由深圳地铁4A标段施工说开去

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1、由深圳地铁4A标段施工说开去中铁十五局集团有限公司 许建付 一、4A标段工程概况 深圳地铁1号线4A标段（老街至大剧院站区间 东段）隧道由老街站起，沿解放路西行，穿越广 深铁路桥、布吉河、电影大厦，在解放路 SK2+260.000处与西段相接。本区间设计里程为 ：SK2+001.7SK2+260.000。区间东段隧道总 长为258.3m，马蹄形断面，除1#竖井外，其余均 为暗挖法施工。由于受建筑物的限制，本段隧道 结构为上下重叠型式。 本标段有三部分组成，即广深铁路桩基托换 、人民桥桩基托换和老大区间东段隧道施工。1、广深铁路桩基托换 本桩基托换工程位置处于地铁一期工程里程 SK2+035+0

2、55处，地铁区间隧道直接穿越 铁路桥22#桥墩左线承台下一根桩基和铁路桥 21#桥墩右线及第三线承台下各4根桩基和接 触网电杆一根。需将三条线路的21#桥墩和 22#桥墩共6个基础进行托换。如广深铁路桩 基托换平面图。 桩基托换采用主动托换，用树根桩作为搭设 临时支架的基础，临时支架支撑梁部部分恒 载，以保证施工过程中的运营安全。2、人民桥桩基托换 人民桥桥面宽30m。为14m+20m+14m的普 通钢筋混凝土连续梁，桥台为钻孔桩基础 。区间隧道从桥北边经过，穿越多跨连续 梁桥台东侧人行道下桩基1根。该桩底部 1.0m长度处于隧道开挖范围内。 托换结构由四根 1500钻孔灌注桩及 两根托换梁组

3、成，四 根1500钻孔灌注桩 设于桥台背后，由其 上的托换梁从被托换 桩两侧伸入桥台帽梁 以下托换旧桩。如图 1-3。3、老街至大剧院区间（东段）隧道 该段工程包括1#竖井和老街至大剧院区间东 段隧道。 老街至大剧院站区间东段隧道全长258.3m， 由老街站起沿解放路西行，穿越广深铁路桥 、布吉河、电影大厦，在解放路 SK2+260.000处与西段相接。 线路位于曲线上，出老街站、过布吉河后拉 开左右线间距。区间隧道拱顶距布吉河底约10m ，线路最大埋深22.0m。代表性断面如图1-4。该段区间隧道范围内上覆第四系全新统人工 堆积层（Q4ml）、海积冲积层（Q4m+al）及第 四系中更新统残积

4、层（Q2el），主要为粉质粘性 土层（1.24.1m）、（粉、中、砾）砂层（0 6m）和残积砾质粘性土（019.2m）；土层的 构造和物理力学性质不均匀，在平面和纵向的变 化较大；下伏基岩为燕山期花岗岩（53），布 吉河床下12.0m左右即有微风化层出露。由于地处老部吉河道内，地下水位较高，渗 流速度较大。 4、地层加固 由于隧道通过地层软弱松散，开挖高度近 14米，设计采用单管旋喷桩配合洞内小导 管注浆加固。加固范围为开挖轮廓线以外4 米。5、工程特点 工程位于深圳市繁华商业区，四周高楼林 立，地面交通拥挤，车流量大。仅有约 3000平方米的施工场地，实际是交通环岛 绿地，且上有广深三条铁路

5、线并行通过， 地下各类城市、军用和铁路管线密布，1# 竖井位于场地中间，与老街车站接头处， 有一孔径为3米的钢质污水箱涵横过隧道， 工程条件可想而知。 通过以上介绍，很容易给大家形成这样一种 印象：即这是一个技术含量很高，综合性强 ，施工难度和技术难度都很大的一项综合性 工程。 首先，单洞双层这种结构形式，在我国地铁建造 史上，属首次应用；其次，动载条件下，要分别 进行铁路和公路桥梁桩基础托换，特别是铁路桥 梁桩基础托换，在国内也没有应用的先例；第三 ，高地下水位条件下，在含水砂层中进行一般地 下工程施工，本身就是非常困难的，进行如此断 面的地铁隧道施工，更是不易；第四，在深圳闹 市区内施工，

