(jì)方案切實(shí)可行，但實(shí)施難度大 車(chē)站（中間站）設(shè)計(jì)方案橫跨城市主干道，下穿新開(kāi)河， 地下雙層貫通，有6個(gè)出入口。雖然工程難度和投資增加許多，但是從城市發(fā)展和吸引客流的長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看是值得的。6.3 車(chē)站設(shè)計(jì)的平面布置及出入口的位置還有優(yōu)化和改進(jìn)的余地 設(shè)計(jì)人員一定要多次深入現(xiàn)場(chǎng)踏勘，比如9層樓房的保護(hù)問(wèn)題（無(wú)論是拆除還是旋噴樁保護(hù)）涉及資金上千萬(wàn)元。設(shè)計(jì)概算中的動(dòng)遷費(fèi)用估算嚴(yán)重偏低也值得我們吸取教訓(xùn)。6.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案需要充分論證 鉆孔咬合灌注樁有其許多優(yōu)點(diǎn)，但是樁長(zhǎng)超過(guò)25米由于可選液壓鉆機(jī)稀少，嚴(yán)重影響工期。應(yīng)該與地下連續(xù)墻方案進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選。但是在樁長(zhǎng)在18米左右的圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有一定的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)在據(jù)報(bào)道，SMW樁工法已用于地鐵工程而且達(dá)到-16米的記錄。因此，同樣值得方案比選。6.5 實(shí)施性施