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摘要：南京地铁三号线南京南站站～宏运大道站明挖区间下穿铁路南京南站南广场二期工程，两侧与已运营地铁一号线上下行盾构区间相邻，施工方法采用明挖法。为确保施工期间已运营地铁一号线及深基坑安全，在地铁一号线两侧设置单排支护桩，并锚入南京南站南广场二期工程负一层基础底板；通过加强对地铁一号线区间结构及基坑围护结构监测，定时收集、分析监测成果，及时调整土方开挖与南广场二期负一层底板及地铁三号线区间结构的施工安排，保证了施工期间已运营地铁一号线区间结构与深基坑安全。
关键词：地铁；深基坑；支护桩；土方开挖；基础底板；明挖法；信息化
一、工程概况
铁路南京南站南广场二期工程建筑面积37504m2，属地下空间开发工程。主体结构采用框架剪力墙设计，设计分为A、B、C三个区，其中A、C区地下两层，基底大面深度-13.500；B区地下一层，基底深度-8.100，其下方分布有已运营的南京地铁一号线上下行盾构区间。总承包方在施工铁路南京南站南广场二期工程的同时需要代建南京地铁三号线南京南站站～宏运大道站明挖区间。
拟建南京地铁三号线南京南站站～宏运大道站明挖区间下穿铁路南京南站南广场二期工程（B区），设计使用年限100年，为单箱双室和单箱三室矩形框架结构。其结构设计起点里程为右K31+803.779～右K31+951.071（左K31+803.779～左K31+951.157），右线长度为147.292m（左线长度为147.378m），基底深度在-14.368～-17.803。该区间结构上部与铁路南京南站南广场二期工程结构脱离，北侧与铁路南京南站地下结构联通，南侧与矿山法施工区间对接，东西两侧与已运营的南京地铁一号线上下行盾构区间相邻。
二、基坑支护方案
铁路南京南站南广场二期基坑北侧及西南侧采用双排悬臂桩支护；东西两侧及东南侧采用三级放坡挂网喷混凝土支护。为保证南京地铁三号线南京南站站～宏运大道站明挖区间施工期间深基坑与已运营地铁一号线安全，在地铁一号线隧道两侧ER、FQ、HO、GP段采用单排支护桩，桩顶锚入铁路南京南站南广场二期工程B区负一层基础底板形成支护体系。按照南京地铁三号线南京南站站～宏运大道站区间总体施工部署，矿山法区间施工进度先于明挖区间，为保证矿山法施工需要，在两区间段里程交接部位设计有堵头头桩（QP段），待矿山法施工完毕，明挖区间开挖时将对接部分桩身破除。
三、施工技术
（一）施工流程
场地平整→支护桩施工→南京南站南广场二期负一层土方开挖→地铁一号线上方南京南站南广场二期B区负一层底板施工→地铁三号线明挖区间土方开挖→地铁三号线明挖区间结构施工→破除地铁三号线明挖区间与矿山法接头部位堵头桩→施工地铁三号线明挖区间接头部位结构→地铁三号线明挖区间回填→地铁三号线上方南广场二期工程B区底板封闭
（二）施工要点
1.支护桩施工
拟建场地处于丘岗地貌单元，区间所处场地自上而下分布为：素填土、粉质粘土、粉质粘土夹粉土、强风化粉砂岩和中风化粉砂岩。场地地下水主要为孔隙潜水和弱承压水。其中，粉质粘土夹粉土分布在地下-6.936～-14.000，其液限指数较高，中偏高缩性，低强度，工程地质特性差。
ER、FQ、GP、HO段支护桩底部全部锚入中风化粉砂岩层，锚固段长度6m。为保证已运营南京地铁一号线隧道安全，ER、FQ、GP、HO段支护桩必须与南京地铁一号线隧道外边缘保持5m以上的安全距离，钻孔前必须严格按照施工图要求进行桩位放验线。
非粉质粘土夹粉土分布范围的支护桩采用旋挖钻机干作业成孔，既保证施工进度，又可避免湿作业工艺泥浆制备带来的环境污染与场地占用。
