前海湾填海区域地铁施工技术总结.docx

前海湾填海区域地铁施工技术总结摘要：本文结合深圳地铁1号线续建工程土建5标段在深圳前海湾填海区域施工过程中遇到的诸多问题及处理措施浅谈下在未经软基处理且仍在填海施工过程下的海积软土地层地铁修建技术1. 工程概况1.1工程概况：深圳地铁1号线续建工程土建5标段位于深圳市南山区南头前海湾畔，主要包括前海站、鲤鱼门站、前海站〜鲤鱼门站区间、前海湾站〜新安路站区间、出入段线的土建工程鲤鱼门站全长2157m；前海湾站全长237m;前鲤盾构区间右线长701.852m、左线长723.674m;前新区间右线长度为970655m、左线长度为959.458m,其中包括240m长北明挖段，390m南明挖段，339.9m长盾构隧道；前新区间左入段线长度为1646.838m，前新区间右入段线长度为1799699m，其中包括盾构区间出左入段线长约534m，右出入段线长约532m,出入段线并行段明挖段861935m1. 2地质情况：前海湾位于深圳市南山次中心前海片区，前海片区是以填海区为主的7.5平方公里的新兴区域，现正进行施工的填海区，周围空旷，无建筑物、管线、道路等.该区域位于海积平原，上覆第四系填土、海积淤泥,海冲积粘性土、砂层、残积层，下伏风化花岗岩岩体。

素填土、杂填土、残积土及全、强风化岩土质不均，呈坚硬〜流塑状态，有球状风化残留体存在，容易引起不均匀沉陷，施工开挖容易坍塌，属较不稳定土体场地普遍分布有较厚的（2〜13m）海积的淤泥，具有孔隙比大，压缩性高,抗剪强度低等特点，具触变性、流变性和不均匀性，属不稳定土体，施工中易产生侧向滑动，导致基坑侧壁围护结构的失稳和位移.场地普遍存在海冲积的饱和砂层，富水性大，结构松散，属较不稳定土体，透水性强，施工中易发生坍塌、涌水、涌砂、管涌、基底涌水等现象，前海湾车站范围内的砂层局部为地震液化土饱和状态下花岗岩残积土、全风化岩土质不均,属较不稳定土体，受施工扰动，强度骤降,渗透性增大，围护桩施工易发生桩底涌泥、涌砂等危害，也极易造成基坑侧壁失稳，基坑底板隆起变形，翻浆冒泥，涌水等危害.1.3工程水文：前海湾填海区，地下水埋深较浅，水源丰富，潮汐水对底下水位有较大影响.前海湾站进场时仍为一鱼塘地表面尚未回填到位,涨潮时潮水很可能灌入施工场地，标段范围内的含水层主要是砂层，与双界河河水及海水有水力联系，结构松散，自稳性差，施工中易发生坍塌、涌水、涌砂等现象.地下水的浸泡会使岩土抗剪强度降低,变形加大，易造成基坑变形、失稳、坍塌。

在施工过程中,随着地下水向基坑的涌出，砂土中细颗粒也随水流失，造成砂层结构更加松散，渗透性加强,地下水和细颗粒土流失加剧，作为透水性差的花岗岩残积土和全风化岩的透水性加强基坑开挖后,具承压性的强风化岩中地下水会通过残积土和全风化岩以越流的形式向基坑内渗透，加大基坑出水量,给施工带来困难基坑开挖引起基坑内外水头差加大,易引起基坑隆起、管涌等不良现象受海水入侵影响，砂层、残积层中地下水对混凝土结构具有弱硫酸盐腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋在长期浸水中具有一定的腐蚀性，并具有一定承压性.2. 施工重难点及主要技术措施：由于本标段所处的特殊地理环境及周边工况的复杂程度因此就本标段的主要施工重难点以及相应的处理措施进行总结,主要有以下几点：21填海区复杂地质状况对围护结构施工造成很大的困难;前海地区特殊的地质条件的影响：该片区淤泥层较厚、含水率较大（经测试最大含水率达98％）、在该地层下地下连续墙成槽极为困难，导墙施工无法保证其位置的准确性、且在成槽过程中由于淤泥的巨大流塑性及周围施工动载的影响极易造成塌孔，同时由于咬和桩超缓凝混凝土凝固时间不足（60h初凝）产生极大的扩孔，造成后期在黏土层与淤泥层结合部产生鼓包现象。

