邻近既有铁路线深基坑支护止水施工探讨

黄坚

摘 要：深基坑支护是邻近既有铁路线施工的关键工序，而深基坑支护过程中的一大问题就是防水问题，因此本文以上海市某铁路工程为例，对邻近既有铁路线中深基坑支护工厂内中的防水问题进行了研究。通过对比几种常见的深基坑支护防水方案及其优势，以上海市虹桥商务区某工程为例，分析了其原有的深基坑支护防水方案，并提出了三种优化后的方案，期待能够对我国铁路线施工中深基坑支护的防水措施提供参考。

关键词：邻近既有铁路线;深基坑支护;防水工程;优化方案

【中图分类号】TU753 【文献标志码】C

铁路是维持国家交通和国计民生的重要设施，我国是铁路施工和建设大国，拥有的铁路里程在世界上位居前列。随着我国铁路施工范围越来越大，铁路工程中深基坑防水工程开始成为困扰我国铁路施工队伍的难题。而邻近既有铁路的施工场地作业面狭小、距离铁路线较近和工序复杂等难点，因此研究离邻近既有铁路施工的深基坑支护中的防水方案，是提升我国铁路建设和施工水平的关键。

1几种常见的深基坑支护方法

常见的深基坑支护方法有深基坑放坡开挖、深层搅拌桩支护、排桩支护、地下连续墙支护和土钉墙支护等，在深基坑支护过程中，既可以使用一种支护方式，也可以将多种方式结合使用。

1.1深基坑放坡开挖

该方式是最常见的深基坑支护方式，对于周围场地较开阔和没有重要建筑物的场地可以实行。优点是使用成本较低，施工过程简单。但缺点是回填的土石方量较大。

1.2深层搅拌桩支护

该方式以水泥作为固化剂，通过机械搅拌的方式使水泥固化从而完成深基支护。其优点在于不仅可以防水，也可以挡住施工过程中产生的渣土。该方式由于基坑中没有支撑结构，因此挖土更为方便，且施工中的噪音和污染相对较小。但缺陷在于难以应对长度较长的基坑，需要在基坑中间加装支撑墩和拱等设施，且施工时对周围环境有一定影响，因此更适合在人工环境如城市市区中施工[1]。

1.3高压旋喷桩

这种方式是采用高压喷嘴将水泥注入到基坑中使其充分与土层混合，形成基坑支护体。其优势是施工设备体积较小，占地面积较少，因此适合在狭窄的空间中进行，且对周围建筑物的影响较少。但缺点是由于将水泥直接注入到土层中，因此容易引起自然环境污染，且当土层结构较为松散或土层中的地下水较多时，这种方法将无法使用。

1.4地下连续墙

这种方式是基坑支护中防水效果最好的支护方式，但其施工成本较高，只能在深度较大，达到30m以上的深基坑中应用。

1.5土钉墙

土钉墙是直接利用基坑中的土层建立支护措施，优势是施工简单，但在土层结构和质量较差的地区则无法使用。

1.6 SMW工法桩

这种方式是适应性最强的方式，且施工时不产生噪音，对周围环境影响较小，且具备很强的防水和抗渗性能。但对技术和成本的要求较高，因此只有施工预算充足时才考虑采用此方式。

2深基坑防水支护工程实例

2.1工程概况

本工程位于上海市虹桥商务区，施工地点在虹桥商务核心区和中国博览会会展中心之间，是穿过沪昆铁路的一条人行道。铁路既有线路的线下顶进施工段的长度为21m，东侧连接段的长度为7m，宽度为11m。工程西侧和设备管理房链接，东侧和广场出口的地下道对接。

该工程的基坑施工共分为3部分，为顶进工作坑、现浇段基坑和东部的连接段基坑。各基坑的开挖深度分别为顶进坑10m、现浇坑13m和连接坑10m。这三个基坑的施工场地狭窄，且周围建筑物较多，距离铁路的既有线路非常近，因此施工要求较高，且工期较紧，开展施工的难度较大。

2.2地质条件

根据对施工现场地质结构的勘察显示，该施工场地内的土层自上而下可分为7层。其中第一层为填土和粘性土，含有少量的腐殖质;第二层为粉质粘土和粉砂，地层承载力较差，容易出现流沙现象;第三层为淤泥质的粉质粘土，承载力较差，也是场地中的软弱层之一;第四层为淤泥质的灰色粘土，压缩性较强，承载力一般;也是本工程中箱涵基底的所在处;第五层和第四层相似;第六层为硬塑性较高的粉质粘土，具有较强的工程性质，承载力较强;第七层为夹杂粉砂的粘土，承载力较强，工程性质较好。