粉質粘土夹粉土分布范围提前采用高压旋喷桩进行土体加固，再用旋挖钻机成孔。旋喷桩直径500mm，桩心间距400mm，桩长15m，使用P.O42.5级普通硅酸盐水泥。旋喷桩工作参数参考值如下：水泥浆的水灰比1.0，喷浆压力为20MPa，空气压力不小于0.7MPa，喷浆量100L/min，提升速度10-15cm/min，旋转速度16～20r/min，水泥用量为45%。
2. 南京南站南广场二期负一层土方开挖
（1）支护桩冠梁部位土方开挖
在支护桩施工完毕，并达到设计强度后，将支护桩冠梁部位土方开挖至冠梁底标高，为支护桩冠梁施工提供操作面。
（2）南京南站南广场二期负一层土方开挖
支护桩、压顶冠梁等养护28d龄期，并达设计强度后方可进行土方开挖。在开挖过程中应充分考虑时空效应规律：遵循分区、分块、分层、对称、平衡的原则，将基坑开挖造成的周围设施的变形，特别是对南京地铁一号线隧道的影响控制在允许的范围内。
南京南站南广场二期工程负一层土方开挖必须与B区底板结构施工紧密配合，每段土方开挖至设计标高后，必须立即组织本段底板施工，待本段底板混凝土浇筑完毕并达到设计强度的80%后方可进行下一段土方开挖及底板施工。
3.南京南站南广场二期工程负一层底板施工
为了对已运营南京地铁一号线隧道两侧支护桩形成约束，将南京南站南广场二期工程B区负一层底板分为11块6个流水段组织施工。其中，B-1、B-2、B-3段最大截面尺寸控制在40m之内，并做到开挖一段土方施工一段底板；B-4、B-5、B-6段待南京地铁三号线明挖区间回填完毕后再组织施工。
为保证南京地铁一号线隧道上方覆盖底板（B-1、B-2、B-3段）对ER、FQ、GP、HO段支护桩形成约束，在支护桩顶部增加南北向暗梁。
由于地铁三号线明挖区间施工期间，需在南京南站南广场二期工程B区负一层底板上通行车辆，并布置材料堆场，为了提高底板混凝土自身的抗裂性能，采用掺高效膨胀剂、抗裂纤维的补偿收缩混凝土。 4.地鐵三号线土方开挖
土方开挖根据地铁三号线明挖区间流水施工的要求分为6个流水段，每段长度不超过28m，按照由两头向中间的顺序依次分层、对称开挖。为避免地铁三号线明挖区间土方一次性开挖面积过大，造成运营地铁一号线隧道水平位移超过允许值，必须严格控制好土方开挖与明挖区间结构底板施工的配合。南北两端同时对称开挖出一个施工段，随即进行底板施工，待本段底板施工完毕后方可开挖下一个施工段。
土方开挖过程中，车辆需从已施工完成的南京南站南广场二期B区负一层底板上通过，必须保证车辆通过前底板的强度已经达到设计强度的80%以上，并在车辆通行部分铺设厚度10mm以上的钢板。
在土方开挖的同时，须对地铁三号线明挖区间南北两端的堵头桩进行破除。
北侧堵头桩与站房结构完全剥离，施工时先开挖第一层土方，在满足作业面后，及时用破射炮将桩身破除，同时继续向南开挖第一层土方，待上部桩身破除完毕后，开挖第二层土方，满足作业面后，利用破射炮破除第二层桩身，同时继续向南分台阶接力挖土，直至北侧堵头桩破除完毕。
为保证明挖区间与矿山法区间对接，根据设计要求需将南侧QP段堵头桩破除成双门洞形状，即保留东西两端各2根支护桩以及中间2根支护桩，破除其余12根支护桩的桩身中部。施工时先行开挖5m宽1.5m深的一段沟槽，随后采用盆式开挖的原理继续向北挖土，与此同时利用风镐将需破除的桩身部分截断，以减少对桩身及桩后土方的扰动。待桩身上下节完全分离后，同北侧一样采用台阶式挖土，并利用破射炮破除下部桩身至设计标高。
5.地铁三号线明挖区间回填
为了及早在两排支护桩之间形成水平撑，先在地铁三号线区间结构外边线与支护桩之间浇筑C25混凝土，厚度与底板相同。待地铁三号线区间结构底板施工完成以后即可形成一道水平支撑。
地铁三号线区间结构外墙与支护桩之间采用C25混凝土分层灌填，顶板以上至南广场二期B区负一层底板底部采用C25砼分层灌填，分层厚度不大于500mm。
四、信息化指导
