逆筑法施工技术在军工路隧道浦东暗埋段的应用VIP

/“逆筑法”施工技术在军工路隧道浦东暗埋段的应用刘勇2009-8-4摘

要：深基坑围护是近年来建筑界关注和探讨的重点，而在城市密集建筑群中接受地下连续墙和逆作法处理深基坑是较为有效的方法。介绍某隧道基坑围护中地下连续墙和逆作法的详细应用状况。关键词：深基坑围护地下连续墙逆作法引言深基坑围护，既关系到围护结构本身的平安，又涉及邻近建筑物和四周环境的平安，同时还干脆关系到工程造价和施工进度。因此，深基坑围护是近年来建筑界关注和探讨的重点课题。多层地下结构接受“逆作法”施工，是一种比较先进的深基坑围护技术。而超深地下结构设计和应用，也只有在地下连续墙技术得到应用时才成为现实。而地下连续墙用于逆作法施工，又使逆作法成为更为合理、有效和牢靠的方法。

地下连续墙逆作法施工使支护体系和地下结构合二为一，利用原有地下结构梁板作为护坡结构的支撑体系，增加了原地下结构的功能，简化了施工工序，大大降低了材料和施工费用，具有显著的技术经济效益。更为重要的是使得深基坑开挖对地面及周边的建筑、管线、交通的影响可降到最低。本文介绍的某隧道暗埋段基坑开挖中就运用了此技术，取得了很好的经济、社会和环境效应。一、“逆筑法”的工艺原理和优缺点“逆筑法”是施工轨道交通车站、隧道暗埋段以及高层建筑多层地下室和其他多层地下结构的有效方法。传统的方法是开敞式施工，即大开口放坡开挖，或用支护结构围护后垂直开挖，挖至设计标高后浇筑钢筋混凝土底板，再由下而上逐层施工各层地下结构，待地下结构完成后再进行地上结构施工。对于深度大的隧道暗埋段多层地下结构，用上述传统方法施工存在一些问题。首先支护结构的设置存在确定困难，由于基坑很深，支护结构的挡墙长度很大，费用增加，尤其是基坑内部支护结构的支撑用量大，一方面需用大量大规格的钢材，或浇筑大量钢筋砼支撑，另一方面也增加了地下结构施工的难度；如不实行特别措施，亦会危及基坑旁边的建筑物、地下管线和道路。深基坑的开挖，基坑的变形和四周地面的沉降是施工中急待解决的问题之一。实践证明，利用“逆筑法”施工开挖深度大的多层地下结构是特别有效的。“逆筑法”的工艺原理是：先沿构筑物地下结构轴线(地下连续墙也是地下结构承重墙)或四周(地下连续墙等只用作支护结构)施工地下连续墙或其他支护结构，同时在建筑物内部的有关位置浇筑或设置中间支承柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工构筑物的顶部结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。和此同时，由于地面顶部结构已完成，为上部结构施工或管线施工及地面道路复原创建了条件。这样地面上交通和地下施工同时进行各不干扰，直至工程结束。和传统施工方法比较，用“逆筑法”施工地下结构有下述优点：1.缩短施工对地面交通影响的期限。隧道暗埋段地下结构如接受传统方法施工，其总工期为地下结构工期加管线及路面修复的工期。而用“逆筑法”施工，只有槽壁、立柱桩、抗拔桩、降水、土体加固及顶板等施工期间影响交通。而地下各层结构的挖土、支撑、浇筑砼不影响地面交通。2.基坑变形小，相邻建筑物等沉降少接受“逆筑法”施工，是利用逐层浇筑的地下室结构作为四周支护结构地下连续墙的内部支撑。由于地下室结构和临时支撑相比刚度大得多，所以地下连续墙在侧压力作用下的变形就小得多。此外，由于中间支承柱的存在使底板增加了支点，浇筑后的底板成为多跨连续板结构，和无中间支承柱的状况相比跨度减小，从而使底板的隆起也削减。因此，“逆筑法”施工能削减基坑变形，使相邻的建(构)筑物、道路和地下管线等的沉降削减，在施工期间可保证其正常运用。3.使底板设计趋向合理钢筋混凝土底板要满足抗浮要求。用传统方法施工时，底板浇筑后支点少，跨度大，上浮力产生的弯矩值大，有时为了满足施工时抗浮要求而需加大底板的厚度，或增加底板的配筋。而当地下和地上结构施工结束，上部荷载传下后，为满足抗浮要求而加厚的混凝土，反过来又作为自重荷载作用于底板上，因而使底板设计不尽合理。用“逆筑法”施工，在施工时底板的支点增多，跨度减小，较易满足抗浮要求，甚至可削减底板配筋，使底板的结构设计趋向合理。4.可节约支护结构的支撑深度较大的多层地下结构，如用传统方法施工，为削减支护结构的变形需设置强大的内部支撑或外部拉锚，不但须要消耗大量钢材，施工费用亦相当可观。而用“逆筑法”施工，土方开挖后利用地下结构本身来支撑作为支护结构的地下连续墙壁，可省去支护结构的临时支撑。“逆筑法”是自上而下施工，上面已覆盖，施工条件较差，且需接受一些特别的施工技术，保证施工质量的要求更加严格。二、“逆筑法”施工技术依据上述“逆筑法”的工艺原理可知，“逆筑法”的施工程序是：中间支承柱和地下连续墙施工→地下结构层挖土和浇筑其顶板、内部结构→从地下室-2层起先地下室结构和地上结构同时施工(地下室板浇筑之前，地上结构允许施工的高度依据地下连续墙和中间支承柱的承载实力确定)→地下室底板封底并养护至设计强度→接着进行地上结构施工，直至工程结束。(一)中间支承柱施工中间支承柱的作用，是在“逆筑法”施工期间，于地下结构底板未浇筑之前和地下连续墙一起承受地下和地面道路、覆土及结构自重和施工荷载；在地下室底板浇筑后，和底板连接成整体，做为地下结构的一部分，将上部结构及承受的荷载传递给地基。中间支承柱的位置和数量，要依据地下结构的布置和制定的施工方案详细考虑后经计算确定，由于底板以下的中间支承柱要和底板结合成整体，多做成灌注桩形式，其长度亦不能太长，否则影响底板的受力形式，和设计的计算假定不一样。亦有的接受预制桩(钢管桩等)作为中间支承柱。接受灌注桩时，底板以上的中间支承柱的柱身，多为钢筋混凝土柱或H型钢柱，断面小而承载实力大。由于中间支承柱上部多为钢柱，下部为混凝土柱，所以，多接受灌注桩方法进行施工。在泥浆护壁下用反循环或正循环潜水电钻钻孔时，顶部要放护筒。钻孔后吊放钢管，钢管的位置要特别精确，否则和上部柱子不在同一垂线上对受力不利，因此钢管吊放后要用定位装置调整其位置。钢管的壁厚按其承受的荷载计算确定。利用导管浇筑混凝土，钢管的内径要比导管接头处的直径大50~100mm。而用钢管内的导管浇筑混凝土时，超压力不行能将混凝土压上很高，所以钢管底端埋入混凝土不行能很深，一般为1m左右。为使钢管下部和现浇混凝土柱能较好的结合，可在钢管下端加焊竖向分布的钢筋。混凝土柱的顶端一般高出底板面30mm左右，高出部分在浇筑底板时将其凿除，以保证底板和中间支承柱联成一体。混凝土浇筑完毕吊出导管。由于钢管外面不浇筑混凝土，钻孔上段中的泥浆需进行固化处理，以便在清除开挖的土方时，防止泥浆到处流淌，恶化施工环境。泥浆的固化处理方法，是在泥浆中掺入水泥形成自凝泥浆，使其自凝固化。水泥掺量约10%，可中间支承柱亦可用套管式灌注桩成孔方法，它是边下套管、边用抓斗挖孔。由于有钢套管护壁，可用串筒浇筑混凝土，亦可用导管法浇筑，要边浇筑混凝土边上拔钢套管。支承柱上部用H型钢或钢管，下部浇筑成扩大的桩头。混凝土柱浇至底板标高处，套管和H型钢间的空隙用砂或土填满，以增加上部钢柱的稳定性。中间支承柱亦有用挖孔桩施工方法进行施工的。在施工期间要留意视察中间支承柱的沉降和升抬的数值。由于上部结构的不断加荷，会引起中间支承柱的沉降；而基础土方的开挖，其卸载作用又会引起坑底土体的回弹，使中间支承柱升抬。要求事先精确地计算确定中间支承柱最终是沉降还是升抬以及沉降或升抬的数值，目前还有确定的困难。(二)地下室结构浇筑依据“逆筑法”的施工特点，地下结构不论是哪种结构型式都是由上而下分层浇筑的。地下室结构的浇筑方法有两种：对于地面梁板或地下各层梁板，挖至其设计标高后，将土面整平夯实，浇筑一层厚约50mm的素混凝土(地质好抹一层砂浆亦可)，然后刷一层隔离层，即成楼板模板。对于梁模板，如土质好可用土胎模，按梁断面挖出槽穴(图22b)即可，如土质较差可用模板搭设梁模板(图22a)至于柱头模板如图4-2-23所示，施工时先把柱头处的土挖出至梁底以下500至于“逆筑法”施工时混凝土的浇筑方法，由于混凝土是从顶部的侧面入仓，为便于浇筑和保证连接处的密实性，除对竖向钢筋间距适当调整外，构件顶部的模板需做成喇叭形。