天津地铁6号线解放南路站主体围护结构设计

天津地铁6号线解放南路站主体围护结构设计

彭博伟

中铁上海设计院集团有限公司天津300073

【摘要】本文以天津地铁6号线解放南路站工程为背景，对围护结构设计进行分析、设计。

【关键词】解放南路站围护结构盖挖支撑风险源

车站围护结构设置是否合理，直接影响地铁施工的安全、工期与造价。在总体方案确定的前提下，根据每个站点的具体情况，不断的细化、优化设计方案，将方案分段处理，在保证安全的前提下，节省造价，缩短工期。

1、工程概况

解放南路站位于天津市津南区解放南路和规划绿水道交口处，大致呈东西向布置。车站西北象限为解放南路公交站，西南象限为中石化加油站，东北、东南象限为空地。解放南路为城市主干道，且为快速道路，车流量很大。

解放南路公交站及中石化加油站距离车站主体基坑1.5~2.0H（H为基坑深度）。

本站址主体范围内管线较多，沿解放南路方向横穿车站上方的主要管线有：埋深1.8m，220kv高压供电管线；直径800mm，埋深1.42m铸铁输配水管；直径600mm，埋深分别为2.9m和3.34m的雨水管；直径400mm，埋深2.02m的污水管。高压供电管线采用原位悬吊保护，输配水管施工时临时迁改至车站东侧，污水管施工时临时迁改至车站中部，并采用悬吊保护。直径600mm埋深3.34m和2.9m的雨水管拟截流引至卫津河。

解放南路站总长204.7m，为地下二层岛式车站，标准段两柱三跨的现浇钢筋混凝土箱型框架结构，结构高度13.51m、底板埋深16.76m～18.60m，站中心顶板覆土为3.0m，顶板上翻梁处覆土为1.9m，标准段基坑宽度20.7m。车站南、北端区间隧道采用盾构法施工，车站大、小里程端均为盾构接收井。车站共设四个出入口及两个风道，其中D号出入口预留。

车站主体采用明挖法施工，分二期施工，一期施工车站中间部分（解放南路下）及东侧主体部分，施工占用解放南路道路，施工期间利用解放南路西侧空地施作临时道路，导行路宽32m，双向4车道+非机动2车道，车道宽3.5m。二期施工车站西侧主体剩余部分，施工时解放南路恢复交通。但由于解放南路站受工期制约，目前方案仅可以满足大里程端（东侧）能较早提供盾构接收条件，为尽快为小里程端提供盾构接收条件，车站位于解放南路部分采用盖挖法施工，西侧导行及管线改移至盖挖段，以尽快施工西侧基坑，为会展中心站~解放南路站区间提供盾构接收条件，同时可在较短时间内恢复解放南路正常通行，大大缓解交通压力，故车站基坑中部（位于解放南路部分）调整为盖挖法施工。

2、工程地质及水文

2.1工程地质

基坑所处范围内主要地层有杂填土、淤泥质土、粉土、粉质粘土、粉砂、粘土等。

2.2水文地质

根据勘察结果及区域性地下水资料，地下水类型主要为松散岩类孔隙水，钻孔深度范围内地下水可细分为：潜水、第一层承压水、第二层承压水、深层承压水。第一承压水水头大沽标高约为-3.36m，第二承压水水头大沽标高比第一承压水水头大沽标高0.5~1.0m。

2.3场地地震效应

地震烈度为7度时，地下水位按近3～5年内最高水位考虑，本场地自然地面下20m范围内的饱和粉土及砂土不液化。

3围护结构型式

解放南路站采用明挖法+盖挖法施工，坑内降水。基坑围护结构采用地下连续墙加内支撑的支护形式，墙厚0.8m。墙顶设置1200mm×1200mm钢筋混凝土冠梁。明挖法施工基坑标准段沿竖向设置4道支撑+1道换撑，两端盾构井处设5道支撑+1道换撑。标准段及盾构井段第一道支撑采用钢筋混凝土对撑，主截面尺寸为1000mmx1200mm，间距9米，其余采用φ800x16钢支撑，间距约3米。盖挖法施工基坑顶板作为第一道支撑，下部内支撑为2道1000×1200mm钢筋混凝土支撑，间距6.5米，混凝土支撑与地连墙间设置1200×1200mm钢筋混凝土腰梁，地下连续墙接头处采用凹凸锁口管接头。标准段基坑底多位于粉质粘土⑦层，大、小里程端坑底多位于粉土⑧1t，地下连续墙墙底位于粉质粘土⑨1层，穿透并隔断第一承压水粉土⑧1t层，未隔断第二承压水。根据计算,第二承压水抗突涌系数=1.35>1.05,满足要求，不需设置减压井。