造成经济损失并为后期施工带来极大不便，同时素桩混凝土流失严重,无法起到整体连续的效果,带来极大安全隐患并失去止水效果淤泥地层下咬和桩超缓凝混凝土流失严重海施工，导致该区域淤泥中存在着因填海造成的大量孤石并产生漂移，对咬和桩施工带来极大不便，产生套管无法超前预压，一旦遇到孤石则无法正常成孔,同时由于孤石的存在导致钻孔桩在施工时时常发生钻杆偏斜，造成斜孔应对措施：1、首先与设计单位进行积极沟通协调,在满足设计要求、确保施工安全的情况将地质状况最为复杂、淤泥流塑最大的前海湾站围护结构部分变更为冲孔灌注桩+高压旋喷桩的形式,并在冲孔桩施工阶段对部分桩体采用全套管冲孔桩施工工艺2、与混凝土供应商针对咬和桩施工时缓凝时间过久造成缩径严重的情况进行协商，调整缓凝混凝土初凝时间由最初的72h调整为60h,缩短了混凝土初凝时间大大减小了咬和桩缩径、鼓包以及素桩混凝土流失的状况3、控制周遍施工对围护结构的影响，与填海单位协调尽量避免其在本工程范围内暂停填筑，待本工程施工结束后再回填到地面标高同时在施工期间封锁周遍道路尽量避免周围重车运土减少动载影响4、加强监测，特别是在咬和桩及连续墙导墙施工期间加强对结构导墙的位置控制，以及在围护桩混凝土浇筑完成后对桩体液面的控制，防止导墙偏移及桩体液面突然下降造成后期桩位便移倾斜或断桩情况发生。

2.2制围护体系的稳定及基坑降排水、淤泥开挖是本工程施工的一项重点，也是难点填海区域淤泥地层复杂多变,淤泥层较厚(最深处达13m左右)且分布不均(2-13m)加之孔隙比大，压缩性高，抗剪强度低等特点具触变性、流变性和不均匀性,因此属不稳定土体，在施工中易产生侧向滑动,导致基坑侧壁围护结构的失稳和位移.并且周遍存在大量未处理的淤泥区域,受周围关联施工单位的施工造成淤泥局部隆起在短时间内对围护结构造成挤压冲切破坏，严重着可导致围护结构变形破坏，造成基坑坍塌本标段前海湾站2007年11月4日发生的海水回灌基坑及前-新区间南明挖段2008年3月10日发生的地质灾害就是一起因周边淤泥受关联单位施工影响造成淤泥隆起产生围护结构破坏的典型案例同时由于该区域淤泥质土的特性在施工期间对围护结构侧压力在施工期间随工况的变化而产生不同的挤压或松弛，施工期间很难做到控制自如，因此在该区域施工深大基坑存在一定的安全风险,在施工过程中应严格遵照相关方案进行实施由于本工程所处片区周遍水位较高,水源丰富因此在基坑开挖阶段对基坑降排水的要求较高难度也较大，基坑降排水的效果对施工工期及基坑围护结构都有着至关重要的影响与约束作用,严重着可造成基坑险情发生，严重影响施工安全及进度.本标段前海湾站盾构井处在基坑开挖后层发生因围护结构分叉，旋喷桩施工未能有效封闭造成基坑管涌,一度出现险情虽经过处理未造成安全事故但对工程进度产生一定的制约。

在淤泥层较厚的区段，由于基坑挖泥困难，挖机易下陷,需采取特殊措施，同时基坑开挖使用的机械设备是否合理,降排水措施是否有效、变形控制是否及时等诸多因素是保证明挖结构基坑施工安全的技术核心2007．11．4前海湾淤泥隆起造成海水回灌20083.10南明挖淤泥隆起造成地质灾害应对措施:1、对基坑周遍场坪根据设计要求降低并尽量对周围能造成淤泥隆起的施工给予制止，加强在施工期间对周围工况的控制措施，并在施工阶段组织人员对周遍地貌标高进行监测，做到早发现早解决，保障基坑周遍无超载2、确保围护结构施工质量认真做好围护结构施工，特别是连续墙、钻孔咬合桩防水混凝土浇捣、围护结构桩间止水帷幕的施工质量，保证围护结构不漏水，对于已存在的质量缺陷应在基坑开挖阶段边开挖边修复,必要时采用逆做法对存在缺陷围护结构进行修补或补桩（混凝土结构桩、钢板桩）3、及时施加支撑（含封闭基坑底板）：因部分围护结构根部土体结构松散，自稳性差，受力易变形,为防止围护结构下部向坑内移位，及时施加支撑和封闭基坑，必要时与设计院沟通优化围护结构设计方案，第一道支撑调整为钢筋砼支撑，腰梁做成牛腿状,保证围护结构的稳定，并在围护结构根部注浆加固土体。

