地铁工程车站及区间结构方案的选择.doc

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1、地铁工程车站及区间结构方案的选择1.1 围护结构的选择1.1.1工程特点（1）海洋公园站位于杭州市西湖区之浦路西侧与规划海洋公园西面隔路相望的地块内部，且垂直之浦路东西方向布置。之浦路东侧海洋公园业已开工，且尚未完工，之浦路西侧地块大都为农田和池塘，均为未建用地，车站大部位于之浦路西侧与规划海洋公园西面隔路相望的地块内部。图1.1-1 站址环境图1.1-2 站址交通（2）之浦路为南北走向，规划道路红线宽度50m，路两侧均留有50m 绿带，道路宽度为50m，双向6车道；之浦路为西湖区的主干道，车流量较大。设计时需考虑两条道路的正常车流通行。（3）本方案中车站为地下二层站，站前设停车线，基坑标准段

2、开挖深度为16.3m，盾构井段开挖深度18.2m，附属基坑开挖深度约为9.8511.35m。本工程基坑开挖深度深，控制基坑变形，确保基坑及周边建筑物安全，是本工程重点之一。（4）基坑开挖范围内土体自上而下：0-2素填土、2-1砂质粉土、2-5砂质夹粉砂、圆砾、1淤泥质粉质粘土、3-1粉砂、3-2圆砾、2强风化泥质砂岩、3中风化泥质砂岩。坑底位于1淤泥质粉质粘土，墙趾位于3-2圆砾。由于区域内地下水位较高，开挖范围内土体渗透性较大，容易造成基坑围护接缝漏水漏砂、引起管涌和地面沉降。因此，围护结构的接头处理措施是本方案的重点。（5）拟建场地承压含水层主要分布于深部的3-1层粉砂、3-2层圆砾中，水

3、量较丰富，隔水层为上部的淤泥质土和粘土层（、层）。本工程场地承压水头较高，且水量较大。1.1.2 基坑变形控制标准设计基坑支护结构时，应根据周边建筑物和构筑物的重要性和分布情况，制定基坑的保护等级，依据保护等级所要求的变形允许值对基坑的变形进行控制，并设计相应的支护系统，以确保临近建构筑物和重要管线的正常使用。应根据基坑保护等级和变形允许值提出监测要求。地铁深基坑变形控制保护等级及变形控制标准见下表。表1.1-1 基坑变形控制保护等级标准表保护等级地面最大沉降量及围护结构水平位移控制要求周边环境保护要求一级1.地面最大沉降量0.1%H；2.围护结构最大水平位移0.15%H； 1.Ks2.2。离

4、基坑周围1H范围内有地铁、共同沟、煤气管、大型压力总水管等重要构筑物、建筑物或市政设施等二级1.地面最大沉降量控制在0.2%H；2.围护结构最大水平位移0.3%H；1.Ks1.9。离基坑周围1H范围内无重要管和建（构）筑物，而离基坑周边1H2H范围内有重要管线或大型的在使用的管线、建（构）筑物。三级1.地面最大沉降量控制在0.5%H；2.围护结构最大水平位移0.7%H；1.Ks1.7。离基坑周边2H范围内没有重要或较重要的管线、建（构）筑物结论1、结合基坑周边地面最大沉降量及围护结构最大水平位移等控制要求，本主体基坑标准段开挖深度为16.3m，盾构井段开挖深度18.2m，考虑为一级基坑；附属基

5、坑开挖深度约为9.8511.35m，基坑变形等级按二级考虑。注：表中H为基坑开挖深度。1.1.3围护方案的选择由于本基坑较深，同时需隔断承压水和坑外潜水。以目前常用的施工技术，只有地下连续墙才能满足要求。因此，围护结构形式定为地下连续墙方案。地下连续墙目前在我国技术已经比较成熟，其具有刚度大、抗渗防漏性能好，无振动、噪音低等优点，它被广泛应用于深厚软土地层且高地下水位的工程地区，它不仅可以很好的用作施工期间的基坑挡土止水围护结构，能较好地控制地面沉降，同时也作为永久结构的侧墙（或侧墙的一部分）使用。本站结构方案主要对内衬墙与围护结构的结合型式上做了两个方案的比选，方案一：围护结构与内衬墙间设柔

6、性防水层的复合墙型式；方案二：围护结构与内衬墙结合的叠合墙型式。表1.1-2 主体结构型式比较表项目复合墙型式叠合墙型式围护结构与内衬关系内衬墙与围护结构相互独立，二者间无钢筋连接，加设柔性防水层内衬墙与围护结构通过预埋钢筋连接成一体，变形协调一致受力情况内衬墙与围护结构共同承受土压力，内衬墙承受全部水压，二者间只传递压力，不传递拉力和剪力内衬墙与围护结构共同承受水土压力，二者间既传递压力，又传递拉力与剪力。内衬墙厚度相对较大相对较小对围护结构要求衬砌外设防水层，对围护结构防水要求相对较低围护结构为防水重要防线，需考虑相应措施提高防水效果防水效果防水效果最好防水效果好经济比较造价较高造价较低经

