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摘要：随着地下工程的日渐升温，地下围护以及施工沉降问题越来越受到人们的关注，各种围护形式以及沉降控制措施纷纷涌现。本文结合广州市龙溪车站工程，将连续墙+锚索结合的围护方式做了详细的介绍，并对现场施工中轨排井对地面沉降的影响进行了分析。
0引言
在现代社会中，伴随着人口数量的不断增长以及世界范围内经济的发展，地面上的资源越来越不能满足人们的需求，可以开发的空间也越来越少，由于可以利用的上部空间的减少，许多城市问题纷纷出现，例如，交通阻塞，环境污染等等。随着人类知识的进步和环保意识的提高，人们将空间伸向地下，世界各国对地下工程均产生浓厚的兴趣，从而使得地下开发成为解决城市危机的有效措施。
在进行轨道建造时，轨排的安装必须经过轨排井从地面上部放入到地下一定位置处的隧道中，一般来说，这种轨道的长度大约每节25m左右，为了便于进行铺设轨道，通常后铺轨排井段结构，也可以在隧道、车站等结构中预留出吊装用的洞口，这些洞口大约均为30m，宽度为4.5m，洞口的数量按照轨排的要求进行设计。由于排轨的构件吊装需要，轨排井段的基坑支护必须特别重视，支撑一般不要在此处出现。目前我国一般采用“桁架式”的悬臂围护结构、围护墙与锚索结合等形式，本文由于工程地处广州与佛山交界处，该区域为典型的上软下硬地质分布，基坑开挖范围内粉土、粉砂层较厚，地下水位高，根据广州市龙溪站工程地质、水文地质条件及周边环境，对轨排井段围护结构采用了连续墙+锚索设计形式。同时，为了确保车站的安全适用，必须对轨排井在施工过程中对地面产生的沉降问题进行分析。
1、工程概况
龙溪站为地下二层车站，车站起止里程为YDK16+171.528～YDK16+399.728，全长228.2m。轨排井兼盾构吊出井的起止里程为YDK16+368.128～YDK16+399.728，全长31.6m。本站有效站台中心里程处基坑宽18.9m，深约17m。基坑主体围护结构采用地下连续墙加内支撑体系，基坑东端轨排井部位采用地下连续墙加内支撑和锚索的支护体系。其中，主体结构基坑围护地下连续墙厚800mm。基坑东端轨排井兼盾构吊出井段地下连续墙厚1000mm。
本工程施工内容包括导墙和地下连续墙。导墙采用“][”形导墙，导墙高1.5m，厚200mm,周长同连续墙，墙身混凝土强度等级为C25，总工程量约为550m3,地面导墙顶标高为7.70m，墙顶标高为5.22m，墙底标高约为-10.708m～-15.27m，即从导墙顶算起连续墙墙底深度为18.408m～22.97m。
地下连续墙墙身砼强度等级为C30水下混凝土，连续墙周长约534.2m，共有98个槽段（含18个异形槽段），工程量约7600m3。地下连续墙要求除计算需要，连续墙嵌固深度为：进入强风化层嵌固深度为3.5m，进入中风化嵌固深度为2.5m，进入微风化嵌固深度为1.5m。
2、工程地质和水文地质条件
本站位土、岩层从上到下主要有：<1>人工填土层；<2-1B> 淤泥质土；<2-2>淤泥质粉细砂、粉细砂层，<2-3>中砂层； <2-4>粉质粘土、粉土层；<5-1>可塑、稍密状残积土层；<5-2>硬塑、中密状残积土层；<6>全风化岩带；<7>强风化岩带；<8>中风岩化带；<9>微风化岩带。