由于上、下层构件的结合面在上层构件的底部，再加上地面土的沉降和刚浇筑混凝土的收缩，在结合面处易出现缝隙。为此，宜在结合面处的模板上预留若干压浆孔，以便用压力灌浆消退缝隙，保证构件连接处的密实性。(三)垂直运输孔洞的留设“逆筑法”施工是在顶部楼盖封闭条件下进行，在进行地下各层地下室结构施工时，需进行施工设备、土方、模板、钢筋、混凝土等的上下运输，所以需预留一个或几个上下贯穿的垂直运输通道。为此，在设计时就要在适当部位预留一些从地面直通地下室底层的施工孔洞。亦可利用楼梯间或无楼板处作为垂直运输孔洞。此外，还应对“逆筑法”施工期间的通风、照明、平安等实行应有的措施，保证施工顺当进行。三、“逆筑法”施工实例1工程概况1.2工程简介军工路越江工程是中环线建设中重要的两个越江工程之一，也是上海市总体规划中17座越江工程之一。该工程属于中环线东北部连接浦东、浦西的重要节点，位于本市东北角，线路沿军工路、黎平路向南下穿越规划长阳路、平凉路，于定海港路交叉口北侧设盾构工作井，然后以盾构穿越定海港、复兴岛和黄浦江，至浦东后线路于金桥路道堂路交叉口南侧设盾构工作井，而后沿金桥路向南下穿浦东大道后接地，工程终点于栖山路交叉口南侧150m，工程全长3050m。浦东岸上段全长约860m。线路走向为：自起点金桥路、道堂路口沿金桥路向南延长，先后穿越浦东大道、栖山路后到达终点。浦东段由浦东工作井、浦东暗埋段、浦东放开段和浦东接线道路组成，其中浦东工作井、浦东暗埋段、浦东放开段均接受明挖法施工，且依据基坑的不同深度接受不同的围护结构。其中本文所涉及的是浦东大道以北的第一施工区，从工作井至PD3，基坑围护体系接受1米厚地下连续墙。支撑体系接受钢筋混凝土支撑及钢管支撑混合布置形式。为了使跨度较大的支撑具有良好的稳定性，在坑内打设了三排立柱桩，用钢立柱和联系梁将各道支撑结合成稳固的支撑体系。为了防止坑底土体隆起，削减围护墙体的位移，在暗埋段坑底及盾构工作井基坑外侧进行地基加固。依据本段工程所处的四周环境，工作井至PD3基坑爱惜等级均定为二级，各施工节段的工程概况见表1-01。浦东工作井至PD3段工程概况表表1-01位置节段号东线里程节段长度围护形式工作井EK2+190～EK2+21424地下连续墙（厚1.0m、深46暗埋段PD1EK2+214～EK2+2412地下连续墙（厚1.0mPD2EK2+241～EK2+26625地下连续墙（厚1.0mPD3EK2+266～EK2+2902地下连续墙（厚1.0m1.3工程地质⒈地形、地貌特征和地面标高上海地区位于长江三角洲冲积平原的东南前缘，工程所在场地属长江三角洲下游滨海平原地貌。场区基本在现有道路上，地面起伏不大，勘察实测地面标高在3.57～5.35m之间，高差1.98m⒉地基土层特征经勘察，工程沿线75m深度范围内土层由第四系全新统至上更新统沉积的地层组成。依据地基土的成因类型、土层结构、性状特征可划分为8层。场区属上海地区正常沉积区，各土层分布稳定，层面起伏较小。详细土层分布见附图1.3－01：工程地质剖面示意图。⒊地基土的物理力学性质依据地基土层划分状况，以各层土为统计单元，剔除个别明显不合理偏值后，进行物理力学性质指标的统计分析。结果详见附表1－01：《地基土的物理力学性质指标表》。⒋水文地质条件⑴潜水场区浅部土层中的地下水类型为潜水。勘探期间测得潜水稳定水位埋深为1.10～1.40m、确定标高为2.60～2.96m。按《岩土工程勘察规范》（DGJ08-37-2002），上海地区潜水位埋深为0.30～1.50m，潜水水位主要受大气降水、地表径流等影响呈幅度不等的变更，常年平均地下水位埋深为0.50～0⑵承压水场区内揭示的承压水分布于⑦1-1粘质粉土夹粉质粘土层、⑦1-2砂质粉土层及⑦2粉砂层中，揭示的顶板埋深为28.10～30.50m、顶板标高为-23.93～-26.50m。⑦层是上海地区第一承压含水层，勘探期间对承压水位进行了实测，观测成果详见下表：承压水位观测成果表孔号孔口标高（m）观测层位试验深度（m）稳定承压水水位埋深（m）稳定承压水水位标高（m）观测日期DG33.91⑦135.05.30-1.39据上海地区第一承压水的区域性观测资料，承压水水位随季节呈幅度不等的周期性变更，承压水位埋深一般为3～11m。⑶地下水腐蚀性评价经调查，工程沿线未发觉环境污染源。场区浅部地下水及地基土对混凝土无腐蚀性，干湿交替条件下对钢筋混凝土中的钢筋具弱腐蚀性，长期浸水条件下对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。1.4施工现场状况⒈浦东岸上段沿线建（构）筑物调查浦东岸上段第一施工区周边多以老式民居为主，建筑层高均不超过3层。此外浦东大道以南东侧有一新建22层混凝土高楼。⒉道路交通调查⑴浦东岸边段现有道路状况调查结果见下表。浦东岸边段现有道路状况调查表序号位置段面形式车道数1浦东大道四幅路四快二慢2金桥路（浦东大道以北）两幅路二快二慢3金桥路（浦东大道以南）四幅路四快二慢⑵浦东岸边段经过公交车辆调查结果：依据调查，该地区东西向的公交线路有十多条，由于全部公交线路均在浦东大道上运行，施工期间基本上不会对其产生重大影响。该地区南北向的公交线路较多：陆川线、上川线、130、602、新川线、施崂线、川虹线、618、沪川线、沪孙线、773等共计11条线路。施工期间会对其产生确定影响，但是原则上是保证其正常的运营。2工程重点及难点军工路越江隧道浦东工作井至PD3段位于金桥路（浦东大道以北），周边建筑以老式民居为主，在工程施工期间仍要保持双向交通通行。为此，道路向东西两侧进行翻交。通过对施工现场的全面调查和设计图纸的深化理解，本段工程把以下列几点为施工重点。2.1施工场地小本工程所处浦东大道和金桥路路口处，交通特别拥挤。浦东大道以北金桥路是通往渡口的必经之路，平常上下班高峰时交通更是繁忙，且周边多以老式民居为主，老百姓日常进出也比较频繁。为了确保周边交通正常通行，在东西两侧分别设置临时社会便道。2.2超深地下连续墙施工本工程浦东工作井的地下连续墙厚1.0m，深度要达到46m，地下墙已深化=7\*GB3⑦1-2号土层6m厚。场区内工作井区域早期为河流，后经填埋造成填土较厚且可能存在暗浜，③、④、⑤1层具有明显触变及流变特性，土体结构极易破坏，③层夹粉性土薄层，易发生塌方、流砂、涌土等不良地质。2.3限制基坑变形和地面沉降,确保周边环境平安本工程浦东工作井开挖深度达26.9m，施工区周边多以老式民居为主，在施工中如何限制基坑变形和地面沉降，确保工程自身及四周环境、地下管线的平安，把基坑变形量和地面沉降量限制在二级爱惜的允许值之内，是施工中必需高度重视的问题。2.4场区地质条件和承压水降水依据地质资料，场区地基土分布比较稳定，层面起伏较小；工程沿线地处滨海平原，区域地质构造较稳定，且不存在有干脆危害的不良地质，属稳定场地，适宜工程建设。但是工程全断面均需对承压水进行降压。本工程施工场区的承压含水层包括⑦1-1、⑦1-2、⑦2层，当开挖深度大于14.5m时，场区内的承压水对工作井至PD3均会产生突涌的紧急。为防止承压水引起坑底管涌，必需实行承压水降压措施，依据施工实际状况，承压水降压时间较长，如何有效限制周边环境变形将是降水施工的重点。2.5主体结构防水由于工作井底板最大埋深达26.9m，地下水对地下混凝土结构的压力很大，工作井第一至第五道围檩、PD1至PD2第五道围檩及PD3第四道围檩兼作内衬墙身，为此必需实行相应措施确保混凝土的自防水性能，提高施工缝、变形缝的施工质量，做到结构3工程总体筹划3.1施工总体目标⒈工期目标⑴2008年9⑵2009年6月7⑶2009年5月30日本段工程主体结构完成。⒉质量目标和要求符合批准的施工图设计要求，满足国家规定质量标准，且一次验收合格。杜绝一切技术质量事故，工序合格率达到100%，优良率达到85%(且主要分项全部优良)，工程总体优良率为90%，工程质量达到优良。