为了及时收集、反馈和分析土方开挖过程中支护结构的受力状态和位移 ，以及地铁一号线运营区间在施工期间的变形情况，实现信息化施工并确保基坑施工的安全，依据地铁三号线明挖区间工程与地铁一号线隧道的关系，以及围护结构和支护体系的特点，按照规范和设计的相关要求，采取了全方位的基坑监测，主要涵盖一下内容：
1.地铁一号线隧道结构监测
根据工程特点，在施工过程中，对既有地铁一号线结构采用人工和自动化监测相结合手段。
表1 监测内容及方法表
表2 监测控制标准表
2.围护结构监测
支护桩深层水平位移（测斜）、支护桩顶变形（沉降、位移）、坡顶水平位移。
3.周边环境监测
基坑北侧南京南站南广场送客平台桥墩沉降、基坑西南侧与南广场联络高架桥下行匝道沉降、基坑外土体水平位移（测斜）、基坑外土体表面变形沉降。
基坑土方开挖过程中，定时采集、分析各项监测数据，及时调整土方开挖与南广场二期（B区）负一层底板及地铁三号线区间结构的施工安排，在顺利完成地铁三号线区间结构施工的同时，保证了地铁一号线运营区间与深基坑安全。
五、经济效益
通过将南京南站南广场二期B区负一层底板作为ER、FQ、HO、GP段采用单排支护桩的冠梁（约束板带），在保证南京地铁三号线南京南站站～宏运大道站明挖区间施工期间深基坑与运营地铁一号线安全的同时，减少了专门设置桩顶冠梁的投入，一次性节约人民币13378392.29元。
六、结语
1、在运营地铁隧道两侧设置单排支护桩，并锚入上方地下空间结构底板，由底板对单排支护桩进行水平约束，由单排支护桩对底板进行竖向约束，两者相互作用，从而保证了明挖区间施工期间已运营地铁隧道安全。
2、土方开挖遵循分区、分块、分层、对称、平衡的原则，每段土方开挖至设计标高后，立即组织本段底板施工，待该段底板混凝土达到设计强度的80%后方可进行下一段土方开挖，从而将基坑开挖对运营地铁隧道的影响控制在允许的范围内。
3、明挖区间按照由两侧向中间的顺序分层、分块、对称、平衡的进行土方开挖，严格控制分段长度，并利用底板及早在两侧支护桩间形成支撑，从而将土方开挖对运营地铁隧道的影响控制在允许的范围内。
4、整个深基坑施工过程中借助信息化指导，定时监测、分析运营地铁隧道结构、围护结构及周边环境的各项变形数据，及时调整施工安排，确保了施工期间运营区间及深基坑安全，值得涉铁深基坑工程借鉴。
（作者单位：南通市崇川区市政设施管理中心1 苏伊士（上海）环境服务有限公司2）
关键词：地铁；深基坑；支护桩；土方开挖；基础底板；明挖法；信息化
一、工程概况
铁路南京南站南广场二期工程建筑面积37504m2，属地下空间开发工程。主体结构采用框架剪力墙设计，设计分为A、B、C三个区，其中A、C区地下两层，基底大面深度-13.500；B区地下一层，基底深度-8.100，其下方分布有已运营的南京地铁一号线上下行盾构区间。总承包方在施工铁路南京南站南广场二期工程的同时需要代建南京地铁三号线南京南站站～宏运大道站明挖区间。
拟建南京地铁三号线南京南站站～宏运大道站明挖区间下穿铁路南京南站南广场二期工程（B区），设计使用年限100年，为单箱双室和单箱三室矩形框架结构。其结构设计起点里程为右K31+803.779～右K31+951.071（左K31+803.779～左K31+951.157），右线长度为147.292m（左线长度为147.378m），基底深度在-14.368～-17.803。该区间结构上部与铁路南京南站南广场二期工程结构脱离，北侧与铁路南京南站地下结构联通，南侧与矿山法施工区间对接，东西两侧与已运营的南京地铁一号线上下行盾构区间相邻。
二、基坑支护方案
铁路南京南站南广场二期基坑北侧及西南侧采用双排悬臂桩支护；东西两侧及东南侧采用三级放坡挂网喷混凝土支护。为保证南京地铁三号线南京南站站～宏运大道站明挖区间施工期间深基坑与已运营地铁一号线安全，在地铁一号线隧道两侧ER、FQ、HO、GP段采用单排支护桩，桩顶锚入铁路南京南站南广场二期工程B区负一层基础底板形成支护体系。按照南京地铁三号线南京南站站～宏运大道站区间总体施工部署，矿山法区间施工进度先于明挖区间，为保证矿山法施工需要，在两区间段里程交接部位设计有堵头头桩（QP段），待矿山法施工完毕，明挖区间开挖时将对接部分桩身破除。