本车站场地稳定水位埋深0.20～2.10m(标高4.75～6.40m)。地下水位与季节、气候、地下水赋存、补给及排泄有密切的关系。本场地地下水类型主要是第四系砂层潜水及基岩风化层中的裂隙水。第四系孔隙水主要赋存于海陆交互相沉积淤泥质粉细砂、粉细砂层<2-2>、中砂层<2-3>，有少数地段有分布，厚度一般1.00～2.70m，平均1.53m，属中等透水含水层。本车站主要含水层为第四系海陆交互相沉积的淤泥质粉细砂、粉细砂层<2-2>、中砂层<2-3>及强、中风化泥质粉砂岩、砂巖<7>、<8>，佛山水道位于龙溪站以西约1200 m。本站地下水对砼结构无腐蚀性，对砼结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。
3、轨排井段围护结构方案选择
3．1 围护结构方案
根据以上工程地质、水文地质条件，本站场地地层为软土，基坑开挖范围内粉土、粉砂层较厚，地下水位高，标准段采用800 mm厚地下连续墙+内支撑围护形式，单层外挂段采用SMW工法桩；轨排井段若采用传统的“桁架式”悬臂围护结构必然影响整体轨排的吊装；若采用围护墙+锚索，在高地下水的粉土、粉砂层中施工锚索极易发生大量涌水、涌砂现象，锚固力也较难保证，同时由于本站所处的特殊地理位置，周边地块现有的、规划的地下空间开发量大，不允许采用悬臂围护结构形式，以为将来地下空间开发预留条件。经综合分析比较，龙溪车站主体基坑支护方案采用地下连续墙+内支撑的形式，轨排井位置采用连续墙加预应力锚索的设计方案。
3．2围护结构施工
围护结构施工主要包括：地下连续墙施工、锚索施工、基坑内支撑留待与基坑开挖同步进行；本文主要详述地下连续墙、锚索的施工程序及施工方法说明。3.2.1地下连续墙施工
本工程地下连续墙墙厚分为800mm和1000mm两种，共分98个槽段，其中18个槽段为异形槽段。成槽深度为18.408m～22.97m。墙体采用C30S8商品混凝土；导墙采用C25商品混凝土。连续墙采用冲抓结合成槽，泥浆护壁施工。接头采用工字钢接头。地下连续墙的槽段施工顺序将遵循“先转角槽段、异型槽段、后标准段”的施工顺序为原则，标准段则跳跃施工。
图1 连续墙分幅示意图
3.2.3预应力锚索施工
1．钻孔
钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序。为确保钻孔效率和保证钻孔质量，采用风动式凿岩机。
2．锚索制作
锚索在钻孔的同时于现场进行编制，内锚固段采用波纹形状，张拉段采用直线形状。钢纹线下料长度为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及张拉操作余量的总和。
3．锚索安装安装下倾锚索比较简单，没有更多的技术问题。安装上倾和水平锚索时要注意以下四点：检查定位止浆环和限浆环的位置，损坏的，按技术要求更换；检查排气管的位置和畅通情况；锚索送入孔内，当定位止浆环到达孔口时，停止推送，安装注浆管和单向阀门；锚索到位后，再检查一遍排气管是否畅通，若不畅通，拔出锚索，排除故障后重新送索。
4．注浆
预应力锚索施工过程中，一次注浆管宜与锚索一起放入钻孔，注浆管内端距孔底500~1000mm，二次高压注浆的出浆孔和端头应密封，保证一次注浆时浆液不进入二次高压注浆管内。二次高压注浆应在一次注浆形成的锚固体强度达到5.Mpa后进行，二次注浆的压力为4Mpa，如此注浆量应小于一次注浆量。
5．立锚墩
锚墩的作用是把锚具的集中荷载传递到岩面和调整岩面受力方向。为了使锚墩上表面与锚索轴线垂直，预先将一根外径与钻头直径相同的薄壁钢管和垫板正交焊牢，浇筑锚墩前将钢管的另一端插入钻孔即可。
6．锚索的张拉
锚索是由少数钢纹线组成，可采用整体分级张拉的程序，每级稳定时间2~3min；若锚索是由多根钢纹线组成，组装长度不会完全相同，为了提高锚索各钢绞线受力的均匀度，采用先单根张拉，3天后再整体补偿张拉的程序。
图2预应力锚索施工图