创上海市市政工程金奖，争创国家优质工程奖、国家市政金奖、白玉兰奖等。本工程是上海市重大工程之一，严格实行工程质量一票推翻权，上海隧道工程股份有限公司在本段工程实施过程中，树立“百年大计，质量第一”的指导思想，坚持“支配、执行、检查、处理”的循环工作方法，不断改进过程限制，严格贯彻执行建设部、市政局和公司有关建设工程质量管理方法和质量保证措施，开展工程质量管理活动，创建优质工程。⒊平安目标⑴实现重大伤亡事故为零；⑵杜绝设备、火灾、管线等重大事故；⑶事故频率限制在0.6‰以下；⑷创上海市市政平安标化工地。为贯彻“平安第一、预防为主”的方针，建立健全平安生产责任制和群防群治制度，确保在施工现场生产过程中的人身和财产平安，削减事故的发生，我公司将在施工现场结合工程的特点，建立平安生产保证体系，切实加强对施工现场平安管理。平安生产保证体系的建立符合市政企业内部的特点，并形成平安体系文件，以确保平安保证支配的内容具有可操作性、严密性、可行性。⒋文明施工创建目标创市级文明工地。文明施工是进行“两个文明”建设的重要内容，是提高工程经济效益和社会效益的重要保证。我公司将细致贯彻市府“集中、快速、文明施工”的方针，树立“文明施工为人民”的便民利民思想，严格遵守上海市有关文明施工管理的规定，严格执行上海市政工程局颁布文明施工手册条例，并接受有关部门的监督和检查。⒌环境爱惜目标我公司的环境方针是：生产目的：优化城市环境；施工组织：遵守环境法规施工过程：限制环境污染；竣工交付：满足环境要求。上海作为一个高速发展的现代化超级国际大城市，环境问题日益受到全社会的普遍关注。为了适应当今社会的潮流，实现社会经济的可持续化健康发展，上海隧道工程股份有限公司在本工程施工的全过程中，将全面运行ISO14001环境管理体系标准，系统地接受和实施一系列环境爱惜管理手段，以期得到最优化的结果。3.2工作井至PD3总体施工支配考虑到工程施工期间合理组织社会车辆的须要并结合招标文件，将整个浦东岸上段分为若干个区段进行施工。浦东大道北侧PD3、PD4处设一端封墙。PD13、PD14处是否设端封墙视管线实际搬迁状况而定。第一道端封墙以北即为本施工组织设计所涉及的内容的第一施工区，包括浦东工作井、PD1~PD3段，里程从EK2+190到EK0+290。第一施工区工作井至PD3段工程总体施工支配见下图：场区分阶段交付，施工准备立柱桩施工地下连续墙施工工作井至PD3基坑开挖场区分阶段交付，施工准备立柱桩施工地下连续墙施工工作井至PD3基坑开挖坑内外土体加固坑内外土体加固设置井点，预降水设置井点，预降水PD3顶板逆筑工作井主体结构PD3顶板逆筑工作井主体结构制作，移交盾构PD1至PD3施工阶段主体结构施工PD1至PD3施工阶段主体结构施工运用阶段结构施工西线盾构推动结束工作井顶板制作，防水层及回填施工本段工程施工完毕运用阶段结构施工西线盾构推动结束工作井顶板制作，防水层及回填施工本段工程施工完毕3.3施工工期筹划为了能科学、紧凑地筹划工期，确保第一施工区关键节点工期能按时完成，同时能满足道路翻交的要求，将本段工程施工分为3个施工阶段。施工准备阶段：主要工作为施工前期准备；基坑围护施工阶段：主要工作井和暗埋段PD1~PD3地下墙施工、坑内外土体加固等。主体结构施工阶段：主要为工作井和暗埋段PD1~PD3基坑开挖、支撑安装及结构制作。本段工程关键节点目标见下表：工作井至PD3关键节点工期指标表主要限制点主要施工项目日期第1限制点工作井围护结构起先施工200第2限制点第一施工区（工作井至PD3）围护结构完成时间200第3限制点浦东工作井基坑开挖起先时间200第4限制点PD3顶板逆筑完成时间200第5限制点浦东工作井交付盾构进洞准备工作2009第6限制点浦东第一施工区主体结构完成200本段工程详细施工进度支配见附表3-01。⒈施工准备阶段施工筹划施工准备阶段施工筹划表施工准备阶段（施工前期准备）施工筹划表施工时间2008年3月初至2008年8月施工区域金桥路（浦东大道以北）浦东工作井至PD3施工内容1.帮助拆除建筑红线或临时借地范围内的建筑和地面障碍物；2.金桥路（浦东大道以北）交通向东西两侧翻交，为规划交通组织做好准备；3.帮助完成或部分完成金桥路（浦东大道以北及浦东大道北侧）相关管线搬迁工作；4.围护施工场地，完成施工现场和生活区的总平面布置，做好施工前期准备工作。管线处理要求金桥路（浦东大道以北）相关管线均搬迁到位。交通组织1.金桥路（浦东大道以北）交通向东西两侧翻交；2.浦东大道以及金桥路（浦东大道以南）交通保持原状。⒉基坑围护阶段施工筹划基坑围护阶段施工筹划表基坑围护阶段施工筹划表施工时间2008年8月至2008年12月施工区域工作井至PD3施工内容1.完成工作井至PD3全部地下墙施工；2.完成工作井阴角处和盾构进洞口土体加固及PD1至PD3坑内土体加固；3.完成PD1至PD3坑内立柱桩施工；4.完成PD1至PD3坑内承压水降压井和疏干井的打设，并起先预降水；5.完成对周边构筑物及地下管线的爱惜措施；6.完成基坑围护体系施工监测点的布设，并起先测读数据。管线处理要求同施工准备阶段交通组织同施工准备阶段⒊主体结构阶段施工筹划主体结构阶段施工筹划表主体结构阶段施工筹划表施工时间2008年12月至2009年5月施工区域工作井至PD3施工内容1.完成工作井至PD3顶圈梁包括第一道砼支撑制作；2.完成PD3顶板3.完成坑内全部土方开挖及钢筋砼支撑制作、钢支撑安装；4.完成工作井至PD3施工阶段主体结构制作，工作井交付盾构进洞准备工作；5.东线盾构推动结束后，完成工作井至PD3剩余结构施工，约在2010年初完成。管线处理要求同施工准备阶段交通组织同施工准备阶段浦东段施工主要影响周边道路包括：浦东大道、金桥路、栖山路等，其中浦东大道为四幅路四快二慢，金桥路（浦东大道以北）为两幅路二快二慢，金桥路（浦东大道以南）为四幅路四快二慢。本工程所涉及第一施工区从工作井至PD3，交通主要涉及金桥路（浦东大道以北）区域。其中浦东大道维持现状交通，第一区工作井区域金桥路（浦东大道以北至工作井）道路向东西两侧翻交，宽度各为5.5米，机非共板，保证双向交通基本通行浦东岸边段第一阶段交通路途图见附图3.8-01。道路翻交至PD3上时的交通路途图见附图3.8-02。4工作井至PD3段深基坑施工方案4.1方案综述工作井至PD3段接受1米厚地下墙作为基坑围护结构，坑内支撑接受钢筋混凝土和钢管支撑混合布置形式，坑内设置立柱桩和降水井，PD1至PD3坑底和工作井坑外进行土体加固。先开挖PD3并制作第一道支撑，并逆筑PD3顶板。其余基坑开挖由深化浅，从工作井向PD3逐段、分层进行，其中，PD1底板制作完毕后再进行工作井最终的收底开挖。4.4基坑降水方案降水目的依据本段工程的基坑开挖及底板结构施工的要求，本次降水的目的：1、加固基坑内和坑底下的土体，提高坑内土体抗力，从而削减坑底隆起和围护结构的变形量，防止坑外地表过量沉降；有利边坡稳定，防止纵向滑坡；疏干坑内地下水，便利挖掘机和工人在坑内施工作业。2、刚好降低下部承压含水层承压水水头高度，将其降至平安的水头高度，以防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基坑底板的稳定性。4.4.2布井思路和方案1.基坑抗突涌稳定性验算基坑底板的抗突涌条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力。即：ΣHi·γsi≥Fs·γw·h式中：Hi—基坑底至承压含水层顶板间各土层的厚度距离（m）；γsi—基坑底至承压含水层顶板间各土层的重度；h—承压初始水头高于承压含水层顶板的距离。γw—水的重度（kN/m3），取10kN/m3；Fs—平安系数，一般为1.0～1.2，本工程取1.1；依据勘察报告供应的地质剖面，本工程⑦层承压含水层顶板埋深起伏不大，约在2.00m以内。故验算时取⑦层顶板埋深最不利的探孔DC2作为验算参考孔。