地铁车站基坑安全运行安全管理

地铁车站基坑安全运行安全管理

1公园基坑分区浦东软件园三维商业基础设施项目位于浦东金祠路。基底面积约2000米，周长约618m，井底相对高度-12.00米。本工程基坑挖深12.0m,基坑北侧地下室边线距用地红线最近约11.7m,红线外即为轨交2号线金科路站,地铁车站在施工期间正常运营,对相邻基坑施工时侧墙变形控制要求在20mm内。为了控制与地铁相邻基坑的变形,确保地铁的安全运行,我们将整个软件园基坑分为4个分区,在与地铁相邻的基坑分区的第2、3道支撑采用自适应液压伺服控制系统,每道支撑46根,共计92根(图1)。以保证支撑力始终控制在设计值范围,确保地铁安全运营。2现场控制单元自适应支撑系统由液压动力系统、泵送系统、千斤顶压力补偿装置以及电气控制及监控系统等组成。其中电控与监控系统由多个监控站、操作站和现场控制单元组成,现场控制单元在基坑边排列。在本工程中每个单元分别控制3个泵送系统,每个泵可控制4根钢支撑。各个工作点通过CAN总线实现数据的采集以及发送控制命令,工作人员根据通过电气控制与监控系统设定油缸压力,采用分步逐渐加载直至满足工程的需要。3支持系统的独立工程应用3.1压力油压缸系统本工程共有92道钢支撑需要安装轴力补偿装置,每根钢支撑设置1个带回锁功能、压力量程达3000kN的油压缸。按设计要求分别对第2道、第3道钢支撑施加轴力。第2道和第3道轴力每根单管施加到1000kN,采用分步逐加载,每步施加力为500kN、1000kN。3.2系统组成组成(a)现场控制单元在基坑边排列,在本工程中每个单元分别控制3个泵送系统,每个泵可控制4根钢支撑。因此,本工程B区共需要92个油缸、23台液压伺服泵站、8个现场控制站、2个监控站、1台加油泵站、1套移动诊断系统以及若干总线和连接转换装置组成。(b)现场第2、3道钢支撑布置相同,各46根,共92根。(c)分线、分点进行监控设备安装调试。3.3检测报告的分析研究为了研究自适应支撑系统对基坑变形围护的效果,我们选取最靠近轨交2号线金科路站的W3监测点,通过整理和归纳《基坑施工信息化检测报告》中的数据进行分析研究(表1、图2)。从表1中的数据可以看出,在自适应支撑系统完全安装并开始稳定后,W3点的累计变化长期稳定在-6.2mm,而从曲线图2中也可以看出,在第2、3道自适应支撑系统完成后,曲线的斜率明显变缓,意味着W3点位的累计变形速率也变小,趋向于-6.2mm的稳定值,最终累计变形稳定在-11.0mm,完全满足施工需要。3.4支持系统的自适应3.4.1自适应支撑系统的应用自适应支撑系统在本工程的运用中发现,以往的钢围檩无法满足其强度的要求,产生了较为明显的弯曲变形情况(图3)。这是由于自适应支撑系统每次施加的轴力完全作用在钢围檩之上,且工程中使用的钢围檩是用工字型钢双拼而成,中间拼接段一旦受力,既是弯矩最大处,也是强度最低的地方。而且由于自适应系统是根据坑内外压力自动调节轴力,即钢围檩上所受到的一直是一个变应力,故更加重了钢围檩的负担。3.4.2灌入混凝土,使钢围与钢支撑接触点的强度基性能在情况发生后,我方立刻采取补救措施,在钢支撑油压千斤顶两侧钢围檩上开孔,灌入高强度的C50快干混凝土,密实钢围檩之间的空隙,从而有效地提高钢围檩与钢支撑接触点的抗压强度(图4)。3.4.3加筋板工程(a)加密、加厚钢支撑与围檩接触受力区域加筋板,特别是工字钢双拼处中间区域。(b)预先制作混凝土块,放置于工字钢围檩双拼受力区域增加强度。4保护指标要求在自适应支撑系统应用中,我们得到以下几点结论:(a)补偿自适应支撑系统可有效控制基坑围护墙(本工程为地下连续墙)侧向变形量,能够达到最大变形值需控制在20.0mm以下的地铁车站保护指标要求。(b)截止开挖至坑底,地下连续墙累计最大变形为11.0mm,而在自适应支撑系统安装之前地下连续墙变形已经达到6.0mm,占累计最大变形的64%,也就是说,自适应支撑系统安装调试完毕后地下连续墙所发生的变形只有5.0mm。(c)与传统钢支撑体系相比,补偿应力自适应支撑系统明显降