预应力锚索的倾角为35度，长度在12m～29 m不等，在土方开挖时随挖随锚固，预应力锚索入岩7 m～18m不等。当土方开挖到预应力锚索以下200mm时，开始施工该道预应力锚索。预应力锚索中的钢绞线露出墙面1.2m，以便施加预应力，注浆锚管露出面墙0.2m。
锚索支护形式如图：
图3锚索支护形式断面剖面图
4、轨排井施工地面沉降变形检测及控制
4.1支护体系和周边环境的监测设计
为了确保建筑物的安全适用，在进行施工过程中，必须对轨排井在施工过程中对地面产生的沉降问题进行分析在施工过程中对地面产生的沉降问题进行分析。由于该工程所处区域地质条件复杂，对于基坑南北两侧按照每25m设置一个沉降观测点进行沉降观测（如图中的11号位置），其他的观测点主要布置在轨排井使用频繁的地方，观测点的数量如图4所示。同时，沿着轨排井边坡每20-40m设置一个位移及沉降观测点，观测点设置在冠梁上。在轨排井开挖线15m以外相对静止的建筑物或者地面上设置观测基准点。
图4 观测点平面布置
同时，在围护结构施工中会不可避免的出现种种问题，为了应对各种突发情况，在施工中采取的主要措施有：
(1)定期的向项目负责人及时的汇报各种位移及沉降观测结果。
(2)当地面的水平位移超出0.2%倍的基础深度时，或者在施工中突然出现变形增加，必须及时的告知相关负责人，并且停止施工。
4.2变形观测
为了充分的了解轨排井施工过程中对地面沉降的影响，在进行施工的过程中，当进行第4道锚索施工时，在第3道锚索附近增设一列观测点，并且，在施工过程中必须每天早晚进行观测，及时的把握监测情况。
4.3出现问题处理
(1)在施工现场的东北角处有河道遗址，其中含有很多淤泥质土，所以，对该处的锚索应当进行加长处理。
(2)在现场观测过程中，发现观测点9的变形在一天内达到3mm，而其他测点的位置处并未有太大的变化。经检查核实，该处的排水管接口漏水，造成极大地变形，经处理后，沉降正常。
5、结论和建议
(1)随着我国城市建设的日益发展，城市市區的建筑群也越来越密集，为了确保道路及肩构筑物安全，在设计时应当遵循变形控制设计原则。
(2)在轨排井旁进行施工时，需要确保每一道工序的合格性，不能抱有侥幸心理，当出现问题时及时解决。
(3) 软土层覆盖较厚地质情况下的锚索施工要特别注意成孔过程中的泥浆控制，防止涌水涌沙，近而引起周边地面沉降。
（4）变形监测是保证车站施工顺利进行的关键步骤, 包括基坑支护结构和周围场地或建筑物沉降观测, 通过观测数据及时了解地面变形规律, 对于出现的异常现场及时采用措施, 保证基坑安全。
参考文献：
[1]高华东，孙家乐，张钦喜．施工变形控制设计[J]．地质科技动态，1997(增)：90-97．
[3]李青林，刘军，贺美德．地铁车站基坑变形规律及施工控制方法[J]．市政技术，2005，23(4)：215-217．
[4]肖武权，冷伍明，律文田．某深基坑支护结构内力与变形研究[J]．岩土力学，2004，25(8)：1271-1274
[5]廖鸿雁．珠海广场地铁车站基坑施工监测数据的研究分析[J]．世界隧道，2000，37(5)：23-27．
[6]李建峰，曾永祥，王秀红．桩、锚、喷三结合支护深基坑[J]．西安科技大学学报，2005，25(1)：21-23
[7]孙凯，许振刚，刘庭金等．基坑的施工监测及其数值模拟分析[J]．岩石力学与工程学报，2004，24(2)：293-298．
[8]Itasca Consulting Group，Ine．Fast lagrangian analysis of eontlnua in 3 dimensions[G]．USA，1997．