6、在组织管理、协调配合、管线改移 、环境保护、污染防治、安全防护等方面本身， 对我们就是一种考验。上述工作不仅是我们工作 的重点，也是工作的难点。二、关键技术 这里所说的关键技术是指：为避免工程施 工对工程本身或周围建筑物、地面及地下 管线或构筑物造成危害，或把其影响控制 在容许范围内，所必须采用的、起决定作 用的技术措施。就本工程而言，关键技术 有以下几项：单管旋喷地层加固技术、冷 冻法加固地层技术、桥梁桩基础托换技术 、单洞双层地铁隧道综合施工技术以及监 控量测技术。1、地层加固技术 高地下水位条件下，在松散软弱围岩内进行地下 工程施工，工程成败的前提条件是对围岩进行有 效的加固，和对地下水

7、进行有效的封堵。达到这 个目的方法很多，比如注浆法、旋喷法等。如选 用旋喷法，则由单管旋喷、二重管旋喷、三重管 旋喷可供选择。各种方法的适应性，取决于被加 固土体的结构和物理特性。在进行方法选择时， 务必结合现场情况，否则，势必事倍功半，甚至 造成严重后果。方法选定后，施工参数的确定， 也是非常重要的，比如浆液的压力与配比、提钻 的速度等，一定要通过现场试桩后确定。其他比 如孔位的确定，垂直度的控制等也是非常重要的 。本标段施工中就曾采用三重管补强，德国玛丽 散堵漏。 2、冷冻法加固地层技术 冷冻法加固地层在煤矿矿建中应用较多，近年来 被越来越多地应用于地铁建设中，比如广州地铁 、上海地铁，深

8、圳地铁在本标段中也得到了应用 。事实上，本标段原设计没有采用冷冻法，而是 采用单管旋喷法，1#竖井向西破壁进洞后发现， 单管旋喷加固地层的效果较好，但止水效果不理 想，原因主要是地层中含有粒径较大的卵石（最 大粒径500mm），地下水渗流速度大（采用同位 素示踪法测定，地下水漫流时，该段的最大地下 水流速达到15m/d）成桩效果不理想，同时不能 拆除的地下管沟、检查井等，造成旋喷加固出现 盲点或死角。 而竖井向东，即为广深铁路高架桥，其下地质条 件较西端差，更有孔径3米的钢质污水箱涵斜跨地 铁隧道，造成大范围的旋喷加固盲区，为确保广 深铁路高架桥的安全，工程后期，征得业主与设 计单位同意，该段

9、采用冷冻法对地层进行加固。 冻结法的核心技术是冻结帷幕设计，包括冻结孔 深度和间距参数的确定。除此之外，还要考虑以 下影响因素：盐水温度、冻结孔终孔间距、冻结 壁平均温度和冻土强度。另外，积极冻结温度与 维持冻结温度的确定也是非常重要的。 需要说明的是，冻结站正常运转10d后,对12个测 温孔分别在5m、10m、15m、20m、25m处进行 测温，根据测温资料发现整个冻结段在812m深 度段水平降温缓慢，其中A、E线最不理想，远小 于预期效果，每天降温仅为0.1，有时甚至温度 回升，冻土平均发展速度仅有78mm/d，远小于 预期的22 mm/d。经分析系地下水位太高、流速 过大所致，竟采取相应

10、措施后，基本正常。这从 另一个方面验证了单管旋喷对本地层的不适应性 。本次冻结平面如图2-2。 图2-2冷冻平面示意图3、广深铁路桥桩基础托换技术 广深铁路桥桩基础采用主动托换。首先用以树根桩为基础 的支撑体系，将梁托起（如图2-3、2-4、2-5）。进行第一 次手里体系转换，这个过程需要对铁路线路进行加固处理 。接着，开挖托换梁基础，进行基底处理，施工托换桩和 托换梁。 托换桩施工时，须采取降水措施。托换梁底 模支架体系，是这个环节的重点。托换梁强 度满足后，即可进行第二次手里体系转换， 将原承台，支撑于托换梁底模支架上；当托 换梁与托换桩完成连接后，即可进行第三次 手里体系转换，完成托换。

11、托换的核心技术在于手里体系转换时，千斤顶的加力速度，以及 全过程桥梁沉降的实时监控量测。特别注意，原桩断除，不能同时进 行。4、人民桥桩基础托换技术 与广深铁路桥桩 基础托换相比， 人民桥桩基础托 换要简单的多。 如图2-5、2-6， 当托换桩与托换 梁施工完成后， 通过顶入上钢板 即可实现托换。 5、单洞双层地铁隧道综合施工技术 图2-8-1单洞双层 隧道开挖步骤图 区间单洞双层隧道 施工，根据新奥法 原理，分四个台阶 自上而下进行开挖 ，自下而上进行衬 砌，按设计要求进 行防水施工处理。 这里不多介绍。施工中要注意的问题是：开挖时要进行超前钻孔；采用台阶法 进行掘进；要遵循“先治水，管超前