3原深基坑支护防水方案

3.1顶进工作坑的防水方案

顶进坑的支护方式采用双排钻孔支护桩的方式，支护桩的直径为1.2m，长度为30m，桩间距1.4m，支护桩搭建完毕后用连梁将其连接为整体。并在支护桩中间搭建防水帷幕，防水帷幕的材料为PO42.5的普通硅酸盐水泥，尺寸为1.0*0.8m。

3.2现浇段基坑的防水方案

现浇段基坑和顶进工作坑采用同一个基坑，在工作坑上方1.5m处搭建一道直径为609mm的钢支撑结构，间距为5.0m。

3.3东侧连接段基坑的防水方案

东侧连接段基坑的支护方案为钻孔灌注桩支护，桩直径为1m，以支护桩为基础采用直径为800mm的旋喷桩作为防水帷幕。施工时首先开挖到第一道支撑下方0.5m处，布置第一道混凝土支撑;随后继续开挖到第二道支撑下方0.5m处，布置第二道支撑，第二道支撑的结构为钢结构，直径为609mm。随后浇筑东侧连接段的箱身底板并在箱底板两侧回填土，当箱底板的强度达到要求后拆除钢支撑。

4深基坑防水方案的优化

4.1优化方案一

经过项目部对施工现场的详细勘察后发现，基坑所处的场地的实际地质情况和原先勘察的地质情况不符，场地地面下方3-4m处存在大量的生活垃圾以及建筑垃圾，但如果对该区域进行彻底的清理处理，则需要消耗大量的时间，可能无法按照预定的工期完成工程。因此，对此区域的优化方案为首先开挖基坑至4m，随后采用吊车等设备将高压旋喷桩机吊装到基坑内部直接进行搅拌加固等防水措施的安装，这种方式可以避免大面积的开挖和回填土石方，能够有效节省时间。

4.2优化方案二

根据原先的工程施工方案，线路西侧的钻孔桩原定在高压旋喷桩施工完成后进行施工。但考虑到本工程的工期较紧，因此这种施工方式将进一步延长施工时间，无法保证如期完成施工。因此，实际的施工方案为为西侧的钻孔桩施工和高压旋喷桩施工同步进行，但这两道工序同步进行将导致外侧的钻孔桩产生隔离作用，由于高压旋喷桩的施工地点距离道路较近，施工期间产生的应力将对道路产生明显的影响，有可能造成道路隆起等安全隐患。

考虑到并行施工存在的弊端，優化后的方案为将原方案中的高压旋喷桩移动到钻孔灌注桩西侧，使其远离道路，减少并行施工对道路的影响的同时缩短施工工期。

4.3优化方案三

原工程方案中的便梁条基的支护方式为钻孔灌注桩支护，在进行钻孔桩施工时，在线路两侧假装D16便梁一起到加固作用，但这种做法将消耗大量的时间。因此优化后的方案为将原方案中的便梁条基的长度增加3m，两侧各增加1.5m，这样距离线路较近的钻孔桩可以保证和线路基边的钻孔桩持平，使得在加固之前就具备施工的条件，省去加固的时间，缩短工期。

5施工过程监测

为确定实际的施工效果，在应用优化后的施工方案时，应当由第三方进行监测，监测的项目有地表沉降、垂直位移、地下水位、地下管线位移、场地周边建筑物的状态等。监测中监测点的布置地点有：

工作坑前端和邻近铁路的路基处应当每隔6m布置一个监测点;

开挖基坑的过程中，每开挖约10-15m就应当设置监测基坑是否变形的监测点;

钻孔桩桩顶设置用于监测桩顶变形的监测点。

6结论

本文对邻近既有铁路深基坑支护中的防水工程进行了分析，并介绍了几种实际的应用方式。在对深基坑进行防水支护时，不仅应当考虑支护方案的防水性能，还应当考虑到改进后的方案对工期的影响，尽量平衡二者间的关系，保证基坑防水效果的同时将工程按期完成。

参考文献

[1]叶海坪.深基坑支护施工技术在建筑工程中的应用分析[J].城市建筑，2019，16（06）：125-126.