作者简介：丁謇，生于1983.8.13，江苏省姜堰市，学士学位，单位：无锡市轨道交通发展有限公司，工作以来长期从事地下工程施工管理，主要研究方向是地下工程方向。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
0引言
在现代社会中，伴随着人口数量的不断增长以及世界范围内经济的发展，地面上的资源越来越不能满足人们的需求，可以开发的空间也越来越少，由于可以利用的上部空间的减少，许多城市问题纷纷出现，例如，交通阻塞，环境污染等等。随着人类知识的进步和环保意识的提高，人们将空间伸向地下，世界各国对地下工程均产生浓厚的兴趣，从而使得地下开发成为解决城市危机的有效措施。
在进行轨道建造时，轨排的安装必须经过轨排井从地面上部放入到地下一定位置处的隧道中，一般来说，这种轨道的长度大约每节25m左右，为了便于进行铺设轨道，通常后铺轨排井段结构，也可以在隧道、车站等结构中预留出吊装用的洞口，这些洞口大约均为30m，宽度为4.5m，洞口的数量按照轨排的要求进行设计。由于排轨的构件吊装需要，轨排井段的基坑支护必须特别重视，支撑一般不要在此处出现。目前我国一般采用“桁架式”的悬臂围护结构、围护墙与锚索结合等形式，本文由于工程地处广州与佛山交界处，该区域为典型的上软下硬地质分布，基坑开挖范围内粉土、粉砂层较厚，地下水位高，根据广州市龙溪站工程地质、水文地质条件及周边环境，对轨排井段围护结构采用了连续墙+锚索设计形式。同时，为了确保车站的安全适用，必须对轨排井在施工过程中对地面产生的沉降问题进行分析。
1、工程概况
龙溪站为地下二层车站，车站起止里程为YDK16+171.528～YDK16+399.728，全长228.2m。轨排井兼盾构吊出井的起止里程为YDK16+368.128～YDK16+399.728，全长31.6m。本站有效站台中心里程处基坑宽18.9m，深约17m。基坑主体围护结构采用地下连续墙加内支撑体系，基坑东端轨排井部位采用地下连续墙加内支撑和锚索的支护体系。其中，主体结构基坑围护地下连续墙厚800mm。基坑东端轨排井兼盾构吊出井段地下连续墙厚1000mm。
本工程施工内容包括导墙和地下连续墙。导墙采用“][”形导墙，导墙高1.5m，厚200mm,周长同连续墙，墙身混凝土强度等级为C25，总工程量约为550m3,地面导墙顶标高为7.70m，墙顶标高为5.22m，墙底标高约为-10.708m～-15.27m，即从导墙顶算起连续墙墙底深度为18.408m～22.97m。
地下连续墙墙身砼强度等级为C30水下混凝土，连续墙周长约534.2m，共有98个槽段（含18个异形槽段），工程量约7600m3。地下连续墙要求除计算需要，连续墙嵌固深度为：进入强风化层嵌固深度为3.5m，进入中风化嵌固深度为2.5m，进入微风化嵌固深度为1.5m。
2、工程地质和水文地质条件
本站位土、岩层从上到下主要有：<1>人工填土层；<2-1B> 淤泥质土；<2-2>淤泥质粉细砂、粉细砂层，<2-3>中砂层； <2-4>粉质粘土、粉土层；<5-1>可塑、稍密状残积土层；<5-2>硬塑、中密状残积土层；<6>全风化岩带；<7>强风化岩带；<8>中风岩化带；<9>微风化岩带。
本车站场地稳定水位埋深0.20～2.10m(标高4.75～6.40m)。地下水位与季节、气候、地下水赋存、补给及排泄有密切的关系。本场地地下水类型主要是第四系砂层潜水及基岩风化层中的裂隙水。第四系孔隙水主要赋存于海陆交互相沉积淤泥质粉细砂、粉细砂层<2-2>、中砂层<2-3>，有少数地段有分布，厚度一般1.00～2.70m，平均1.53m，属中等透水含水层。本车站主要含水层为第四系海陆交互相沉积的淤泥质粉细砂、粉细砂层<2-2>、中砂层<2-3>及强、中风化泥质粉砂岩、砂巖<7>、<8>，佛山水道位于龙溪站以西约1200 m。本站地下水对砼结构无腐蚀性，对砼结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。