其第⑦层承压含水层的顶板埋深为28.90m（确定标高-24.60m），承压水水位埋深取地表以下5.39m（确定标高依据以上取值，场地第⑦层理论承压水顶托力为（Fs取1.10）：Fs•γw•h=1.1×10×[(-1.39)-(-24.60)]=255.31kPa；据此，基坑抗突涌稳定性验算结果见表4抗突涌稳定性验算表表4-4-2开挖部位开挖深度(m)承压水顶托力(KPa)含水层上部土压力(KPa)降压深度(m)限制水位埋深(m)限制水位标高(m)浦东工作井26.9255.3130.2020.4725.71-21.86PD123.911～22.851255.3190.09～108.9615.02～13.3120.41～18.70-16.41～-14.70PD220.898～20.042255.31143.72～158.9610.15～8.7615.54～14.15-11.54～-10.15PD320.042～19.255255.31158.96～172.918.76～7.4914.15～12.88-10.15～-8.88依据以上验算结果可知，浦东工作井～PD3均须要考虑降低下部第⑦层承压水位。2.降水设计思路(1)工程须要的疏干对象层为②、③、④、⑤1层，无特别地层，疏干降水设计时可按常规设计思路进行设计；考虑②、③局部夹粉性土较多，在该两层应适当布设一段滤管；同时，浦东工作井开挖深度较深，为避开疏干井成孔成井时穿入下部⑦层，在设计时应适当考虑限制其深度，避开超深。(2)依据基坑抗突涌验算结果，本工程浦东工作井～PD3均须要考虑降低第⑦层承压水位。结合各标段的围护深度和施工条件，水位降深不同，拟在浦东工作井～PD3坑内布设降压井。3.降水设计方案(1)疏干设计接受围护明挖法施工时，需刚好疏干开挖范围内土层的地下水，降低围护范围内基坑中的地下水位，保证基坑的干开挖施工的顺当进行。一般依据基坑面积按单井有效抽水面积a井的阅历值来确定，而阅历值是依据场地潜水含水层的特性及基坑的平面形态来确定。单井有效抽水面积a井的阅历值为一般为150m2～250m2。坑内疏干降水井数量计算公式：n=A/a井式中：n—基坑内降水井数量(口)；A—基坑面积(m2)；a井—单井有效降水面积(m2)；依据以上公式，我们计算得出基坑须要布设的疏干井数量如下：浦东工作井：n=A/a井=924/200=4.62，取5口；井编号为J1～J5，考虑浦东工作井基坑底板距下部承压含水层较近，其井深度限制为27.00m；PD1～PD3：n=A/a井=2840/200=14.2，取14口，依据基坑形态，实际布设12口；井编号为J6～J17，其中J6～J14井深度为27.00m，J15～J17井深度为25.00m。(2)降压设计eq\o\ac(○,1)依据基坑抗突涌稳定性验算，浦东工作井部位须要降低⑦层承压水位20.47m。经计算：须要布设3口降压井，井号Y1～Y3，井深度为45.00m，其中0.00～23.00m填粘土，23.00～28.00m填粘土球，28.00～45.00m填滤料，34.00～44.00mPD1～PD3需降承压水水位约15.00～7.50m，考虑到后期群井抽水效应，经计算，需布设8口降压井，井号Y4～Y10；井深度为41.00m，其中0.00～23.00m填粘土，23.00～28.00m填粘土球，28.00～41.00m填滤料，31.00～40.00m为滤管，40.00～41.00m为沉淀管；另在PD1考虑布设1口降压备用兼观测井，井号YG2，井结构同Y4～Y11。详细井位布置详见附图4.4-01、降水井点剖面构造示意图请参见附图4.4-02。eq\o\ac(○,2)同样，依据承压含水层的顶托力和其上覆土压力的极限平衡条件：H•γs=Fs•γw•h第⑦层：H=Fs•γw•h/γs=1.1×10×（24.60-1.39）/17.85＝14.30m，计算得:H0=-24.60+14.30=-10.30m（相当于埋深14.30m则理论上，当基坑开挖深度达到14.30m（相当于标高-10.30m）时，即要降承压含水层水位，为了使降压井的布置能符合本工程的要求，除了在先期完成降压水井后实测承压含水层的水头高度和实际出水量外，另需在完成几口降压井后在现场做组关于第⑦层非稳定流的抽水试验，以获得本场地的实际水文地质参数，来验证本次布井的合理性和井结构设计的精确性，必要时需调整井的数量和井的结构。考虑PD3为盖挖逆做法，PD3段疏干井和降压井应在盖板施工前进行成井施工，并在后期降水运行管理中做好相应的爱惜措施。4.4.针对基坑的疏干降水，在疏干井工完试抽达到成井质量要求后应立刻起先进行疏干降水。原则上疏干降水应在基坑开挖前20天进行预抽水，实际降水过程中依据工况进行调整，原则上在满足现场施工条件的需求同时限制围护侧向变形的状况下尽可能地延长预抽水时间以确保疏干降水效果。同时，基坑开挖前抽水时应加载负压真空，保障疏干降水效果。4.减压降水工程应在基坑开挖至临界开挖深度前提前进行减压降水，依据抽水试验的结果，确定提前减压降水时间；在开挖至临界开挖深度时，依据抽水试验确定的提前减压降水时间，提前开启降压井进行减压降水。依据承压水顶托力和承压含水层顶覆土压力平衡的原则进行基坑临界开挖深度的计算。计算参考钻孔DC2。计算结果见表4-4-3-1。减压降水临界开挖深度表4-4-3-1开挖标段地面标高(m)临界开挖标高(m)临界开挖深度(m)浦东工作井～PD3取+4.00-10.3914.39依据抽水试验，制定详细的基坑减压降水运行工况，在实际减压降水过程中应依据每段开挖工况逐步开启降压井并逐步调整抽水井流量，严格做到按需降压。依据基坑开挖工况，不同开挖深度限制水位埋深表如下：降压抽水运行工况表4-4-3-2开挖部位开挖工况开挖标高(m)开挖深度(m)减压(m)水位限制(m)浦东工作井第四道砼支撑-12.9016.903.849.23第五道砼支撑-16.9020.9010.1615.55第六道钢支撑-20.4024.4015.8321.22收底板-23.0527.0520.4725.86PD1第五道砼支撑-13.2817.284.429.81第六道钢支撑-16.9820.9810.2915.68收底板-19.6823.6815.0220.41PD2第五道砼支撑-11.8415.842.227.61第六道钢支撑-14.1618.165.7611.15收底板-16.8720.8710.1515.54PD3第三道砼支撑-12.1616.162.718.10收底板-15.8919.878.7614.154.4.3深井构造技术要求及对环境影响的分析和限制⒈构造技术要求（1）井口：井口应高于地面以上0.50m，以防止地表污水渗入井内，一般接受优质粘土，其深度不小于2.00m，同时井位偏差要≤20cm；（2）井壁管：井壁管均接受焊接钢管，降水井的井壁管直径Φ273mm（3）过滤器（滤水管）：降水井分段设计，全部滤水管外均包一层30目～40目的尼龙网，滤水管的直径和井壁管的直径相同；（4）沉淀管：沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂堵塞而影响进水的作用，沉淀管接在滤水管底部，直径和滤水管相同，长度为1.00m，沉淀管底口用铁板封死。（5）围填滤料：疏干井滤料从沉淀管底向上填至地表以下3.00m；降压井依据不同的井结构围填滤料，详细围填滤料高度见降水井点剖面构造示意图；（6）填粘性土封孔：在粘土或滤砂的围填面以上接受优质粘土填至地表并夯实，封孔粘土厚度要≥2.0m，并做好井口管外的封闭工作；（7）各井的结构及过滤器的安装部位见降水井点剖面构造示意图请参见附图4.4-02。⒉降水对环境影响的分析和限制沉降限制措施：⑴在降水运行过程中随开挖深度加大逐步降低承压水头，避开过早抽水降压。留出不在抽水运行的井（以基坑中心部位最具代表性）作为观测孔。基坑开挖深度达到14.0m的工况阶段以后，依次开启降压井，并合理限制承压水头，在满足基坑稳定性要求前提下，防止承压水头过大降低，使降水对周边环境的影响削减到最低限度。⑵刚好监测地下水水位及抽水流量，发觉问题刚好处理，调整抽水井及抽水流量，指导降水运行和开挖施工。