盾构始发超深基坑钢筋混凝土板拆复建施工技术

李 嘉，罗 云

（浙江交工地下工程有限公司，浙江 杭州 310053）

0 引言

随着城市地下空间开发规模扩大，高层建筑及地铁、高铁迅速发展，越来越多的地下设施源源不断地涌现，超大、超深基坑工程越来越多[1]。在盾构施工过程中不断遇到盾构机穿超深基坑的问题，如何减少其对超深基坑支护结构的负面影响，成为深基坑施工中一个重要而又较难处理的施工环节[2-3]。目前常规施工方法虽可进行一般盾构穿越基坑施工，但针对盾构穿越基坑如何进行基坑结构加固、盾构机穿越之后如何恢复既有板撑结构并保证结构的安全及止水效果等方面尚存可进一步提升之处[4]。

1 工程概况

杭州市富阳区秦望通道工程项目中沙岛深层空间利用工程，围护结构设计里程范围为右CK11+790.930—右CK11+993.930，基坑长191.5m，宽48～57.2m（不含围护墙厚），基坑深度31.7～33.7m，基坑总面积为10069.1m2。围护结构采用1.5m厚钢筋混凝土地下连续墙，成槽深度50.7～53.5m，结构内衬墙与连续墙采用复合墙构造型式，基坑采用顺作法施工，共设置5道混凝土支撑，主体结构为地下四层结构分别为地下一层（站厅层）、地下二层（设备层）、地下三层（公路隧道层），其中地下三层板与地下二层板设置了临时板撑，临时板撑的断面尺寸为；地下三层临时板撑4200mm×500mm、3000mm×700mm，地下二层临时板撑10600mm×300mm，盾构配套吊装前拆除。

2 板撑拆复建施工关键技术

2.1 工艺原理

针对大直径盾构（15.2m）通过基坑结构，为减少大直径盾构通过时对基坑结构造成破坏，对基坑结构进行加强处理。采用临时板撑对大直径盾构始发空间进行临时支撑，以保证基坑整体稳定性。临时板撑内预埋PVC管，根据切割分块图确定PVC管的预埋位置，方便链锯切割及切割后块体的吊装作业。为避免临时板撑拆除后基坑主体结构发生较大形变，采用加大混凝土腋角结构对大直径盾构始发场地基坑结构进行加固，保证盾构通过过程中基坑整体的安全性。图1为临时板撑的拆除和复建。在主体结构与板撑衔接处，通过预埋H型钢，保证复建后的板撑与主体结构衔接处的强度及密水性，如图2所示。

图1 临时板撑拆除、复建

图2 临时板撑与主体结构衔接H型钢结构

切割施工开始前，按切割施工方案在切割拆除的临时板撑结构下方，放置橡胶轮胎加枕木的方式对拆除的临时板撑结构进行缓冲作用，缓冲平台必须依据现场实际切割临时板撑宽度情况来调整缓冲平台的宽度，宽度宜为板撑宽度左右各加1m来铺设，枕木的位置为临时板撑每一分块线处，缓冲平台随着临时板撑拆除而拆除，如图3所示。

图3 临时板撑拆除缓冲平台结构

2.2 工艺要点

2.2.1 基坑主体结构施工

在所有结构施工前，均必须详细核对相应的结构预埋件图备等有关专业设计图是否有预埋件、预留孔，如有遗漏或结构图有矛盾时，必须立即通知设计管理部现场进行处理。施工时严格按照设计要求进行预留孔洞的设置。基坑侧墙与板撑结合处，预埋一道H型钢，如图4所示。

按设计要求进行临时板撑钢筋绑扎及混凝土浇筑施工。采用临时板撑对盾构始发空间进行临时支撑保证基坑整体稳定性。在临时板撑上设置预埋板撑拆除PVC管方便临时板撑拆除。预埋板撑拆除PVC管如图5所示。

加大腋角施工：按设计要求进行临时板撑钢筋绑扎及混凝土浇筑施工。采用7.5m×4.5m加大混凝土腋角结构，对盾构始发场地基坑结构进行加固，保证盾构通过过程中基坑整体安全性，如图6所示。

2.2.2 临时板撑拆除

图4 基坑侧墙预埋H型钢

图5 预埋板撑拆除用PVC管

图6 加大腋角施工

（1）临时板撑拆除原则：根据总体施工进度及施工流程安排板撑拆除，且拆除顺序为间隔地拆，来保证拆撑过程中应力释放的均匀性；根据切割分块图，一段一段的切割拆除；对预埋接驳器保护要求：切割过程中临时板撑两侧各留5cm长度用于后期人工凿除，以便对预埋接驳器的保护。