3、轨排井段围护结构方案选择
3．1 围护结构方案
根据以上工程地质、水文地质条件，本站场地地层为软土，基坑开挖范围内粉土、粉砂层较厚，地下水位高，标准段采用800 mm厚地下连续墙+内支撑围护形式，单层外挂段采用SMW工法桩；轨排井段若采用传统的“桁架式”悬臂围护结构必然影响整体轨排的吊装；若采用围护墙+锚索，在高地下水的粉土、粉砂层中施工锚索极易发生大量涌水、涌砂现象，锚固力也较难保证，同时由于本站所处的特殊地理位置，周边地块现有的、规划的地下空间开发量大，不允许采用悬臂围护结构形式，以为将来地下空间开发预留条件。经综合分析比较，龙溪车站主体基坑支护方案采用地下连续墙+内支撑的形式，轨排井位置采用连续墙加预应力锚索的设计方案。
3．2围护结构施工
围护结构施工主要包括：地下连续墙施工、锚索施工、基坑内支撑留待与基坑开挖同步进行；本文主要详述地下连续墙、锚索的施工程序及施工方法说明。3.2.1地下连续墙施工
本工程地下连续墙墙厚分为800mm和1000mm两种，共分98个槽段，其中18个槽段为异形槽段。成槽深度为18.408m～22.97m。墙体采用C30S8商品混凝土；导墙采用C25商品混凝土。连续墙采用冲抓结合成槽，泥浆护壁施工。接头采用工字钢接头。地下连续墙的槽段施工顺序将遵循“先转角槽段、异型槽段、后标准段”的施工顺序为原则，标准段则跳跃施工。
图1 连续墙分幅示意图
3.2.3预应力锚索施工
1．钻孔
钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序。为确保钻孔效率和保证钻孔质量，采用风动式凿岩机。
2．锚索制作
锚索在钻孔的同时于现场进行编制，内锚固段采用波纹形状，张拉段采用直线形状。钢纹线下料长度为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及张拉操作余量的总和。
3．锚索安装安装下倾锚索比较简单，没有更多的技术问题。安装上倾和水平锚索时要注意以下四点：检查定位止浆环和限浆环的位置，损坏的，按技术要求更换；检查排气管的位置和畅通情况；锚索送入孔内，当定位止浆环到达孔口时，停止推送，安装注浆管和单向阀门；锚索到位后，再检查一遍排气管是否畅通，若不畅通，拔出锚索，排除故障后重新送索。
4．注浆
预应力锚索施工过程中，一次注浆管宜与锚索一起放入钻孔，注浆管内端距孔底500~1000mm，二次高压注浆的出浆孔和端头应密封，保证一次注浆时浆液不进入二次高压注浆管内。二次高压注浆应在一次注浆形成的锚固体强度达到5.Mpa后进行，二次注浆的压力为4Mpa，如此注浆量应小于一次注浆量。
5．立锚墩
锚墩的作用是把锚具的集中荷载传递到岩面和调整岩面受力方向。为了使锚墩上表面与锚索轴线垂直，预先将一根外径与钻头直径相同的薄壁钢管和垫板正交焊牢，浇筑锚墩前将钢管的另一端插入钻孔即可。
6．锚索的张拉
锚索是由少数钢纹线组成，可采用整体分级张拉的程序，每级稳定时间2~3min；若锚索是由多根钢纹线组成，组装长度不会完全相同，为了提高锚索各钢绞线受力的均匀度，采用先单根张拉，3天后再整体补偿张拉的程序。
图2预应力锚索施工图
预应力锚索的倾角为35度，长度在12m～29 m不等，在土方开挖时随挖随锚固，预应力锚索入岩7 m～18m不等。当土方开挖到预应力锚索以下200mm时，开始施工该道预应力锚索。预应力锚索中的钢绞线露出墙面1.2m，以便施加预应力，注浆锚管露出面墙0.2m。