⑶刚好整理基坑开挖和降水时的水位资料，地墙位移监测资料必需刚好送交降水项目部，以便绘制相关的图表、曲线，必要时调控降水运行。4.4.4成井施工方法成孔施工机械设备选用GPS-10型工程钻机及其配套设备。接受正循环回转钻进泥浆护壁的成孔工艺及下井壁管、滤水管，围填填滤、粘性土等成井工艺。其工艺流程如下：1、测放井位：依据降水井点平面布置图测放井位，当布设的井点受地面障碍物或施工条件的影响时，现场可作适当调整，实际井位和设计井位的偏差应限制在20cm以内；2、埋设护口管：护口管底口应插入原状土层0.5m以上，管外应用粘性土或草辫子封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.10m～0.30m；3、安装钻机：机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘和孔的中心三点成一线；4、钻进成孔：疏干井开孔孔径为φ550mm，降压井开孔孔径为φ650mm，一径原委，要保持孔径的精确度，孔径不得小于设计值，且偏差在5.0cm以内。钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，以保证开孔钻进的垂直度，垂直度偏差不大于1.0％，成孔施工接受孔内自然造浆，钻进过程中泥浆密度限制在1.10～1.15，当提升钻具或停工时，孔内5、清孔换浆：钻孔钻至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m，进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10，孔底沉淤≤30cm，返出的泥浆内不含泥块为止；6、下井管：管子进场后，应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。下管前必需测量孔深，孔深符合设计要求后，起先下井管，下管时在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器（找正器），以保证滤水管能居中，滤水管部位设4个同为爱惜块，爱惜块间距部小于10cm。井管焊接要坚实，垂直，下到设计深度后，井口固定居中；7、填滤料（中粗砂）：填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m～0.50m，井管上口应加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步稀释泥浆，使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管和孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步稀释到1.05,然后开小泵量按前述井的构造设计要求填入滤料，并随填随测填滤料的高度，直至滤料下入预定位置为止；8、井口填粘性土封闭：为防止泥浆及地表污水从管外流入井内，在地表以下回填3.00m9、洗井：在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水，待井能出水后提出钻杆再用活塞洗井，活塞橡皮直径应大于井管内径2mm，且活塞要下放到井底以上1.50m，活塞必需从滤水管下部以钻机卷扬最快速度向上拉，将水拉出孔口，对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动，冲击孔壁泥皮，此时应向井内边注水边拉活塞。时间在6小时以上，次数在40次以上。当活塞拉出的水基本不含泥砂后，再用空压机抽水洗井，吹出管底沉淤,直到水清不含砂为止，井底沉淀不大于10cm；10、安泵试抽：成井施工结束后，在疏干井内刚好下入潜水泵和接真空管、排设排水管道、地面真空泵安装、电缆等，电缆和管道系统在设置时应留意避开在抽水过程中不被挖土机、吊车等碾压、碰撞损坏，因此，现场要在这些设备上进行标识。抽水和排水系统安装完毕，即可起先试抽水。先接受真空泵和潜水泵交替抽水，真空抽水时管路系统内的真空度不宜小于-0.06MPa，以确保真空抽水的效果；11、排水:洗井及降水运行时应用管道将水排至场地四周的明渠内，通过排水渠将水排入场外市政管道中。4.4.4.针对军工路越江隧道浦东段坑内降压井，在确定停抽、封井时，应留意以下几点：1、全部降水井均应在降水井所在区域底板浇筑完毕并养护一周以上方可考虑停止抽水；2、由于底板可能分块浇筑，可考虑对分布在已浇筑底板且养护一周以上区域的降水井进行试停抽1～2天；但试停抽只适用于井内水位不高于当前井口的降水井，以防止井内地下水溢出；试停抽期间降水井内抽水泵不应拔除，且应确保抽水泵可以随时正常开启；3、试停抽期间应观测试停抽降水井内水位以及未浇筑底板或底板未至强度区域的观测井水位，以确保当前降水可以满足未浇筑底板或底板未至强度区域的降压需求；若满足要求，则延长试停抽时间，并接着保持水位观测；若无法满足要求，则必需开启预设降水井已确保基坑抗突涌平安；4、封井应会同设计方以及降水方确定封井原则并形成相关书面文件，收到确认文件后，停止全部降水井抽水并实施降水井封井。4.4.5.依据浦东段承压含水层特性，考虑坑内降压井后期正常出水量可能大于6m3/h，在进行封井时，拟考虑实行以下封井方案：1、当本基坑挖至设计标高后，在基坑底开挖面以上50cm处，在井管外焊一止水板，止水板外圈直径φ600mm；2、降水运行结束封井前，先预搅拌确定量的水泥浆，水灰比0.4～0.5；3、井管内下入1寸注浆管，注浆管的底端进入滤管深度不少于1.00m4、井管内填入瓜子片，瓜子片的回填高度在滤水管的顶端以上2.00m左右；5、初次浇灌混凝土至底板底面以下3.00～4.00m，待混凝土初凝后准备起先注浆；6、正式注浆前井管口用钢筋作支撑将注浆管固定，然后起先注浆；注浆时要求将水泥浆通过瓜子片的空隙渗入底部滤水管的四周将滤水管的缝隙堵死，一般要将预拌的水泥浆注完；7、注浆完毕，水泥浆达到初凝的时间后，抽出井管内残留水，并刚好观测井管内的水位变更状况。一般观测2～4小时后，井管内的水位无明显的上升，说明注浆的效果较好；8、当判定已达到注浆的效果后，二次向井管内灌入混凝土至底板顶面约10cm；混凝土灌注结束，刚好观测井管内水位的变更状况，以9、待井管内二次灌注的混凝土初凝能符合要求，并能确定封堵的实际效果满足要求后，即可割去全部外露的井管；10、井管割去后，在底板顶面以下10cm处接受铁板焊封管口；11、管口焊封后，用水泥砂浆抹平井口，封井工作完毕。注：封井后要严格做好封井效果的检验工作，当检测符合设计要求后，方可逐个实施封井工作。附图：特别封井示意图4.5钻孔灌注桩（立柱桩）施工方案概况本工程钻孔灌注桩工程主要包括：桩基工程（包括试桩、锚桩和抗拔桩）和临时格构柱钻孔灌注桩工程，混凝土等级C30水下(格构柱)，C25水下(试锚桩、抗拔桩)。工程桩单桩静载荷试验接受慢速静载荷试验。抗拔桩桩身质量检验接受慢速维持荷载法，抽检数量为3根。全部格构柱钻孔灌注桩需预埋注浆管进行桩底注浆。本工程钻孔灌注桩大致工程量如下：编号直径标段根数有效桩长（m）位置（mm）1800PD1～PD21824岸边段格构柱21000桩1630工作井格构柱3800桩26254800试桩332桩基工程(有12根为格构柱兼抗拔桩)5800锚桩6326800抗拔桩163271000PD3钻孔桩2548H型钢柱合计80基于设备的牢靠性，在作了充分的市场调研和方案比较优化的基础上，我公司确定钻孔接受正反循环相结合优质泥浆护壁回转钻进成孔方式。通过分析探讨，我们认为接受GPS-10型或实力更高的钻机较为适合本工程中运用。