地下连续墙在明珠线换乘地道中的应用(一)

1、地下连续墙在明珠线换乘地道中的应用 一 摘要介绍了地下连续墙既作为地下建筑物施工的临时支挡结构 ,又作为 使用阶段的地下建筑物外墙的应用案例。分析了地下连续墙在明珠线 换乘地道设计过程中的计算方法。关键词人行隧道 ,地下连续墙 ,施工设计 ,防水设计1 工程概况上海轨道交通 3 号线明珠线与轨道交通 1号线地铁 1 号线在上海火 车站实现换乘。上海火车站地区是上海的一个特大型公交枢纽。铁路 站场将车站广场分割为南北两块 ,而明珠线经过车站的北广场 ,地铁 1 号 线的车站设在了南广场。为使两条线路之间的乘客方便地实现换乘,同时沟通南北车站广场的人行交通 ,必须建一条地道。 因此 ,明珠线工程包

2、 括了连接明珠线与地铁 1 号线的地道工程。地道始于火车站北广场下 明珠线车站的地下站厅 ,在上海火车站站场的东咽喉处穿越 15 股铁道 , 然后在火车站南广场的铁路东行包房旁由西向东转向地铁 1 号线的车 站站厅层。设计时根据人流的大小 ,将整个地道分为两段。一段在火车 站站场底下，人流较密集，采用净宽12m,净高3m的地道，称为主地道。主 地道的北端与明珠线车站站厅层相接 , 南端分岔 , 一端连接紧靠铁路东 行包房的出入口，另一端接一段净宽6m,净高2.6m的地道，至地铁1号 线车站站厅层 ,称为支地道。整个地道工程还包括主地道与广场地面出 入口之间的一小段地道和地下通风设备机房。上海火

3、车站地区的地质情况较为复杂。地道处的地质经地质勘探孔揭示,地层分布如下 : 人工填土 ,上部为杂填土 ,下部为素填土 ,层厚约 2m;粉质粘土，褐黄色-灰黄色,可塑-软塑,层厚约1m;砂质粉土，灰 色，稍密，夹薄层淤泥质粘土及粉砂，层厚约11.9m;淤泥质粉质粘土，灰 色,流塑,层厚约7m; 粉质粘土，灰色,软塑-可塑，夹薄层粉砂，层厚约 3.6m;粘土，暗绿色,可塑-硬塑,层厚约6.4m;砂质粉土潢色，稍密-中 密，未钻透。地下水埋深2.5m左右，属潜水。地道基坑范围大部位于2 3层砂质粉土内，其垂直渗透系数Kv=2.5 x 10-4cm水平渗透系数KH=1.0 x 10-4cm/s其固结快

4、剪峰值强度指标为 C=6kPa, a =30.5 ° 原施工图设计的支地道采用并列搭接的钻孔灌注桩围护地道基坑,明挖法施工地道。但是在具体实施时 ,由于支地道所处位置为南广场的公交 枢纽 ,如按原方案施工 ,按规定的工期 ,正好与火车站的春运顶峰相冲突 , 对整个广场的交通疏导非常不利。在考虑各方因素后,决定将支地道靠近地铁 1 号线的约 70m 地道改为逆作法施工 即地铁车站常用的盖挖 法,先施工完成围护结构及地道的箱身顶板 ,然后再在地下开挖 ,完成地 道的底板和内墙。为了尽量利用作为围护结构的地下连续墙,设计时将地道的结构与地下连续墙结构结合起来 ,将地下连续墙作为地道的外墙

5、在地道的顶底板施工完成后 ,在地下连续墙内侧浇注一层内衬墙,作为地道的使用结构处理。2 设计计算方法2.1 设计方法概况 采用逆作法施工的支地道结构计算与施工过程是密切相关的。在设计 过程中 ,根据施工工况的不同 ,按施工过程中每一次独立工况的结构受 力状态来进行分析。由于地道所处的地基地质条件为渗透性很好的砂 质粉土 ,对开挖基坑进行稳定性验算后 ,确定地下连续墙的入土深度为 14m,开挖深度为6m。考虑到在砂质粉土中进行地下连续墙施工的质量因素,还按同样结构的不同工况进行了顺作法施工设计 ,以便对照和备用。2.2 逆作法施工设计 逆作法施工的主要工况如图 1:在地道基坑范围内 ,施工好地下

6、连续墙 , 然后开挖基坑至第一道支撑下深度为第一工况 ;第二工况为架设好第一 道临时钢支撑后,开挖至地道顶板底，钢支撑采用 600mm钢管,钢管两 端设牛腿支座 ;第三工况为浇注好地道顶板并撤除临时钢支撑 ;第四工 况为恢复路面 ,第五工况为在地道顶板下的地下开挖一定深度的土 ;第 六工况为架设临时钢支撑再挖土至地道的底板底 ;第七工况为浇注地道 底板后撤除临时钢支撑 ;第八工况为浇注地道内衬墙后的受力工况;第九工况为将地下连续墙外的土压设为静土压后的最终受力工况。图 1 逆作法施工工况由于地道的结构尺寸较小 ,地质条件复杂 ,考虑到结构平安 ,在设计计算 时根据各工况的重要性大小 ,对局部工况进一步作了细化分析。 如:对地 道顶底板与地下连续墙的连接方式 , 分别按铰接和刚接进行分析 ;考虑 了温度和混凝土收缩影响的因素 ;等等。2.3 顺作法施工设计顺作法施工同样划分为假设干工况。同逆作法施工一样 ,首先浇注好地下 连续墙。开挖基坑至第一道临时钢支撑下为第一工况 ;第二工况为架设 第一道支撑并开挖至第二道临时钢支撑下 ;第三工况为架设第二道支撑 并开挖至地道底板下 ;第四工况为浇注地道底板并撤除第二道支撑;第五工