成都东客站地铁深大基坑支护动态监测及施工技术
深大基坑支护动态监测控施工技术
一 项目概述
1.1 项目概述
拟建成都枢纽——成都东客站位于成都市东南方向成昆线的沙河堡车站，是拟新建成成绵乐/成西/成渝/成贵/成兰客运专线、成昆线、达成线和成都地铁二号线、七号线的换乘站。二号线车站位于成昆线地下，为地下两层岛式车站七号线位于二号之下与其交叉，长约195米，宽约30.6米，深约36米，属于深大基坑工程。
在基坑开挖深度范围内依次分布有人工素填土、人工杂填土、软土、成都黏土、粗圆砾土、粉土、粉质粘土、中砂、泥岩等土层。其中成都黏土、黏土、砾石土、泥岩等有弱?中等膨胀性，且局部有强膨胀性。泥岩质软，遇水易开裂，节理发育，属于典型的工程性质不良的地基土。
基坑开挖面积大，施工影响范围大，一直保持正常运营的既有成昆铁路从基坑中部横穿而过，情况复杂，属于复杂条件下深大基坑工程。若基坑工程出现破坏，将会带来严重的后果。所以，该工程的安全等级为一级（最高等级）。
因此，根据国家标准《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)和《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)的规定，必须对该工程进行严密的施工动态监控。
现场监测始于2009年6月，并于2010年1月正式结束，对成都东客站深大基坑工程的支护结构安全、基坑降水及周边既有铁路线等建筑物的安全稳定进行动态监测、控制和分析评估。现对其间所有监测项目进行总结。 1.2 项目地理位置
拟建成都东客站位于四川盆地西部，成都市东南方向成昆线既有沙河堡车站，紧靠成都市三环路内侧，北面经拟建成绵乐城际客专至绵阳、经宝成线至陕西，东面经成渝线至重庆、经达成线至湖北，南面经拟建成绵乐城际客专至乐山、经成昆线至昆明，西面经成都市的公交设施迅速至成都市区，交通极为方便（见图1.1-1）。
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测区属浅丘台地地貌，地形平缓、开阔，高程490~520m，相对高差5~20m；地表多为旱地、水田及鱼塘，人口及房屋分布密集，交通条件好。
成都东客站紧靠成都市三环路，距离成都市五桂桥客运站较近，成都市拟建的地铁二号线和规划的七号线由成都东站地下通过。
图1.1-1 新建成都东客站总平面图
1.3 地层情况
项目范围内主要的地层分布为：上覆第四季（Q）全新统人工填筑层（Q4ml）、上更新统风积层（Q3eol）、中更新统冰水-流水堆积层（Q2fgl+al）；下伏为白垩系上统夹关组（K2j）地层。各土层简述如下。
（1）人工素填土（Q4ml）：为黏土，棕黄、褐黄色等色，硬塑状，局部夹砂卵石土，部分为建碴弃于淤泥质土内，呈软塑状。不均匀的分布于既有铁路、公路路堤及建筑物基础内，厚0~11m，属Ⅱ级普通土。
（1-1）人工杂填土（Q4ml）：以粗圆砾、碎砖块、混凝土块等为主，棕黄、褐黄色、灰褐等色，稍密，潮湿，部分为建筑弃碴，空间分布极不均匀，离散性大，厚度变化在0~7m之间。
（2）软土（Q3eol）：为淤泥质黏土，灰、深灰色，软塑~流塑状，含少量有机质，厚0~5m，
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属Ⅱ级普通土，主要分布于低洼槽地及工程范围内的水塘中，其他水沟附近也有零星分布。
（2-1）松软土（Q3eol）：为成都黏土（弱~中等膨胀土），褐灰、褐黄色，软塑状为主，土质不均，属Ⅱ级普通土。主要于水田、鱼塘、低洼沟槽表层透镜体状分布，厚0~4m，属Ⅱ级普通土。
（3）成都黏土（Q3eol）：棕黄、褐黄色、灰黄等色，硬塑至坚硬状，属Ⅱ级普通土。 （4）黏土（Q2fgl+al）：棕红、褐黄色夹灰黄、灰白色，硬塑状至坚硬状，属雅安砾石层的风化层，含粗圆砾约30~40%，粒径约2~6cm，为砂岩、灰岩、花岗岩及石英质，有50~70%的粗圆砾已全风化呈土状及砂土状，风化的多为砂岩质和花岗岩质，残留下来的粗圆砾为灰岩质和石英质，具有弱至中等膨胀性，厚2~16m，属Ⅱ级普通土，广泛分布于成都东站之成都黏土下及粗圆砾土之下，其中K15+400~+650段粗圆砾土之下的黏土质较纯，局部呈半成岩状。
（5）粗圆砾土（Q2fgl+al）：俗称雅安砾石层，黄、浅黄等色，稍密，潮湿至饱和状，粗圆砾占50~60%，粒径2~8cm，个别较大，分选性差，为砂岩、灰岩、花岗岩及石英质，其中10~30%的粗圆砾已风化呈砂土及土状，充填物为黏土及砂土，充填的黏土和粗圆砾风化后均具有弱至中等膨胀性。该层厚0~13m，属Ⅲ级硬土，于成都黏土之下呈透镜体状分布。
