上海市域（郊）铁路工程施工重难点分析及应对措施

唐疆波,李文强

（ 中铁十五局集团有限公司,上海 200040）

0 引言

城市轨道交通市域（郊）铁路工程为采用轨道结构进行承重和导向的车辆运输系统，是城市公共交通的骨干，具有节能、省地、运量大、全天候、无污染（或少污染）又安全等特点，属绿色环保交通体系，如今在各大城市中，城市轨道交通市域（郊）铁路工程逐渐成为人们日常出行中最为便利的交通方式[1-2]。高效快速的城市轨道交通市域（郊）铁路建设工程在城市化进程中显得尤为重要，因此施工成为工程最为重要的核心内容。虽然我国城市轨道市域（郊）铁路在不断发展，但是目前施工中仍然存在不足，如在面临复杂地下施工环境时应对突发事故的预案不足，对施工技术研究不够深入，以及施工过程中数据测量的准确性有待提升，管理人员的素质不高等[3]。

为了保证城市轨道交通市域（郊）铁路工程在建成后能够安全有效地运行，满足人们的出行要求，在城市轨道交通市域（郊）铁路工程的施工过程中需要更多地关注技术方面的研究，重视施工重难点，并根据实际情况研究重难点的对应措施，保证施工安全性。该文从实际工程出发，分析了该工程的特点，叙述了施工中遇到的重难点项目，从实际和理论两方面进行研究，剖析了其相对的对策和解决的措施，使施工实践中的重难点能够及时得到处置，保证工程的安全性，有效减少施工周期。

1 工程特点分析

该文研究的工程实例为上海市某站沿线工程。沿线地层根据时代成因共划分为9 个主要工程地质土层，淤泥质软土层分布比较厚，河网纵横，明浜横布，地下管线众多，含砂层结构松散易发生流砂、涌土、潜蚀现象，填土层厚不均，地质条件复杂，并且横跨四个路口，加上南北端路口直接影响六个路口的交通疏解。同时该工程主体和附属基坑主要工法和辅助工法涉及多项，还包括运用建筑业十项新技术多项，地下连续墙、钻孔灌注桩、三轴搅拌桩、二重管高压旋喷桩、RJP高压旋喷桩、降水井、钢支撑、混凝土支撑、土方开挖、内部结构施工工序转换复杂，工艺要求高，部位空间控制面大，其辐射的工程技术相当复杂，且该工程单体总长1 285.6 m，总建筑面积为78 110 m2（不含地面建筑面积）。工程地质条件复杂、工程周边环境复杂、工程建设规模大、工程技术复杂、工程协调量大以及安全风险高等特点。

2 工程重难点分析及应对措施

2.1 超深地下连续墙

2.1.1 分析

该工程地下连续墙最大深度48.15 m，施工深度范围内含淤泥质黏土等地层，土质流塑，含水量高、孔隙比大、强度低及压缩性高，工程性质差。所以在成槽过程中容易导致泥浆护壁失效，造成缩孔、塌槽等严重后果。同时该工程涉及盛桥港、北横泾河道区域超深地下连续墙施工，因为旧河道土层工程性质差，所以在成槽过程中易出现槽段偏斜、坍塌等严重后果。

在超深地连墙施工过程中，出于接头箱拔除的可操作性考虑，接头箱无法放置与地连墙等深，在实际浇筑过程中，这种石料加接头箱的体系难以抵抗混凝土浇筑过程中的侧向压力，地连墙底部挤胀力容易使地连墙底部发生偏移，产生扰流[4]。

2.1.2 应对措施

根据对超深地下连续墙的施工条件及技术的深入研究得出了以下六条应对措施：

（1）重车行走施工便道。由于地下连续墙施工选用的机械对场地承载力要求比较高，选用重车行走施工便道。

（2）成槽施工。在成槽施工中，可以利用液压抓斗成槽机的显示仪来检测垂直度，并根据需要进行调整，以确保达到设计要求的垂直度。同时，需要合理安排每个槽段的挖槽顺序，以保持抓斗两侧的阻力均衡。挖槽时应做好施工记录，发生问题，及时分析原因，妥善处理。

（3）导墙拐角部位处理。在进行成槽施工时，使用液压抓斗成槽机械进行垂直度跟踪观测，以确保成槽的垂直度符合设计要求。同时，在挖掘每个槽段时，合理安排挖槽的顺序，以保持抓斗两侧的阻力均衡。特别是在地下墙拐角处，需要根据挖槽机械的端面形状，在导墙拐角处延伸出一定距离（约20~30 cm），以确保成槽断面不会出现不足的情况。