三、施工技术
（一）施工流程
场地平整→支护桩施工→南京南站南广场二期负一层土方开挖→地铁一号线上方南京南站南广场二期B区负一层底板施工→地铁三号线明挖区间土方开挖→地铁三号线明挖区间结构施工→破除地铁三号线明挖区间与矿山法接头部位堵头桩→施工地铁三号线明挖区间接头部位结构→地铁三号线明挖区间回填→地铁三号线上方南广场二期工程B区底板封闭
（二）施工要点
1.支护桩施工
拟建场地处于丘岗地貌单元，区间所处场地自上而下分布为：素填土、粉质粘土、粉质粘土夹粉土、强风化粉砂岩和中风化粉砂岩。场地地下水主要为孔隙潜水和弱承压水。其中，粉质粘土夹粉土分布在地下-6.936～-14.000，其液限指数较高，中偏高缩性，低强度，工程地质特性差。
ER、FQ、GP、HO段支护桩底部全部锚入中风化粉砂岩层，锚固段长度6m。为保证已运营南京地铁一号线隧道安全，ER、FQ、GP、HO段支护桩必须与南京地铁一号线隧道外边缘保持5m以上的安全距离，钻孔前必须严格按照施工图要求进行桩位放验线。
非粉质粘土夹粉土分布范围的支护桩采用旋挖钻机干作业成孔，既保证施工进度，又可避免湿作业工艺泥浆制备带来的环境污染与场地占用。
粉質粘土夹粉土分布范围提前采用高压旋喷桩进行土体加固，再用旋挖钻机成孔。旋喷桩直径500mm，桩心间距400mm，桩长15m，使用P.O42.5级普通硅酸盐水泥。旋喷桩工作参数参考值如下：水泥浆的水灰比1.0，喷浆压力为20MPa，空气压力不小于0.7MPa，喷浆量100L/min，提升速度10-15cm/min，旋转速度16～20r/min，水泥用量为45%。
2. 南京南站南广场二期负一层土方开挖
（1）支护桩冠梁部位土方开挖
在支护桩施工完毕，并达到设计强度后，将支护桩冠梁部位土方开挖至冠梁底标高，为支护桩冠梁施工提供操作面。
（2）南京南站南广场二期负一层土方开挖
支护桩、压顶冠梁等养护28d龄期，并达设计强度后方可进行土方开挖。在开挖过程中应充分考虑时空效应规律：遵循分区、分块、分层、对称、平衡的原则，将基坑开挖造成的周围设施的变形，特别是对南京地铁一号线隧道的影响控制在允许的范围内。
南京南站南广场二期工程负一层土方开挖必须与B区底板结构施工紧密配合，每段土方开挖至设计标高后，必须立即组织本段底板施工，待本段底板混凝土浇筑完毕并达到设计强度的80%后方可进行下一段土方开挖及底板施工。
3.南京南站南广场二期工程负一层底板施工
为了对已运营南京地铁一号线隧道两侧支护桩形成约束，将南京南站南广场二期工程B区负一层底板分为11块6个流水段组织施工。其中，B-1、B-2、B-3段最大截面尺寸控制在40m之内，并做到开挖一段土方施工一段底板；B-4、B-5、B-6段待南京地铁三号线明挖区间回填完毕后再组织施工。
为保证南京地铁一号线隧道上方覆盖底板（B-1、B-2、B-3段）对ER、FQ、GP、HO段支护桩形成约束，在支护桩顶部增加南北向暗梁。
由于地铁三号线明挖区间施工期间，需在南京南站南广场二期工程B区负一层底板上通行车辆，并布置材料堆场，为了提高底板混凝土自身的抗裂性能，采用掺高效膨胀剂、抗裂纤维的补偿收缩混凝土。 4.地鐵三号线土方开挖
土方开挖根据地铁三号线明挖区间流水施工的要求分为6个流水段，每段长度不超过28m，按照由两头向中间的顺序依次分层、对称开挖。为避免地铁三号线明挖区间土方一次性开挖面积过大，造成运营地铁一号线隧道水平位移超过允许值，必须严格控制好土方开挖与明挖区间结构底板施工的配合。南北两端同时对称开挖出一个施工段，随即进行底板施工，待本段底板施工完毕后方可开挖下一个施工段。