锚索支护形式如图：
图3锚索支护形式断面剖面图
4、轨排井施工地面沉降变形检测及控制
4.1支护体系和周边环境的监测设计
为了确保建筑物的安全适用，在进行施工过程中，必须对轨排井在施工过程中对地面产生的沉降问题进行分析在施工过程中对地面产生的沉降问题进行分析。由于该工程所处区域地质条件复杂，对于基坑南北两侧按照每25m设置一个沉降观测点进行沉降观测（如图中的11号位置），其他的观测点主要布置在轨排井使用频繁的地方，观测点的数量如图4所示。同时，沿着轨排井边坡每20-40m设置一个位移及沉降观测点，观测点设置在冠梁上。在轨排井开挖线15m以外相对静止的建筑物或者地面上设置观测基准点。
图4 观测点平面布置
同时，在围护结构施工中会不可避免的出现种种问题，为了应对各种突发情况，在施工中采取的主要措施有：
(1)定期的向项目负责人及时的汇报各种位移及沉降观测结果。
(2)当地面的水平位移超出0.2%倍的基础深度时，或者在施工中突然出现变形增加，必须及时的告知相关负责人，并且停止施工。
4.2变形观测
为了充分的了解轨排井施工过程中对地面沉降的影响，在进行施工的过程中，当进行第4道锚索施工时，在第3道锚索附近增设一列观测点，并且，在施工过程中必须每天早晚进行观测，及时的把握监测情况。
4.3出现问题处理
(1)在施工现场的东北角处有河道遗址，其中含有很多淤泥质土，所以，对该处的锚索应当进行加长处理。
(2)在现场观测过程中，发现观测点9的变形在一天内达到3mm，而其他测点的位置处并未有太大的变化。经检查核实，该处的排水管接口漏水，造成极大地变形，经处理后，沉降正常。
5、结论和建议
(1)随着我国城市建设的日益发展，城市市區的建筑群也越来越密集，为了确保道路及肩构筑物安全，在设计时应当遵循变形控制设计原则。
(2)在轨排井旁进行施工时，需要确保每一道工序的合格性，不能抱有侥幸心理，当出现问题时及时解决。
(3) 软土层覆盖较厚地质情况下的锚索施工要特别注意成孔过程中的泥浆控制，防止涌水涌沙，近而引起周边地面沉降。
（4）变形监测是保证车站施工顺利进行的关键步骤, 包括基坑支护结构和周围场地或建筑物沉降观测, 通过观测数据及时了解地面变形规律, 对于出现的异常现场及时采用措施, 保证基坑安全。
参考文献：
[1]高华东，孙家乐，张钦喜．施工变形控制设计[J]．地质科技动态，1997(增)：90-97．
[3]李青林，刘军，贺美德．地铁车站基坑变形规律及施工控制方法[J]．市政技术，2005，23(4)：215-217．
[4]肖武权，冷伍明，律文田．某深基坑支护结构内力与变形研究[J]．岩土力学，2004，25(8)：1271-1274
[5]廖鸿雁．珠海广场地铁车站基坑施工监测数据的研究分析[J]．世界隧道，2000，37(5)：23-27．
[6]李建峰，曾永祥，王秀红．桩、锚、喷三结合支护深基坑[J]．西安科技大学学报，2005，25(1)：21-23
[7]孙凯，许振刚，刘庭金等．基坑的施工监测及其数值模拟分析[J]．岩石力学与工程学报，2004，24(2)：293-298．
[8]Itasca Consulting Group，Ine．Fast lagrangian analysis of eontlnua in 3 dimensions[G]．USA，1997．
作者简介：丁謇，生于1983.8.13，江苏省姜堰市，学士学位，单位：无锡市轨道交通发展有限公司，工作以来长期从事地下工程施工管理，主要研究方向是地下工程方向。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。