（5-1）粉土（Q2fgl+al）：灰色，中密-密实，潮湿，含10%的黏粒，下部已半成岩状，厚0~4m，于成都东站的粗圆砾土中呈透镜体状分布，属Ⅱ级普通土，仅于K15+318左63m处的钻孔DXCDZ-01-18#发现。
（5-2）粉质黏土（Q2fgl+al）：褐黄、褐灰、浅灰、灰白等色，硬塑状，黏性强，局部夹砂团，呈透镜状分布，厚0~2m，属Ⅱ级普通土。
（6）泥岩（K2j）：为暗紫、紫红、棕红色，泥质结构，薄层-中厚层状，泥质胶结，据本次站房区勘察钻孔揭示，埋深30m以下普遍发育片状、薄层纤维状石膏。岩层质软，遇水易开裂、软化，节理较发育，岩层倾角平缓。全风化带（W4）黏性较强，具有弱至中等膨胀性，局部有强膨胀性，厚0~6m，属Ⅲ级硬土；强风化带（W3）岩芯呈块状，完整性较差，厚2~20m，属Ⅳ级软石；以下为弱风化（W2），属Ⅳ级软石。泥岩为膨胀岩。
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1.4 水文地质特征
（一）地表水
工程范围内地形较平缓、开阔，地表水主要为沟水、水渠水和塘水，地表水不发育。 （二）地下水
根据地下水的赋存条件，区内地下水可以分为孔隙潜水和基岩裂隙水。 ① 孔隙潜水
主要为第四系涂层中的孔隙水，成都黏土为多裂隙土，局部含上层滞水，水量甚微；粗圆砾土层中含水量较丰富，连续性差。地下水在低洼沟槽及水塘附近埋深较浅，水位深0～1m，丘包台地带埋深较大，水位埋深1.5～3m，主要由大气降水和地表水补给，以井的形式出露。
② 基岩裂隙水
主要赋存于白垩系（K）的泥岩中，岩系平缓，岩体表层风化破碎严重，发育少量裂隙水，由地表水和地下孔隙潜水补给。
成都东客站地下水主要为第四系黏土层和粗圆砾土（俗称雅安砾石层）中的孔隙水及基岩裂隙水。
（三）水文地址试验 地勘资料提供了如下数据：
参考《成都地铁二号线》相邻详细勘察试验水井M2J3-SHB-01抽水试验成果及利用相邻工点探井M2T3-ZDD-001、M2T3-ZDD-002进行抽水、提水试验成果列下表：
表1.3-1 抽水、提水试验成果一览表
工点 站东广场站 至东洪路站 沙河堡站 探（水）井编号 含水层岩性 M2T3-ZDD-001 M2T3-ZDD-002 M2J3-SHB-01 粗圆砾土 泥岩 泥岩 含水层顶板埋深（m） 8.70 3.60 12.90 静止水位（m） 10.15 5.33 20.22 渗透系数 k（m/d） 1.5000 0.7752 1.2191 渗透系数 k（m/s） -51.7×10 -69.0×10 -51.4×10 （四）岩土的透水性和富水性
工程范围内主要地层透水性和富水性如下：
1）人工填筑土（1）车站内广泛分布于地表，主要为杂填土，渗透系数差异大； 2）成都黏土（3）富水性弱，根据室内试验及成都地区经验渗透系数k为0.002m/d，
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为微透水层；
3）冰水沉积黏土（4）富水性弱，根据室内试验及成都地区经验渗透系数k为0.001m/d，为微透水层；
4）冰水沉积粗圆砾土（4-7-2）：广泛分布，根据抽水试验，渗透系数k=1.5m/d，当充填物为黏土时，渗透系数采用1.5m/d；当充填物为中细沙时，渗透系数采用5m/d。改层为中等透水层，富水性较好；
5）冰水沉积粉土（5-1）：呈透镜体分布，富水性弱，根据室内试验及成都地区经验渗透系数k约为0.001m/d，为弱透水层；
6）冰水沉积粉质黏土（5-2）：呈透镜体分布，富水性弱，根据室内试验及成都地区经验渗透系数k约为0.001m/d，为微透水层；
7）泥岩（6-W4）：根据室内试验及成都地区经验验渗透系数k约为0.001m/d，为微透水层；
8）泥岩（6-W3）、（6-W2）：地下水赋存与基岩风化裂隙中，水量较少，根据成都地区经验数据，渗透系数k为0.027～2.01m/d，据水文试验资料，泥岩的渗透系数k为0.7752～1.2191m/d.属弱～中等透水层，富水性较差。 1.5 基坑情况
新建成都东客站上下共5层，其中地下3层，地面以上2层（东西站房地上4层），从上到下分别为：
（1）高架层：高架层为进站层，在南北两侧设有机动车到达下客场和高架道路。 （2）地面层：为铁路站台、高架层为进站区，交通组织主要为上进下出和下进下出，在站区内完成各种交通方式的转换。地面层为东、西交通广场及成都站出入口，其功能只要是公交车站、长途车站和铁路车站的布局以及他们之间的客流换乘，同时在公交车站东侧布置出租车载客发送场，为慢行交通提供服务。
（3）地下一层：为旅客出站区及地铁换乘区，其功能包括地铁车站，社会车辆停车场。纵贯站场的地下换乘大厅将东西广场地下空间连接起来，东西广场地下设置地下通道与周边交通设施、物业等联通，形成快速、便利的地下人行系统。