钻孔灌注桩施工方法钻孔灌注桩施工工艺流程见下图：泥浆调制测量放样、确定桩位泥浆调制测量放样、确定桩位取样试验埋设护筒钢筋备料取样试验埋设护筒钢筋备料自检自检取样试验取样试验钻孔钢筋笼制作钻孔钢筋笼制作泥浆循环与废弃泥浆处理泥浆循环与废弃泥浆处理终孔检查、孔深、孔径等终孔检查、孔深、孔径等自检成型尺寸自检成型尺寸第一次清孔第一次清孔下钢筋笼、格构柱、导管下钢筋笼、格构柱、导管其次其次次清孔再检查沉碴和泥浆指标再检查沉碴和泥浆指标灌注水下混凝土灌注水下混凝土测量砼面标高测量砼面标高空孔回填成桩空孔回填成桩4.5.3本工程中各项施工关键工序的主要技术措施如下表所示。主要施工工艺措施表序号关键工序技术措施1泥浆循环和钻进接受正循环钻进以自造浆为主,并视状况适当掺入CMC和膨润土调浆，二级沉淀。2钢筋笼制作和吊装设50m长卡板胎模（锚桩，其余桩卡模长度35m），钢笼一次成型，分节吊装，格构柱(H型钢桩)分节吊装。3格构柱(H型钢桩)垂直度限制在桩下放之前，在其两垂直侧面做好中心位置和垂直度的弹线工作，桩下放过程中，用经纬仪观测桩身垂直度，做到刚好订正4水下混凝土浇筑接受1.5m3料斗，6m5格构柱中心定位的保证措施接受全站仪定位，确保格构柱(H型钢桩)的中心定位和定位方向要求。6钻孔灌注桩孔径、成孔垂直度、孔壁稳定性保证实行减压钻进的工艺悬吊匀速钻进，以确保钻孔的垂直度达到1/200。给压的方式应接受减压钻进，保证成孔钻进的效率和稳定性。7桩底注浆每根桩预埋一根Φ48钢管作为注浆管，在完成桩施工且混凝土达到设计强度后，起先进行桩底注浆。注浆量初步限制再2m3/每孔，并依据注浆压力和施工记录的沉渣状况4.6基坑开挖和支撑方案4.6.1方案概况工作井至PD3整个基坑长度约为99m，宽度约35.3m～46.5m，开挖深度范围为19.4.6.1.1基坑开挖原则本段工程PD3顶板接受明挖逆筑法，顶板以下全部支撑接受暗挖顺筑法；工作井至PD2基坑开挖全部接受明挖法，开挖过程中始终坚持分层、分段、对称、平衡、限时开挖、随挖随撑的原则，坚决不移地应用“时空效应”理论原理，对基坑开挖作动态管理，真正做到信息化施工，始终把基坑变形量限制在合格指标之内，尽可能削减基坑开挖面上围护墙的无支撑暴露时间及变形。为此，必需在空间和时间2个环节上予以监控。“空间”限制即对每次开挖土体范围进行规定，结合立柱桩之间钢系杆的安装要求，沿基坑纵向每次开挖一般以立柱桩为限，即开挖2根立柱桩之间（称1跨）的土体，逐次开挖、逐次暴露1根立柱桩，并可安装2～3根支撑，立柱桩间距为7m至10m左右。每次开挖厚度以各道支撑深度方向的间距为依据，开挖面必需随着支撑的走势形成坡度，且严禁出现过度超挖的现象，如挖土设备无法满足开挖分层厚度的要求，则必需进行调换。“时间”限制即对每层、每块土体的开挖时间加以限制，主要包括2点要求：1是对每开挖一块土体所用总时间进行限制，依据支撑竖向间距及立柱桩跨距，每块土体总量平均约1100m34.6.1.本段工程工作井至PD2接受明挖顺筑法，PD3顶板接受明挖逆筑法，PD3顶板以下暗挖顺筑。基坑开挖总体上由工作井向PD3方向由深化浅开挖，其中PD3顶板及第一道钢筋混凝土支撑可领先施工。在基坑收底时，依据设计要求及实际施工须要，PD1段结构底板制作完毕并到确定强度后方可对工作井进行收底开挖。本基坑支撑体系为直撑加斜撑体系，土方开挖时应先撑好工作井和PD1的一根直撑及PD2最终一根直撑，再开挖斜撑范围内的土方。斜撑范围内的土方开挖应自基坑角点沿垂直于斜撑方向向坑内分层、分块限时开挖并制作支撑。4.6.1基坑开挖第一层土时，每小段长度限制在20m左右，约可制作2根混凝土支撑；在其次道及以下各道支撑的土层开挖中，每小段长度约为7m至10m左右，即以1跨立柱桩间距为标准。分层、分块开挖过程中临时放坡坡度为1∶1.5，且在任何工况前提下，基底至坡顶的总坡度不大于1∶2.5在PD1及其以后各段基坑收底阶段，每段基坑收底时若须要设置阶段性坡度，则每层小坡坡度限制在1：2.0，总坡度必需限制在1：3.0左右。工作井至PD3基坑分层、分段开挖位置及放坡示意图参见附图4.6-01、附图4.6-02。4.6.1本段基坑第1层土方开挖以液压挖掘机挖土为主；由于基坑最大宽度46.5m，并且有东、西两侧施工便道，因此第2层及以下土方开挖时，在坑外施工道路上布置携带1.0m3蚌式抓斗的50T履带大吊机，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50T履带吊PD3盖挖法：地面配置两台携带1.0m3蚌式抓斗的50T履带大吊机。基坑内配置多台小型液压挖掘机（抓斗0.4m3）。小挖机从基坑中间开槽向里开挖至端封墙处后，由端封墙向PD2和PD3的变形缝处，从里往外翻土，从里往外分块逐段浇筑垫层、绑扎钢筋。混凝土浇筑接受从PD3顶板下接硬管至浇捣部位浇筑。钢筋则由吊车运输至PD2和PD3的变形缝处，再由人工水平运输至PD3顶板下。基坑开挖方法示意图参见附图4.6-03-01、附图4基坑开挖施工严格依据《基坑工程施工规程》进行施工，做到随挖随撑，刚好施加轴向预应力，并依据监测对支撑复加应力，以此减小围护结构变形。4.6.1.5基坑支撑体系布置本段基坑宽度大且深度较深（最深达26.9m），周边环境爱惜要求高，为此本段工程基坑支撑体系接受钢筋混凝土支撑和钢管支撑相结合。为了使跨度较大的支撑具有良好的稳定性，在坑内打设了立柱桩，用钢立柱和联系梁将各道支撑结合成稳固的支撑体系。见以下支撑方案概况表：位置节段号围护形式开挖深度m支撑道数（道）工作井地下连续墙（厚1.0m、深4626.95砼1钢暗埋段段PD1地下连续墙（厚1.0m23.83～20.903砼3钢PD2地下连续墙（厚1.0m20.90～20.042~3砼3~4钢PD3地下连续墙（厚1.0m20.04～19.234砼第一道钢筋砼支撑和顶圈梁一起浇筑，其余各道钢筋砼支撑随基坑分段开挖分段浇筑，并实行早强措施提高支撑早期强度，以有效限制基坑变形。在钢支撑施工过程中应刚好施加预应力。在砼支撑端部设置600×600的琵琶撑，格构柱之间接受钢筋砼系杆进行连接，并和支撑一同浇筑形成整体。本段工程支撑体系布置形式详细状况见以下：附图4.6-04是工作井至PD3钢筋砼支撑平面布置图；附图4.6-05是工作井至PD3钢支撑平面布置图；附图4.6-06是工作井至PD3支撑剖面布置图。4.6.2开挖和支撑施工方法及技术措施4.6.2.1基坑开挖⒈在基坑开挖前，先凿除原有房屋基础及地下连续墙顶部劣质砼、内侧导墙，施工顶圈梁和第一道钢筋混凝土支撑。⒉准备支撑材料和施加支撑轴力的液压装置。φ609钢管支撑及和其配套的抱箍式液压装置在开挖施工前准备到位。⒊布置测量网点在基坑开挖前，先布置好每个基坑的测量网点，放出各轴线位置及地面标高。以保证支撑的刚好安装和限制挖土标高，这项工作对于以后结构施工也有着举足轻重的影响，现场施工人员必需重视。⒋进行技术交底在基坑施工前，对全体施工人员进行技术交底，使全体施工人员熟悉并驾驭本工程所执行的各项技术措施和技术标准。⒌检查井点降水效果和地基加固龄期基坑开挖前，应检查疏干井点降水效果、承压井完好性和地基加固龄期。⒍配备施工机械依据施工的工作量及工期要求，配备小型挖机和携带1m3⒎基坑开挖前必需具备以下现场条件基坑四周设置合格牢靠的平安栏杆踢脚挡板，防止高空坠物事故的发生。场地四周及基坑内必需有足够的照明度。基坑四周不准堆放杂乱零散物质，确保施工人员行走平安，严防杂物滚落坑内伤及作业人员。现场必需备足用于本施工节段的已经拼装好的符合质量要求的钢支撑。⒏开挖施工依据我们拥有的机具设备、施工技术和现场制约因素，基坑开挖主要依靠配备1.0m3⑴在开挖前应将分层位置、深度，各道支撑标高，作图示意，使施工人员做到心中有数，以限制挖土深度，严禁超挖回填土；⑵基坑开挖施工必需遵循：“先中间、后端部”的总体方法，同一层土方开挖时，先开挖基坑中部土体，再开挖端部靠近围护体部土体。小型液压挖掘机必需协作出土，匀整、对称开挖，严禁出现一次开挖暴露过多支撑或者单侧取土造成支撑无法安装及不依据支撑竖向间距过度超挖（其超挖厚度在50cm以上）等违规现象。⑶挖每一层土，土层底面都要大致平整，抓斗要有规律地单向进行挖土；禁止南、北向单侧大面积卸土。