经测试及时施加支撑能有效地调整地层的应力状态，控制基坑施工过程中的地层围护结构的变形，同时基坑开挖后围护结构受外侧土的侧压力后有向内收缩的趋势，采用钢管支撑时预应力施加的控制难度大，预应大围护结构外扩，不够则围护结构收缩.因此需要划分不同区段，根据不同地层通过设计计算值和现场量测不断调整和确定支撑预应力的大小.同时在施工中采用加快结构速度尽快封闭基坑底板,施工应遵照：“短开挖、强支护、早封闭、快结构”原则4、认真做好基坑工程施工过程中地下水的处理:在基坑工程施工过程中对地下水的处理以封堵、降排为主，在围护结构外侧采用旋喷桩止水，开挖过程中对围护结构排桩进行网喷混凝土，施工内衬前对基坑内侧渗水点进行封堵.基坑采用管井降水,基坑周边设置排水沟和集水井，管井降水每次降深控制在开挖基面以下lm保持基坑无水状态作业，根据我们在填海片区的施工经验，前海区域采用管井降水措施对淤泥地层的固结是可以起到一定的作用，（建议降水井施工时采用密闭网对钢筋笼进行包裹，而不建议采用通常的细铁丝网，因淤泥地层含有较多的腐蚀性物质，造成铁丝网过早锈蚀，造成降水井失效）降水应在围护结构封闭完成后，基坑开挖前l5-20天进行。

在基坑开挖阶段若出现管涌现象，立即采取注浆止水措施降水井在顶板覆土回填后进行封堵，以满足车站施工阶段的抗浮要求，防止基底隆起5、淤泥地层开挖时应选择合适的机具进行作业,建议采用长臂挖掘机与小型挖掘机相互配合的作业方式，由于淤泥地层进行固结后强度不会达到很高，因此采用自重较轻的小型挖掘机进行坑内作业比大型挖掘机分台阶作业法更为适用6、加强量测：加强监控量测工作，把基坑工程施工过程中其地层和围护结构的动态变化始终纳入可控的管理系统之中开挖支撑施工严格按时空理论进行在施工这些特殊部位时安排专人巡视.23测量、监测是本工程的重点、难点施工测量是保证区间线路正确无误、区间与车站的贯通、车站土建工程与站内轨道、工艺设备等相对位置正确的关键前海片区在地铁施工阶段仍在进行填海施工，地质状况及不稳定根据周围施工情况的变动施工场区地貌随时可能发生变化，因此给施工测量及监测工作带来极大难度，控制桩位经常因地质状况变化而产生偏移，如未及时发现则可能给测量及监测结果带来偏差,造成施工误差严重着可造成地铁隧道产生偏差、侵限影响施工质量，并未后期调线调坡造成影响与制约本标段开工时业主提供的GPS控制点均位于前海片区外围，施工期间为满足施工要求我方需将外围GPS控制点引至场区范围制订相应的高程桩（点）及定位桩（点），此时前海片区地质状况仍未稳定，随着周边填海工程的施工，导致我方的控制桩经常产生偏移。

虽然我方采用了加密控制点并增加复核频率一经发现及时调整的办法，但由于场区范围过大加之变动的频率过快，因此在施工期间仍发生因控制点坐标偏移而导致的结构放线偏差造成侵限事故例如：出入段线并行段(LYSK0+540—LYSK0+56段)底板侵线严重导致轨道道床无法正常铺设，后变更为短轨枕施工应对措施：1、建议在施工期间在选择设置控制点位置时应尽量选择基础较为稳定的区域，控制点的制作应尽量埋深、尽量减小偏移量,例如后期我方选择的控制点为前海片区施工的桩基础虽然其仍可产生轻微的偏移但已基本能符合施工需要2、加密施工控制点并增加对控制点的复核频率，通过加密控制点的数量有效的建立起相互校核的体系，在检测时候可较快的发现控制点偏差情况从而解决早发现的问题，增加对控制点的复核频率可有效的解决对出现偏移的桩位进行调整的问题,一般复核频率建议在施工高峰期间对近距离的控制点每天监测复核一次，对较远处应做到每三天到一周至少一次的要求3、建立专业的施工测量小组：测量的人员和仪器必须有绝对的保证和相对的稳定.所有参加测量的人员都必须持证上岗，并且建立各测量人员的岗位负责制测量仪器必须定期校核和控制在使用有效期内同时加强对测量仪器的管理.4、高程桩、定位桩必须认真复核，同时与其他专业间的接口测量也必须认真进行。