12、，弱爆破，强支撑，开封闭 ，勤量测”的原则；钢支撑的拆除应结合围岩变形量测结果进行 。6、监控量测技术 结合工程实际，针对桥梁桩基础托换、隧道 围岩变形量测、地表和周围建筑物沉降观测 ，我们制定了一套监控量测方案，开展了微 空间高精度变形监测研究，取得了很好的效 果，没有对地面交通及建筑物形成大的危害 ，地表沉降控制在允许范围内，这里不再赘 述。三、成功的经验 由于业主、设计、监理以及深圳市政府和 有关职能部门的正确领导、大力支持和默 契配合，加上我们技术准备充分，组织保 障有力，在这个复杂的、高度综合的、高 技术难度的项目施工中，我们取得了铁（ 公）路桥梁桩基础托换一次成功；冷冻技 术成功运

13、用；单洞双层地铁隧道掘进正常 进行；结构衬砌内实外美、不渗不漏；监 控量测技术及时可靠；现场管理井然有序 等成功的经验。 四、失败的教训 由于多方面的原因，造成单管旋喷加固地层 方案，虽经补强堵漏技术处理，仍然没有把 握，最后改用冷冻法。既耽误了时间，又增 加了投资，甚至造成危害。这是个值得总结 和记取的教训。五、联想与体会 4A标段施工完了，深圳地铁1号线施工完了 。但工程施工过程，给了我启发，使我时常 陷入有关问题的思考中，今天，借此机会， 把我的一些体会，拿出来与大家一同分享， 欢迎各位专家批评指正。1、地下空间利用要有序 随着我国城镇化进程的推进，城市人口急 剧膨胀；国家“鼓励汽车进入

14、家庭”的政策， 加速了我国汽车工业的发展，汽车保有量 急速增加。由此带来了一系列问题，比较 突出的是，城市功能恶化，地面交通拥挤 。城市交通问题已经成为制约我国大城市 发展的瓶颈。与此相对应的情况是：城市 交通的发展与城市化不相适应；城市综合 交通体系规划不健全，交通形式单一；城 市轨道交通发展滞后。 针对上述情况，国家正采取积极措施，大 力发展城市公共交通事业，城市轨道交通 正处于一个快速发展阶段，并迎着美好的 发展前景蓬勃向前。这可以从以下的统计 数字看出。自1965年北京地铁第一期工程 开工，全国现有通车地铁线路总长约 320km，除北京地铁1号线和环线约40km 外，其余都是20世纪9

15、0年代后修建的。 进入21世纪，发展势头更为迅猛，全国48个百万 人口以上城市中，已有30多个城市开展了城市轨 道交通的前期工作，在建的8个城市、17条线路 ，总长约360km。“十一五”期间，全国城市轨道 交通投入运营里程将达到1000km左右，2010年 2020年期间，又将新增1000km2000km 左右的城市轨道交通运营线路。所以，联合国的 战略专家总结说：在土木工程领域，19世纪是桥 的世纪，20世纪是高层建筑的世纪，21世纪将是 人类利用地下空间、开发地下空间的世纪。 城市轨道交通，在如此好的发展前景下， 我们要做哪些准备？ 在目前我国建设管理模式下，从工程建设 角度讲，建立相应

16、的管理机制，规范地下 空间开发利用行为，使地下空间开发利用 科学、合理、有序。 这里说的有序是指：在宏观上，地下空间的开发 利用要与城市规划方案相协调、建设周期速度要 与城市的经济能力相协调、中心城市与卫星城或 郊区要统一规划；在微观上，城市在规划自己的 地下空间开发利用方案时，充分考虑各部门、各 行业的意见，除平面规划外，还要有统一的纵向 规划，象航空部门实行空中交通管制那样，建立 地下空间开发利用管制体系，使地下空间开发利 用分层次、有秩序地发展。 只有这样，才能避免建设冲突，打破部门或 行业壁垒，避免前后工程不相照应，建好就 挖，挖了再建，甚至前期工程成了后期工程 不可逾越的障碍，必须花重金方可逾越的恶 性建设循环，为国家节约建设资金，同时减 少建设与施工单位组织协调的工作量。 2、探索科学合理的新的施工承包方 式 一方面，在建设项目施工招标前期工作中，标段 划分时，除考虑正常的影响因素外，施工单位的 经济承受能力，也要