盖挖段主体结构柱与临时立柱考虑永临结合，临时立柱采用外径φ=800mm，壁厚t=16mm的钢管柱，钢管柱内混凝土采用C50自密实混凝土，钢管柱下采用φ=2200mm的钻孔灌注桩，桩长45m。其中，有一处钢管柱下桩因与原位悬吊保护220kv供电高压管线位置相冲突，故在结构柱两侧施做550×550临时格构柱，柱下仍采用φ=2200mm的钻孔灌注桩，桩长35m。

4主要施工步骤

车站主体采用明挖法+盖挖半逆做法结合施工，拟先施工分仓墙以东盖挖段顶板，接着施工东侧明挖基坑，后施工西侧及盖挖段基坑，分仓墙采用三轴搅拌桩，桩底标高为-30.420，桩长约33.16m。

5工程风险处理措施

5.1自身风险主要措施如下：

（1）明挖段首道、盾构井段首道采用截面1200mmx1200mm钢筋混凝土支撑，其余各层均为φ800x16钢支撑；盖挖法施工基坑顶板作为第一道支撑，下部内支撑为2道1000×1200mm钢筋混凝土支撑，混凝土支撑与地连墙间设置1200×1200mm钢筋混凝土腰梁。

（2）制定专项的降水设计方案，保证基坑开挖时无水作业。同时，基坑周围地面应进行防水、排水处理，严防地面水侵入基坑周边土体。

（3）施工期间基坑开挖必须“分层、分段、平衡”开挖，做到先撑后挖，严禁坑侧堆土和超载，控制支撑架设时间，及时准确施加预应力，作好复加预应力的准备。

（4）为保证降水效果和控制降水对周围建筑物的影响，施工前应进行抽水试验，合理布置降水井，保证建筑物安全。

5.2环境风险采取具体措施如下：

（1）加强监控量测，在基坑周边设置地面沉降和基坑变形观测点，当所监测管线、电缆的沉降及变形加大观测频率；对基坑内外由于的地下水位变化而引起的沉降进行监控，当基坑变形(包括支护结构变形、坑底隆起和周边地层变形)速率或变形超过警戒值时，及时与监理、设计、业主沟通，及时采取措施，保证基坑及周围建筑物的安全。

（2）做好工程事故预防工作，抢救器材、设备等必须存放现场，并配备训练有素的抢救人员。

（3）基坑开挖期间，需对基坑周边的主要地下管线根据管线的工程、管材、接头形式、埋深等条件设置管线沉降观测点，并根据管线所属部门要求设定沉降变形报警值，在开挖前敷设跟踪注浆管，根据量测结果必要时对土体进行注浆，调整管线变形曲率。

（4）220kv电力管线制定专项的悬吊保护方案，经过专家会论证，并征得电力部门的认可。

5总结

车站基坑围护结构设计在保证基坑安全的前提下，应根据周边环境、施工工期及风险等的变化，及时调整优化设计方案。由于受工期制约，车站小里程端需提前提供盾构接收条件，全明挖法施工调整为明挖+局部盖挖法施工，并可在较短时间内恢复解放南路正常通行；盖挖法施工临时立柱尽量考虑与主体结构柱网结合设置，不仅提高结构安全系数，并能缩短施工工期；针对重要管线采取经济安全的保护措施，需做专项的保护方案，并经过专家论证，以保证管线自身及地铁施工安全。

参考文献：

【1】《地铁设计规范》（GB50157-2013）

【2】《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

【3】《天津市建筑基坑工程技术规程》（DB29-202-2010）