杭州地铁1号线工程火车东站站A区位于杭州市江干区彭埠镇新风村, 向西为地铁闸弄口站, 向东为地铁彭埠站。本次施工的A区为4号线盖挖区间 (左线起点里程K21+294.54, 右线起点里程K21+301.6, 终点里程K21+538.499) , 位于既有火车东站站房及国铁站场下方。场地原自然地坪为5.500m, 主体结构为2层单跨现浇钢筋混凝土箱形结构, 采用盖挖逆作法施工。地下1层为杭州地铁1号线火车东站站与站前西广场联络通道, 地下2层为杭州地铁4号线轨道层 (见图1) 。主体通道长度236.85m, 标准段宽14.05m, 基坑底部标高为-17.204~-23.533m, 围护结构采用地下连续墙围护形式;基坑顶板标高为黄海高程-1.800m, 中板底标高为黄海高程-10.750m, 底板底标高为黄海高程-17.204~-21.425m, 西段端头井位置底板底标高为-23.533m, 局部最低位置集水井底板标高-25.033m;地下2层设置1道钢支撑, 钢支撑底标高为-15.160~-18.710m。

岩土分层及其特性:勘探表明, 火车东站站地面下0~15.000m为一套钱塘江晚期沉积的粉土、粉砂层;15.000~42.000m为一套海进时期沉积的饱和软土层;42.000~51.000m为一套河流相沉积的粗颗粒圆砾层, 其中圆砾层顶部有厚约1.5m的细砂 (局部分布) , 其下为一套中生界侏罗系 (J3) 凝灰岩。

场地土层自上而下有:杂填土、素填土、淤泥、砂质粉土、粉砂夹砂质粉土、淤泥质粉质黏土、淤泥质黏土、黏土、粉质黏土、细砂、圆砾、强风化凝灰岩、中风化凝灰岩。

火车东站站A区顶板下0~8m之间即地下1层主要以粉砂土为主;8~25m之间即地下2层主要以淤泥质粉质黏土为主 (见表1) 。

1) 本工程由于采用盖挖逆作法施工。结构楼板即作为围护结构支撑, 仅预留6个出土口, 作业面狭小, 场地布置极为关键。

2) 本工程施工场地是在既有建筑物内施工, 场地条件受到极大限制。

3) 盖挖逆作法下, 土方水平运输无法使用大型机械。

4) 地下2层土方为淤泥质粉质黏土, 含水量达到40%左右, 机械设备行走困难。

本工程采用盖挖逆作施工技术, 地下连续墙及顶板施工完成后再对下层土方进行开挖。在暗挖阶段设计留设了6个预留出土口, 出土口尺寸为9 000mm×5 000mm。为保证每日的土方出土量, 必须分段进行土方开挖及结构施工, 计划将土方开挖分成7个区段, 采用“小节拍、快流水”的作业方式, 每个区段采用不同组织措施同时进行土方开挖作业及运输。

为满足盖挖逆作的需要, 盖板以下采用盖挖法施工的土方均采用门式起重机、传送带、滑臂式挖掘机和小型挖机配合挖土, 型号选择为MG16t-15m双梁门式起重机、定制CS80-60传送带、住友SH200滑臂式挖掘机、PC200中型挖掘机及日立ZX50U-2型挖机 (见表2) 。每个区段采用不同设备机械结合的方式进行土方开挖。

为实现地下2层土方大开挖, 在3, 5号出土口位置设置混凝土结构堆土平台 (见图2) , 堆土平台顶面相对标高为-7.300m, 混凝土结构平台搁置在地下连续墙上, 此堆土平台的设置特点: (1) 形成大开挖的形式, 出土快速; (2) 可作为后期结构施工的卸料平台; (3) 主体结构施工完毕后, 需将平台凿除, 并将建筑垃圾清运出场。

根据场地条件, 在基坑内通过挖机接力的方式将每层土方驳运至出土口位置。再通过每个出土口配备相应机械设备进行土方的垂直运输装车外运 (见表3、图3) 。

根据地铁车站结构特点和既有建筑物内现有场地条件, 通过利用各种机械设备组合分段同时进行土方开挖作业。最大限度地利用了出土口资源, 确保了土方运输的快速、高效完成。同时设置土方转运平台作为地下二层钢筋堆放配料场地等, 充分缓解现场用地紧张的现状, 显示出极大的综合经济效益。故本次土方工程组合式挖土方案, 达到既经济、快速又安全出土的目的。