（4）沉渣处理。使用黑旋风250 型除砂机进行除砂作业，控制除砂时间在4~6 h 内。当泥浆含砂率降至4%以下时，停止除砂操作，让泥浆静置2 h。在沉渣过程中，持续观测泥浆液面，并及时补充泥浆，以确保泥浆对地下水的压力差，从而减少可能发生塌方的风险。

（5）槽壁稳定性控制及针对性措施。槽段内泥浆液面应高出地下水位1.5 m 左右，如局部高差不足时，可采取增大泥浆比重的措施，或者采取降水的措施。泥浆选用环保型泥浆，搅拌严格按照操作规程和配合比要求进行；采用超声波测试槽壁稳定性及沉渣厚度，确保沉渣厚度在20 cm 以内。图1 所示为超声波测试槽壁稳定性及沉渣厚度的施工场景。沉渣处理过程中跟踪观测泥浆液面。施工过程中减少外部施工荷载对槽壁稳定性的影响。为了满足成槽后续施工的要求，需要对地下连续墙的内外侧进行槽壁加固措施，这样可以确保槽壁在长时间的使用中保持稳定，减少塌方的风险。

图1 超声波测试槽壁稳定性施工图

（6）刚性钢板接头的安装和钢筋笼的吊放。当连接刚性钢板接头时，有一些关键注意事项，以确保连接平台的正确安装，避免竖向错台，这可能会影响钢筋笼的位置。在水平方向上，可以采用挡板来固定连接平台，挡板上可以设置拉直线，以确保水平方向的对齐。此外，在焊接钢板接头时，需要在上部进行拉直线控制，以确保整体平顺性。对于超深地下连续墙的钢筋笼，通常会选择整体制作的方式。

简而言之，连接刚性钢板接头时，需要防止竖向错台，采用挡板和拉直线来保持水平方向的正确对齐，而在焊接钢板接头时，也需要注意整体平滑性。对于超深地下连续墙的钢筋笼，通常整体制作更为合适。图2 展现了深地下连续墙钢筋笼的吊装。

图2 钢筋笼吊装施工图

2.2 深层降水施工

2.2.1 分析

该工程的结构主要位于人工填土、粉质黏土、淤泥质粉质黏土、淤泥质黏土、粉质黏土砂质粉土、砂质黏土中，车站坑底主要位于粉质黏土中。由于以上主要地层透水性较差，降水困难，所以淤泥层的地下水未得到有效疏干，淤泥未固结，土体的强度及自稳性较差。

2.2.2 应对措施

为确保深层降水工程的顺利进行，必须在坚守设计图纸的基础上，着重保障坑外承压水观测井和备用减压井的施工质量，以确保观测数据的可信性和备用减压井的有效性。对于坑外观测井，必须及时监测水位并严格记录数据，以及时了解坑内降水对坑外水位的影响[5]。

此外，在深层降水工程中，还需要密切关注第三方监测单位提供的周边环境监测数据。如果监测数据达到警戒值，必须立即启动应急预案。同时，根据详细的勘察报告，合理确定坑外承压水观测井的位置，考虑周围地层信息，正确安置滤料并确保黏土密封性良好，以免滤料层封堵不严导致串水，影响基坑外承压水头观测数据的准确性。

在进行降水工作时，必须按照分层降水、及时降水、按需降水的原则进行操作，并与土方施工协调配合。在每一次土方挖掘之前，必须提前做好降水准备工作，将水位降至开挖深度的0.5 m 以下，以确保土方挖掘可以在干燥条件下进行。深层降水的施工过程可以在图3中看到。

图3 深层降水施工图

2.3 深基坑开挖及支护

2.3.1 分析

该工程的中心里程处基坑开挖深度为20.52 m，开挖范围内为淤泥质黏土、粉土等软弱地层，土体的强度及自稳性较差。深基坑施工时在水土压力作用下，容易破坏基坑周边环境、基坑支护体系和土体渗透性，造成基坑变形。同时该工程部分基坑为四道混凝土支撑体系，开挖总方量约为835 000 m3，施工周期较长，不利于基坑变形控制。在基坑开挖过程中，如何确保围护结构稳定、基坑开挖安全是该工程施工的重点。

2.3.2 应对措施

（1）深基坑开挖施工应对措施。施工时将主体基坑划分为两期，在一期基坑主体内部结构施工完成达到设计强度，并回填覆土后方可进行二期基坑施工，图4 即为基坑填埋的施工图。基坑开挖前，施工单位应严格按照设计与相关规范，充分利用“时空效应”以提高工程施工质量，确保周边环境的安全，制定科学合理的基坑开挖专项施工方案，并经专项审批。

