关庄站轨排井围护结构设计

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1、摘要关庄站在大多数围护桩已经施工的情况下增设轨排井，轨排井被迫与盾构吊出井结合，如何在尽量减少桩废弃数量的前提下，满足盾构施工、铺轨需要及附属结构施工是本站围护结构设计的重点和难点，设计采用桩撑、桩锚结合的方式，通过合理安排施工工序，保证了轨排井的实施，满足盾构施工需求，减小了对附属结构施工的影响。关键词地铁车站轨排井围护结构1工程概况地铁15号线是北京市北部地区东西向交通干线，并且是连接顺义新城和城市中心区的线路，15号线一期工程线路西起清华大学东，向东过潮白河后到达河东地区。一期工程线路全长约41．4k

2、m，共设车站20座，其中地下线27．7km，高架线13．7km，地下车站16座。15号线分3段开通，中段已于2010年底开通，东段于2011年底开通，西段计划于2014年开通，关庄站为西段工程东端第一座车站。关庄站2010年12月底开始开工建设，至2011年3月已完成约130根桩。原设置于其他车站的轨排井由于拆迁原因，无法实施，移至关庄站。由于关庄站大部分桩已施工，为尽量减少废除工程量，轨排井设置在车站站端，与盾构吊出井结合，废除既有桩6根，为减少设置锚索对盾构推进的影响以及附属结构围护桩施工的影响，轨排井

3、采用桩撑、桩锚结合的支护方案，满足轨排井、盾构推进、附属结构施工要求。2水文地质情况本场地按地层沉积年代、成因类型，将本工程场地勘探范围内的土层划分为人工堆积层、第四纪全新世冲洪积层及第四纪晚更新世冲洪积层三大类。土层物理力学性质指标及设计参数见表1:本车站勘察深度范围内分布4层地下水。分别为上层滞水(一)、承压水(二)、承压水(三)、层间水(四)，详细情况见表1。上层滞水(一):水位埋深:1．68～3．57m，水位标高:38．48～36．41m，含水层为粉土③层。承压水(二):水位埋深:5．40～6．90

4、m，水位标高:34．66～33．78m，含水层为粉细砂④3层、粉土④2层，水头高约2．5～3．0m。承压水(三):水位埋深:13．03～13．60m，水位标高:27．56～26．52m，含水层为粉土⑥2层、细中砂⑥3层，水头高约2．0～3．0m。层间水(四):水位埋深:26．20～26．40m，水位标高:14．46～13．66m，含水层为粉细砂⑦2层、中粗砂⑦1层。3设计情况为尽量减少已经打设的桩的废弃量，轨排井需要尽量设置的短，经过与铺轨单位沟通，轨道及轨枕长25m，宽2．5m，轨排井长度设置为28m，宽

5、度设置为3．5m，废弃桩4根。车站西端为盾构区间，本站为区间提供盾构吊出条件。为减小对盾构施工的影响，车站西端围护结构内支撑采用钢支撑;车站西北侧为车站1号风道，为减小打设锚索对附属结构施工的影响，车站与1号风道接口位置围护结构内支撑也采用钢支撑。未设置锚索的部位主要依靠调节施工步序来保证结构安全。车站西端围护结构平面布置如图1所示。车站全锚索段围护结构支撑采用锚索，顺做法施工，围护结构肥槽800mm宽，以砌体填充，共废除既有桩4根;车站端头轨排井与盾构井结合部位，采用钢管内支撑与预应力锚索相结合的方法，考

6、虑到锚索张拉可能会对钢支撑产生不利影响，采取锚索先打入，随结构回筑张拉锚索并拆除钢支撑，施工步序如图2所示。第一道支撑为混凝土撑，第一、二锚索随基坑开挖进行张拉，第二、三、四道撑为钢管撑，随开挖架设，第三～第六道锚索随开挖设置但不进行张拉，随结构回筑，张拉锚索并拆除第二～第四道钢支撑;对于设置风道的一侧，为避免打锚索影响风道围护桩的施工，风道一侧仍然采用钢支撑，风道施工前，在顶板、中板位置设置临时支撑，同时在结构盾构井与标准段相接位置设置倒撑，保证结构受力要求，风道施工后，由于该侧土荷载大部分随开挖已卸载，

7、剩余的土压力依靠结构自身可以承担，在盾构吊出后，对盾构施工需要而铺轨不需要的洞口进行回筑，加强了结构自身的强度。这些做法既节约了工程建设费用，又降低了后期工程的施工难度，轨排井在风道施工前临时支撑布置如图3所示。轨排井处基坑深约27m，共设置4排支撑+1道倒撑，第一道为混凝土支撑，第二道～第四道为钢支撑，支撑最大设计轴力460t，预加轴力约180t;锚索最大设计轴力75t，采用5根钢绞线，锚固段长度约21m，轨排井处围护结构断面如图4所示。目前围护结构已施工，钢支撑已架设完毕，锚索也均已设置，结构尚未回筑，

8、围护结构变形均在控制范围以内，最终完成效果有待结构回筑、铺轨完成后进一步证实。4经验与教训通常情况下，轨排井不推荐设置在站端，主要原因有:一、由于轨排井开洞范围大，通常需要设置锚索，在端部打设锚索影响相邻区间施工;二、风道通常设置在站端，打设锚索影响风道围护结构施工;三、站端设备布置密集，轨排井设置在此处对设备安装、调试影响较大，对整体工期影响大。本工程的实施表明在特殊情况下，轨排井也可以设置在站端，可以通过调节