⑷每层挖土前，先在前面15.0m左右处设一超前集水井(0.6×0.6m～0.8×0.8m)作为基坑内排水之用，如遇暴雨季节，应增设集水井，并应快速解除坑内积水，使基坑始终处于无水状态。⑸在最终一层开挖中应特别留意，当机械挖土离坑底标高300mm范围时，一律改用人工修整坑底，并刚好解除积水，保证底板垫层能铺在原状土上。⑹随挖土深度逐层加深，刚好凿除围护墙上的混凝土凸瘤和积土，对支撑腹下残留的陡峭土尖应刚好清除，防止其倒塌伤人。⑺由于基坑内支撑较密，施工间隙小，要求挖土有专人负责指挥，分批分层开挖，抓斗上、下要避开碰撞支撑或伤人。4.6.2.2基坑支撑⒈钢支撑的运用规定⑴钢支撑规格的选用必需按设计要求或按设计轴力及《基坑工程设计规范》（DBJ08-61-97）要求来选用。⑵每根钢支撑的配置按总长度的不同配用一端固定段及一端活络段或两端活络段，在两支承点间，中间段不宜多。⑶钢支撑配置时应考虑每根总长度（活络段缩进时）比围护结构净距小10～20cm。⑷钢支撑安装前应先在围护结构墙或围檩上焊接安装支承牛腿（也可在支承端板上焊接支承件）。⑸钢支撑应接受两点吊装，吊点一般在离端部0.2L左右为宜。⑹支撑安装完毕后，其端面和围护墙面应平行，且应刚好检查各节点的连接状况，经确认符合要求后方可施加预压力。⑺施加预应力后，应再次检查并加固，其端板处空隙应用微膨胀高标号水泥砂浆或细石砼填实。⑻钢支撑应用专用的设备施加预应力，预应力应分级施加。施加预应力的设备应专人负责，且应定期维护（一般半年一次），如有异样应刚好校验。⑼钢支撑两端应有牢靠的支托（在地墙主筋上焊接钢板作为支承牛腿）或吊挂措施，严防因围护变形或施工撞击而产生脱落事故。⒉钢支撑安装本工程单根支撑最长达40m，基坑中间设有支撑联系梁，支撑只能在坑内拼接。施工时先将半根支撑吊入坑内，一端置于地墙牛腿、一端吊在上道支撑联系梁上，保持两端水平，再吊入另半根支撑进行对接，保持整根支撑平直后施加应力。钢支撑安装的质量干脆影响到工程平安和施工人员的平安，对于工程质量和地表沉降有着至关重要的作用，必需引起高度重视。⑴钢支撑进入施工现场后都应作全面的检查验收，特别是对用于第三、第四道支撑的钢支撑，都应保证质量，进行试拼装，不符合要求的坚决不用。⑵对施加支撑轴向预应力的液压装置要经常检查，使之运行正常，使量出的预应力值精确，每根支撑施加的预应力值要记录备查。⑶钢管支撑连接螺栓确定要全数栓上，不能削减螺栓数量，以免影响钢支撑的拼接质量。⑷在基坑开挖和支撑施工中，应对地下墙的变形和地层移动进行监测，内容包括地下墙体变形观测及沉降观测、斜撑轴力的测试和邻近建筑物沉降观测。要求每天都有日报表，刚好反馈资料指导施工。⒊混凝土支撑施工本工程工作井至PD3设有钢筋混凝土支撑。第一道钢筋混凝土支撑同顶圈梁一起施工，余下各道混凝土支撑随基坑分段开挖分段浇筑，支撑底模接受15cm素砼垫层。混凝土支撑施工适当提高级配并添加早强剂，提高早期强度，有利于限制基坑变形。混凝土支撑的拆除方法将在工序起从前制定专项方案。4.6.2.3开挖和支撑技术措施在建筑物和地下管线较多的上海市区开挖基坑，无不例外地会遇到深基坑施工中的风险性问题。为确保工程平安、质量和四周环境平安，依据刘建航院士在地下墙深基坑工程中总结的理论和阅历，提出如下深基坑开挖施工技术措施：⒈关于技术准备工作⑴制定施工操作规程按设计规定的技术标准、地质资料以及四周建筑物和地下管线等详实资料，细致地做好深基坑施工操作规程。通过技术交底，使全体施工人员相识到：深基坑开挖支撑施工必需依循技术标准、所设计的施工程序及施工参数。施工参数是对开挖分步和每步开挖的实际尺寸、开挖时限、支撑时限、支撑预应力等各道工序的定量施工管理指标。开挖和支撑施工技术的要点是：“沿纵向按限定长度的开挖段逐段开挖；在每个开挖段中分层、分小段开挖，随挖随撑，按规定时限施加支撑预应力，做好基坑排水，削减基坑暴露时间”。⑵基坑开挖前进行必要的基坑土体加固加固内容及要求按设计而定。在地下墙下因清孔不好，槽底土体很软时，应进行地下墙墙底注浆加固，以防止开挖时引起地下墙沉降和墙外侧土体松动沉降；为确保开挖土坡稳定，对土体进行加固；基坑内侧被动土压力区，以旋喷方法加固；在具有夹薄层粉砂的粘性土或粘性土和砂性土互层中，对基坑内自地面下至基坑底以下确定厚度的土体，用超前降水法加固土体。⑶井点降水加固土体的技术措施接受井点降水法加固土体时，降水深度需在设计基坑底面以下确定深度，以满足被动区土体抗力要求并防止降水引起地下墙外侧地面沉降。按此要求布置井点滤管深度及水位观测孔。降水要在开挖前二十天起先，以使土体在开挖时已经受到相当程度的排水固结。降水起先后，要定期地对预先设置在基坑内外的水位观测孔的水位进行观测，以检查水位着陆，此着陆值要小于2m，否则要考虑用回灌水法或隔水法以防止对四周环境的有害影响。⑷备齐合格的支撑设备开挖前需先备齐检验合格的带有活络接头的支撑、支撑配件、施加支撑预应力的油泵装置（带有观测预应力值的仪表）等安装支撑所必需的器材。严防须要安装支撑时，因缺少支撑条件而延搁支撑时间。⑸打设稳定支撑的支柱桩和接受钢垫箱本工程钢支撑的长度最长在40m左右，其在自重作用和受较大支撑轴向压力时会失稳，为此，利用坑底钻孔灌注桩在支撑中间设置了三道立柱桩和联系梁，以此保证支撑体系具有良好的稳定性。联系梁设置2道，由2根30号槽钢组成，槽钢之间用短钢筋焊接相连，形成整体，增加稳定性，详细形式见附图4.6-07。钢筋混凝土支撑接受混凝土联系梁，和支撑一同浇筑形成整体。桩深度要能限制桩体隆沉；桩和支撑连接构造要具有对支撑的三维约束作用又不影响支撑加预应力。依据设计要求，暗埋段结构顶板下的那道钢支撑要等侧墙和顶板浇筑完成并达到设计强度之后才能拆除。为了不让这些后拆的钢支撑头子浇在内衬砼中，拟在钢支撑两端头子的端面板上焊接钢垫箱，内衬施工时，让钢垫箱代替钢支撑头子浇筑在内衬砼之中，从而使钢支撑完好无损，可重复运用。⑹充分备好解除基坑积水的排水设备。为保证基坑开挖面不浸水，确保基坑干开挖，施工现场须备好确定数量排水设备。以防因雨水冲刷或积水对基坑平安产生不利影响。⑺切实备好出土、运输和弃土条件。保证基坑开挖中连续高效率出土，加速开挖造成的速度，削减地层移动，确保达到规定的管理指标。⑻地下管线的监控和爱惜依据平行于基坑围护墙外侧地下管道的管材、接头型式、埋深等条件，在开挖前设计并敷设好地下墙外侧管道地基土不匀整沉降观测点和调整管道地基沉降量的跟踪注浆管、测点机注浆装置。开挖前备好全部注浆材料和设备，以在管道沉降量和各相邻测量线段（约5m）沉降差大于限制值时，刚好跟踪注浆，调整管道地基沉降曲线。⒉开挖施工的合理程序及关键性微小环节⑴严格执行开挖程序必需刚好制作第一道支撑，以防止围护墙顶在悬臂受力状态下产生较大墙顶水平位移和旁边地面开裂。应留意第一、其次道支撑端部和地下墙接触面上的压力，在基坑开挖深度较大后，压力会消减，还会出现空隙，故应实行牢靠措施，防止支撑端部移动脱落。全部支撑端部支托和连系构造都要能防止因碰撞而移动脱落。其次层及以下各层开挖中每小段长度≤对应立柱桩跨距，一般为7至10m。开挖每一层（约3.0～3.5m厚）的小段土方，要在16至24小时内完成，而后在8小时内安设2至3根支撑并施加预应力。⑵在开挖中刚好测定支撑安装饰，以确保支撑端部中心位置误差≤30mm。在开挖每一层的每小段的过程中，当开挖出一道支撑的位置时，即按设计要求在围护墙两侧墙面上测定出该道支撑两端和地下墙的接触点，以保证支撑和墙面垂直且位置精确，对这些接触点要整平表面、画出标记、并量出两个相对应的接触点间的支撑长度，以使地面上预先按量出长度配置支撑，并备支撑端头配件以便于快速装配。⑶在地面按数量及质量要求配置支撑地面上有专人负责检查和刚好供应开挖面上所须要的支撑及其配件，试装配支撑，以保证支撑长度适当、支撑轴线偏差小于30mm。⑷精确施加支撑预应力安装其次道及其下面各道支撑时，在要挖好一小段土方后即在8小时内安装好2至3根支撑，并要按设计要求施加支撑轴向力的预应力，对施加预应力的油泵装置要经常检查，以使之运行正常、所量出预应力值精确。每根正常施加的预应力值要记录备查。