图4 基坑回填施工图

在进行基坑施工时，需要考虑时空效应，因此需要遵循一系列关键原则和措施，以确保工程的顺利进行和安全性，需要考虑分层开挖、分段施工、对称处理、限时开挖、先撑后挖、限时支撑、严禁超挖、掏槽施工、周围作业限制、渗漏处理等的处理。这些原则和措施将有助于确保基坑施工的安全性和顺利进行，以满足时空效应的要求。

（2）深基坑支护施工应对措施。在施工过程中，支撑结构的施工和拆除顺序应与支护结构的设计工况保持一致，以确保工程的稳定性和安全性，具体包括开挖停止点、支撑结构施工、支护结构设计工况和拆除顺序。

综上所述，支撑结构的施工和拆除必须与支护结构的设计工况相一致，同时需要在开挖到支撑设计标高时停止开挖，并及时进行支撑结构的施工和预应力施加，以确保基坑工程的安全和稳定。

2.4 周边环境保护

2.4.1 分析

该工程的周边17.1~32.6 m 范围存在大量的公司、厂房等商务楼。施工过程中需要确保周边建筑的安全。施工过程中噪音、污水、泥浆若对周边环境造成污染，将造成较大的社会影响。因此，施工过程中要加强对周边环境、人文的保护是该工程的重点。

2.4.2 应对措施

为保护周边环境、人文，施工前应根据沪建交联[2008]511 号文和沪建交[2012]645 号文规定制定详细而系统的保护应对措施，同时应委托具备专业资质的检测单位，根据《城市轨道交通工程周边环境调查指南》对车站周边2 倍基坑开挖深度范围内的建筑情况进行调研记录，并制定相应的控制标准，在进行拟建工程的施工前，需要进行详细的调查和分析，以确保施工过程中对周边环境和被检测房屋的影响最小化，并提供优化施工方案的建议。关键要点如下：

（1）相对位置关系调查：对拟建工程与被检测房屋之间的相对位置关系进行调查。

（2）施工方案分析：分析拟建工程的施工方案，包括施工方法、工程进度计划等。

（3）被检测房屋结构薄弱环节分析：对被检测房屋的结构进行详细分析，识别可能存在的薄弱环节，以确定施工中的关注点。

（4）保护措施的提出：在施工期间需要采取保护措施，以减少对被检测房屋结构的影响。

（5）周边环境调查：对施工周边环境进行详细调查，以确定施工的影响范围。

（6）安全技术措施和应急预案：针对影响范围内的建筑物，制定相应的安全技术措施和应急预案，以应对可能的风险和紧急情况。

（7）房屋监测：房屋检测单位应根据监测方案对施工影响范围内的房屋进行跟踪监测，并及时提交监测数据。

（8）报警和应急措施：当监测数据达到报警值时，应及时报警，并采取必要的应急措施，通知相关单位，并研究解决方案。

（9）施工工艺调整：根据监测情况，及时调整施工工艺，采取跟踪补偿注浆等措施，以强化对被检测房屋的保护。

这些步骤和措施将有助于确保拟建工程的施工过程中对周边环境和房屋结构的保护，以及在发生问题时能够及时采取应急措施[6-7]。

3 结论

城市轨道市域（郊）铁路工程作为现在人们出行的重要组成部分，而施工过程作为最为核心的部分，对于整体的工程质量和施工周期都有着决定性的影响，因此需要重视施工重难点项目，提高工程安全性和缩短工期，让城市市域（郊）铁路工程轨道项目能够真正地为人民服务[8-10]。通过对该工程的施工结果研究，得出如下结论：

（1）该工程具有工程地质条件复杂、工程周边环境复杂、工程建设规模大、工程技术复杂、工程协调量大以及安全风险高等特点。

（2）在超深地连墙施工过程中，要注重重车行走施工便道、成槽施工、导墙拐角部位处理、沉渣处理、槽壁稳定性控制及针对性措施、刚性钢板接头的安装和钢筋笼的吊放。

（3）对于深层降水施工，要及时了解水位数据，做好数据测量的真实性，做好降水工作。

（4）深基坑开挖及支护时，充分利用“时空效应”以提高工程施工质量，施工根据“土方开挖步序图”要求，做好深基坑支护施工。

（5）加强对周边环境和人文的保护，根据标准和指南制定相应的控制标准，必须按照设计要求，保护周边环境安全。

在项目建设中，对于施工中所遇到的重难点进行分析和研究，能够帮助在施工中更有效地解决所遇到的突发情况，保证工程的安全性，为我国轨道市域（郊）铁路工程施工提供技术理论和工程实践经验意义。