7、过比较，方案二叠合墙形式虽可减薄侧墙厚度，但其围护结构接驳器及预埋钢筋施工较为复杂；顶、底板接驳处形成防水薄弱点，对车站耐久性有一定影响；内衬混凝土收缩变形受围护结构约束，易产生裂缝，防水质量不易保证；施工速度及工程造价与方案一复合墙型式相差不大。复合墙结构防水效果好，有利于结构的耐久性。本着防水与结构并重的原则，推荐采用方案一：内衬墙与围护结构间设置柔性防水层的复合墙结构方案。1.1.4地下连续墙接头方案的选择目前，在基坑主要有常用的接头形式有三种：柔性锁口管接头，工字型预制接头和工字钢接头。表1.1-3 三种接头形式的对比柔性锁口管接头工字型预制接头“工”字钢接头造价锁口管可重复利用，一般

8、坑外都需配合3根品字形的旋喷桩，价格适中。每幅墙需要一根工字型混凝土预制桩，造价基本接近3根品字形的旋喷桩，价格和锁口管接头差不多。钢板用量较大，而且需厂家定做，价格较高，比一般锁口管接头价格贵1倍左右，造价较高场地要求较小大大制作难度比较简单可以现场制作，场地要求较大需要去厂家定做，运输困难刷接缝槽壁比较困难，不容易刷干净比较光滑，刷壁容易结构复杂，刷壁难度最大施工时间锁口管需搭接往槽段内放置，比较缓慢只要定位准确，可一次性放入。类似工字型预制接头成型取出拔出锁口管要掌握好时间，有一定技术难度留在地墙内拔出反力箱要掌握好时间，有一定技术难度适用范围在上海成功施做到50m，砂性地层需要采取一定

9、措施目前技术，只能施做到20m左右，适合大多数地层在上海成功施做到65m，适合大多数地层止水效果配合接缝外的旋喷桩止水，效果适中，但是地墙较深时，旋喷桩容易分叉，深层止水效果不理想效果较好效果很好，很少有漏水工后保护无无容易露筋，长期接头会锈蚀变形协调差差较好本工程基坑最深处达27.5m，且上层有14m左右的砂性土层，为工程安全考虑，采用“工”字钢接头。1.1.5基坑支撑体系的选择根据计算及我方在杭州地区基坑围护结构的设计经验，本站围护结构设计参数详见下表。表 1.1-4 围护结构尺寸参数表 项目主体围护结构基坑深度16.318.2m连续墙厚度0.8m材料C30混凝土基坑嵌固深度15.516.

10、0m支撑道数45材料第一支撑为C30钢筋混凝土，第二四道为钢管支撑截面第一道800900mm第二五道609，t=16mm支撑长度20.7m(第一道支撑19.5米)水平间距3m(第一道间距79米)围檩墙顶设冠梁，其余支撑处不设围檩1.1.6基坑围护结构的具体施工措施（1）地下水处理本工程基坑地下水处理主要有潜水的处理和承压水的处理，其中承压水是难点。1）地下潜水处理根据地勘描述，本工程基坑开挖范围内上部主要以渗透性较好的砂性土，下部为渗透性较差的淤泥质土。根据杭州已建及在建地铁工程基坑经验，坑外控制性降水能有效减小墙体水压力，控制基坑变形，一般将坑外水位降低至1层固结沉降较小，对环境变形影响不大

11、。降水井均采用自流深井（疏干井）。降水井井壁管采用焊接钢管，规格273 mm外径，成孔800mm。滤管长3 m，滤管与含水层顶板衔接；滤管外均包一层30目40目的尼龙网。滤料采用磨圆度较好的中粗砂，沉淀管长度为0.5 m，管底口用铁板封死。降水方案包括井点的布置，降水超前时间以及井点内设施的构造等应根据场地地质和水文地质条件以及本地区的工程实践经验确定。2）承压水处理拟建场地承压含水层主要分布于深部的3-1层粉砂、3-2层圆砾中，水量较丰富，隔水层为上部的淤泥质土和粘土层（、层）。勘察在承压水观测孔C01孔中进行了地下承压水水头测试，并设置为长期观测孔，将上部潜水含水层用铁制套管隔离，且已对观

12、测孔进行了一次测量，为2013年4月20日实测C01承压水抽水孔承压水位埋深在地表下5.99米，相应高程为1.53米，其中3-2层圆砾层渗透系数经验值为1E-013E-01cm/s。基坑开挖至基地时，承压水上方隔水层主要为1层淤泥质粉质粘土，根据计算，承压水抗突涌稳定系数可满足规范要求。1.1.7 施工阶段盾构井处的结构处理根据工可工程筹划，本站端头井盾构施工均为始发。由于本站端头井盾构进出洞位置场地比较开阔，推荐采用搅拌桩地面加固来确保盾构进出洞安全。加固范围沿线路方向为9m，水平和竖向各外扩3m。1.2 内部结构的选择建筑推荐方案车站为地下二层岛式车站，车站站台宽度12m，有效站台长度120米，结构主要形式为双柱三跨钢筋混凝土框架结构，局部为单柱双跨形式。本着防水与结构并重的原则，推荐采用内衬墙与围护结构间设置柔性防水层的复合墙结构方案。