（2）缓冲平台搭设：切割施工开始前，按切割施工方案在切割拆除的临时板撑结构下方，放置橡胶轮胎加枕木的方式对拆除的临时板撑结构进行缓冲作用，缓冲平台必须依据现场实际切割临时板撑宽度情况来调整缓冲平台的宽度，宽度宜为板撑宽度左右各加1m来铺设，枕木的位置为临时板撑每一分块线处，缓冲平台随着临时板撑拆除而拆除。

（3）板撑切割：固定切割机械，将绳锯切割机固定在底板上对板撑进行切割，切割角度需满足各类机械的技术操作规程，与格构柱相连的板撑优先割除下部格构柱后再切割板撑，切割时在板撑上部距离临空墙0.5m处开始切割，在下部距离临空墙1m处完成切割。同理，在板撑上部距离侧墙腋角0.5m处开始切割，在下部距离侧墙腋角1m处完成切割，最后在板撑中间处切割将切割好的板撑一分为二掉入缓冲平台上，最后再将两侧剩余板撑进行切割。图7为板撑切割。

图7 板撑切割

（4）混凝土块转运吊装：为方便后期大盾构吊装，与中板位置预留两个盾构吊装孔，盾构预留吊装孔大小为16.4m×14m，切割下来的混凝土块采用叉车将切割下的混凝块运至预留孔，后地面通过130t吊车垂直吊运出基坑；吊装前，根据起吊时的最大的静拉力来确定吊装使用的吊链，并且吊装过程中应及时检查起重吊链的磨损程度，如磨损过大须及时更换新的吊链。

2.2.3 永久板撑复建

盾构机从基坑始发段穿过后，进行永久板撑复建施工。永久板撑结构构件中纵向受力钢筋的接头宜相互错开，钢筋机械连接的连接区段长度应按35d计算（d为被连接钢筋中的较大直径）。在同一连接区段内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率应满足规范要求。接头宜避开有抗震设防要求的框架的梁端、柱端箍筋加密区；当无法避开时，应采用Ⅱ级接头或Ⅰ级接头，且接头百分率不应大于50%；对直接承受重复荷载的结构构件，接头百分率不应大于50%。

3 技术特点

（1）采用临时板撑对大直径盾构始发空间进行临时支撑保证基坑整体稳定，提高大直径盾构通过前车站主体结构稳定性。

（2）在临时板撑上设置预埋板撑拆除PVC管，方便绳锯切割及混凝土块吊装作业，提高临时板撑拆除施工效率。

（3）采用加大混凝土腋角结构对大直径盾构始发场地基坑结构进行加固，保证盾构通过过程中基坑整体安全性。

（4）针对盾构始发空间，采用临时立柱对基坑主体结构进行临时支撑加固，确保盾构施工过程中基坑整体安全性。

（5）在主体结构与板撑衔接处，通过预埋H型钢，保证复建后的板撑与主体结构衔接处的强度及密水性。

4 施工质量控制

（1）根据总体结构施工流程要求，按照从下往上的拆除顺序对临时板撑体系进行切割拆除。板撑切割拆除前提条件如下：负三层临时板撑需在负二层主体结构中板强度达到100%方可进行切割作业；负二层临时板撑需在第4段顶板施工完成后方可进行切割作业。

（2）切割长度可以根据现场实际情况调整，对汽车吊半径，幅度合理调整，最大吊装重量不能超过限定值。

（3）在充分考虑汽车吊位置及工作半径后总体切割顺序如下：割除负三层临时板撑→割除负二层板撑，负三层切割顺序为盾构吊装孔至工作井封堵墙处依次切割，每块临时板撑均为由中间往两侧依次进行切割。

（4）单体切割施工流程：清理作业面→水电到位→切割位置定位→切割工艺孔开设→切割机械固定→临时板撑切割→混凝土块转运→混凝土块吊装→混凝土块外运。

（5）根据基坑突涌可能性计算，进行减压性降水，在满足工程减压要求前提下，尽量减少由于降压降水引起的地表沉降以及降水对周边建筑物的不利影响。

5 结语

本技术可有效提升深基坑盾构始发区间施工效率，降低施工难度，避免因盾构施工导致基坑结构出现变形等问题，保证了施工过程的安全。另外，针对板撑拆除过程中的难题，通过在临时板撑内预埋PVC管，方便后期采用链锯分区分块切割临时板撑以及板块的吊装作业。通过在基坑侧壁内预埋H型钢，提升板撑与基坑侧墙之间的粘结强度，提升界面处的密水性，对于提升地下结构的使用体验具有显著提升。