在第一次加预应力后12小时内观测预应力损失及墙体水平位移并复加预应力。⑸限制开挖段两头的土坡坡度对开挖段两头的土坡，要按土质特性，经边坡稳定性分析，定出平安坡度，开挖过程中务必使土坡坡度不大于平安坡度，并且要时时留意刚好解除流出土坡的水流，以防止滑坡，同时还要留意土坡较陡时，会使开挖段两头地下墙外侧的纵向地区沉降曲线的曲率增大，而使该处地下管线不易爱惜。每一小段的土方开挖中，严禁挖成3～4m高的垂直土壁或陡坡，以免坍方伤人，也可避开坍方而导致的横向支撑失稳。⑹封堵水土流失缝隙开挖过程中，对围护墙接缝或墙体上出现水土流失现象，要刚好封堵，严防小股流砂冲破围护墙中存在的充填泥土的孔洞，以致发展成急剧涌砂，这不仅将引起大量地面沉陷，还会导致地下墙支护结构失稳，以致造成严峻灾难性事故。⑺检查支撑桩的回弹及降水效果在开挖过程中，要严格检查降水深度，定时测量用以稳定支撑立柱的回弹，并刚好调整连接柱和支撑拉紧装置上的木楔。松除桩回弹后施加于支撑中点的向上顶力。⑻坑底开挖和修整开挖最下一道支撑上面土层时，在地面沉降限制要求很高时，应按当时施工监测数据实行掏槽开挖或挖一条槽安装一根支撑的方法。开挖最下一道支撑下面的土方时，亦按分段开挖，16小时以内挖好。为做到坑底平整，防止局部超挖，在设计坑底标高以上30cm的土方，要用人工开挖修平，对局部开挖的洼坑要用砂填实，绝不许用烂泥回填，同时必需要设集水坑以用泵解除坑底积水。⑼按限定时间作好砼垫层及砼底板开挖最下道支撑下方时，应在逐小段开挖后，在8～16小时内浇筑砼垫层。要预先将浇筑钢筋砼底板的材料、设备、人力等施工准备工作，全部做好，以便在基坑挖好后即进行各道工序，一般状况下，力求在坑底挖好后第六天以前做好钢筋砼底板。⑽在一个基坑面开挖段整个开挖施工中，要紧跟每层开挖支撑的进展，对围护墙变形和地层移动进行监测，应依据基坑每个开挖段，每层开挖中的围护墙变形等的监测反馈资料，刚好依据各项监测项目在各工序的变形量及变形速率的警戒指标，刚好实行措施改进施工，限制变形。⑾地下管线的监控和爱惜在一个开挖段开挖过程中，要依据须要组织专业队伍，负责爱惜地下管线的监控工作，每日对开挖段两侧管道地基沉降观测点至少观测一次，刚好画出两侧管道地基的最大沉降量、不匀整沉降曲线以及相邻沉降（约5m）的沉降坡度差△i，当△i接近限制指标时，即进行双液跟踪注浆，以限制沉降量及曲率不超过管道所允许的数值。应留意在车站两端端墙旁边的墙外纵向沉降曲线的最大曲率会因端头开挖坡度的骤变而有较大幅度的增加，此处要准备用加强的跟踪注浆，以调整沉降曲率爱惜管。4.7结构施工方案4.7.1方案概况浦东岸上段工作井至PD3结构型式概况见下表。位置节段号结构型式顶板厚度（m）中板厚度（m）底板厚度（m）衬墙厚度（m）工作井框架结构0.80.61.60.5、1.2暗埋段段PD1箱形结构0.80.61.41.0、0.6PD2箱形结构1.30.6～0.81.31.0、0.6PD3箱形结构1.20.81.21.0、0.64.7.2结构施工流程⒈浦东工作井施工流程图挖第5层土至第五道支撑底面挖第5层土至第五道支撑底面立柱桩施工制作第五道钢筋砼支撑地下墙施工地下墙顶圈梁施工挖第1层土至第一道支撑底面施工立柱桩施工制作第五道钢筋砼支撑地下墙施工地下墙顶圈梁施工挖第1层土至第一道支撑底面施工准备工作制作第四至第五道围檩间内衬墙身坑内外土体加固制作第四至第五道围檩间内衬墙身坑内外土体加固设置井点和预降水挖土至第6道支撑底面，安装第六道钢支撑设置井点和预降水挖土至第6道支撑底面，安装第六道钢支撑挖土至设计挖土底标高，浇筑混凝土垫层挖土至设计挖土底标高，浇筑混凝土垫层浇筑结构底板制作第一浇筑结构底板制作第一道钢筋砼支撑（顶框架）拆除第六道钢拆除第六道钢筋砼支撑挖第2层土至其次道支撑底面挖第2层土至其次道支撑底面制作其次制作其次道钢筋砼支撑（中框架）搭满堂支架，制作第五道围檩至底板间内衬墙拆除第五至第一拆除第五至第一道钢筋砼支撑逐层浇筑车道板、中楼板和顶板砼顶板上做好防水层后分层填土至地面完工清场隧道推动结束后，井底搭设满樘支架移交东线盾构进洞施工和西线隧道掘进施工逐层浇筑车道板、中楼板和顶板砼顶板上做好防水层后分层填土至地面完工清场隧道推动结束后，井底搭设满樘支架移交东线盾构进洞施工和西线隧道掘进施工制作第一至其次道围檩间内衬墙身挖第3层土至第三道支撑底面制作第三道钢筋砼支撑制作其次至第三道围檩间内衬墙身挖第4层土至第四道支撑底面制作第三道钢筋砼支撑制作其次至第三道围檩间内衬墙身挖第4层土至第四道支撑底面制作第四道钢筋砼支撑制作第四道钢筋砼支撑制作第三至第四道围檩间内衬墙身说明：在工作井施工过程中，实行随挖随筑的施工方法，详细施工时将和设计方进行协商后再行实施。⒉浦东暗埋段PD1至PD3施工流程图PD1至PD2施工流程图抽槽安装第六道钢支撑抽槽安装第六道钢支撑地下连续墙施工挖第7层土至坑底设计标高地下墙顶圈梁施工地下连续墙施工挖第7层土至坑底设计标高地下墙顶圈梁施工挖第1层土至第一道支撑底面施工准备工作立柱桩施工坑内土体加固浇筑素混凝土垫层立柱桩施工坑内土体加固浇筑素混凝土垫层设置井点和预降水底板扎铁、立模、浇筑设置井点和预降水底板扎铁、立模、浇筑砼拆除第六道钢支撑拆除第六道钢支撑搭设满堂支架制作第一搭设满堂支架制作第一道钢筋砼支撑下二层侧墙、夹墙和楼板下二层侧墙、夹墙和楼板扎铁、立模、浇筑砼挖第2层土至其次道支撑挖第2层土至其次道支撑底面制作其次制作其次道钢筋砼支撑拆除第四道钢支撑接高满堂支架接高满堂支架挖第3层土至第三道钢支撑顶挖第3层土至第三道钢支撑顶面抽槽安装第三道钢支撑下一层下一层侧墙、夹墙和顶板扎铁、立模、浇筑砼设备用房（风机房、变电所）结构施工设备用房（风机房、变电所）结构施工拆除拆除第五、第三、其次道支撑，夹墙补洞底板上填砂、顶板上做好防水层后分层填土挖第4层土至第底板上填砂、顶板上做好防水层后分层填土挖第4层土至第四道钢支撑顶面抽槽安装第四道钢支撑挖第5层土至第五道支撑底面边填土边拆除第一道边填土边拆除第一道钢筋砼支撑制作第五道钢筋砼支撑完工清场挖第6完工清场挖第6层土至第六道钢支撑顶面说明：在此段结构回筑过程中，若围护墙体位移监测等数据都属正常，则可将上层车道顶板下的一道钢支撑在铺设顶板底模前先行拆除。PD3施工流程图施工准备施工准备工作地下墙顶圈梁施工坑内土体加固地下连续墙施工立柱桩施工地下墙顶圈梁施工坑内土体加固地下连续墙施工立柱桩施工设置井点和预降水设置井点和预降水挖第1层土至第一道支撑底面挖第1层土至第一道支撑底面制作第一道制作第一道钢筋砼支撑挖第2层土至PD3顶板底制作PD3顶板及挡土墙挖第2层土至PD3顶板底制作PD3顶板及挡土墙顶板上做好防水层顶板上做好防水层挖第3层土至第三道支撑顶面制作第三道制作第三道钢筋砼支撑拆第一道混凝土支撑挖第4层土至第四道支撑顶面挖第4层土至第四道支撑顶面铺设新管线(管线单位施工)分层填土，PD3 上做路面结构分层填土，PD3 上做路面结构制作第四制作第四道钢筋砼支撑挖第挖第5层土至坑底设计标高拆除第三道钢筋混凝土支撑完工清场底板上填砂接高满堂支架下一层侧墙、夹墙拆除第三道钢筋混凝土支撑完工清场底板上填砂接高满堂支架下一层侧墙、夹墙扎铁、立模、浇筑砼，夹墙补洞浇筑素混凝土垫层浇筑素混凝土垫层底板扎铁、立模、浇筑底板扎铁、立模、浇筑砼拆除第四拆除第四道混凝土支撑搭设满堂支架搭设满堂支架下二层下二层侧墙、夹墙和中板扎铁、立模、浇筑砼各段结构详细施工步骤见以下附图：浦东工作井施工步骤见附图4.7-01；浦东暗埋段PD1至PD2施工步骤见附图4.7-02；浦东暗埋段PD3施工步骤见附图4.7-034.7.3结构施工方法内部结构由钢筋混凝土底板（下层车道板）、内衬墙、中板（上层车道板）、顶板等构成，底板下铺设30cm素混凝土垫层，结构混凝土除内部隔墙外大多接受C35抗渗等级S8、S10混凝土。⒈施工准备为确保内衬墙质量，必需对地下墙面进行凿毛、清洗，使内衬混凝土和地下墙面紧密结合。施工凿毛工作随基坑开挖依次而下；底板部位须将墙面凿50mm深的凹面，并将插筋扳出理顺回直，