土方开挖过程中，车辆需从已施工完成的南京南站南广场二期B区负一层底板上通过，必须保证车辆通过前底板的强度已经达到设计强度的80%以上，并在车辆通行部分铺设厚度10mm以上的钢板。
在土方开挖的同时，须对地铁三号线明挖区间南北两端的堵头桩进行破除。
北侧堵头桩与站房结构完全剥离，施工时先开挖第一层土方，在满足作业面后，及时用破射炮将桩身破除，同时继续向南开挖第一层土方，待上部桩身破除完毕后，开挖第二层土方，满足作业面后，利用破射炮破除第二层桩身，同时继续向南分台阶接力挖土，直至北侧堵头桩破除完毕。
为保证明挖区间与矿山法区间对接，根据设计要求需将南侧QP段堵头桩破除成双门洞形状，即保留东西两端各2根支护桩以及中间2根支护桩，破除其余12根支护桩的桩身中部。施工时先行开挖5m宽1.5m深的一段沟槽，随后采用盆式开挖的原理继续向北挖土，与此同时利用风镐将需破除的桩身部分截断，以减少对桩身及桩后土方的扰动。待桩身上下节完全分离后，同北侧一样采用台阶式挖土，并利用破射炮破除下部桩身至设计标高。
5.地铁三号线明挖区间回填
为了及早在两排支护桩之间形成水平撑，先在地铁三号线区间结构外边线与支护桩之间浇筑C25混凝土，厚度与底板相同。待地铁三号线区间结构底板施工完成以后即可形成一道水平支撑。
地铁三号线区间结构外墙与支护桩之间采用C25混凝土分层灌填，顶板以上至南广场二期B区负一层底板底部采用C25砼分层灌填，分层厚度不大于500mm。
四、信息化指导
为了及时收集、反馈和分析土方开挖过程中支护结构的受力状态和位移 ，以及地铁一号线运营区间在施工期间的变形情况，实现信息化施工并确保基坑施工的安全，依据地铁三号线明挖区间工程与地铁一号线隧道的关系，以及围护结构和支护体系的特点，按照规范和设计的相关要求，采取了全方位的基坑监测，主要涵盖一下内容：
1.地铁一号线隧道结构监测
根据工程特点，在施工过程中，对既有地铁一号线结构采用人工和自动化监测相结合手段。
表1 监测内容及方法表
表2 监测控制标准表
2.围护结构监测
支护桩深层水平位移（测斜）、支护桩顶变形（沉降、位移）、坡顶水平位移。
3.周边环境监测
基坑北侧南京南站南广场送客平台桥墩沉降、基坑西南侧与南广场联络高架桥下行匝道沉降、基坑外土体水平位移（测斜）、基坑外土体表面变形沉降。
基坑土方开挖过程中，定时采集、分析各项监测数据，及时调整土方开挖与南广场二期（B区）负一层底板及地铁三号线区间结构的施工安排，在顺利完成地铁三号线区间结构施工的同时，保证了地铁一号线运营区间与深基坑安全。
五、经济效益
通过将南京南站南广场二期B区负一层底板作为ER、FQ、HO、GP段采用单排支护桩的冠梁（约束板带），在保证南京地铁三号线南京南站站～宏运大道站明挖区间施工期间深基坑与运营地铁一号线安全的同时，减少了专门设置桩顶冠梁的投入，一次性节约人民币13378392.29元。
六、结语
1、在运营地铁隧道两侧设置单排支护桩，并锚入上方地下空间结构底板，由底板对单排支护桩进行水平约束，由单排支护桩对底板进行竖向约束，两者相互作用，从而保证了明挖区间施工期间已运营地铁隧道安全。
2、土方开挖遵循分区、分块、分层、对称、平衡的原则，每段土方开挖至设计标高后，立即组织本段底板施工，待该段底板混凝土达到设计强度的80%后方可进行下一段土方开挖，从而将基坑开挖对运营地铁隧道的影响控制在允许的范围内。
3、明挖区间按照由两侧向中间的顺序分层、分块、对称、平衡的进行土方开挖，严格控制分段长度，并利用底板及早在两侧支护桩间形成支撑，从而将土方开挖对运营地铁隧道的影响控制在允许的范围内。
4、整个深基坑施工过程中借助信息化指导，定时监测、分析运营地铁隧道结构、围护结构及周边环境的各项变形数据，及时调整施工安排，确保了施工期间运营区间及深基坑安全，值得涉铁深基坑工程借鉴。
（作者单位：南通市崇川区市政设施管理中心1 苏伊士（上海）环境服务有限公司2）