施工技術(shù)在地鐵車站施工中的運(yùn)用

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摘要：地鐵車站建設(shè)中，隧道跨度越大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越差，為保證現(xiàn)場(chǎng)施工安全和工程結(jié)構(gòu)安全，必須采取相應(yīng)的支護(hù)措施。以某地鐵車站工程為例，分別介紹了車站暗挖段的超前支護(hù)、導(dǎo)洞開(kāi)挖、主體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑與防水處理等環(huán)節(jié)施工要點(diǎn)。在施工期間，對(duì)車站工程周邊的地面沉降和地下管線沉降進(jìn)行了觀測(cè)。結(jié)果表明，地面沉降速率和地下管線沉降量均在允許范圍之內(nèi)，確保了該工程順利交付驗(yàn)收。

關(guān)鍵詞：超前支護(hù)；暗挖法；ECB防水板；沉降觀測(cè)

在工程技術(shù)日益成熟和市民出行需求不斷增加的影響下，現(xiàn)代地鐵車站的規(guī)模越來(lái)越大。暗挖法具有挖土量少、占地面積少、對(duì)周邊設(shè)施影響小等一系列特點(diǎn)，是現(xiàn)階段地鐵車站施工中常用的技術(shù)形式。對(duì)于淺埋大跨度車站工程，現(xiàn)場(chǎng)暗挖施工必須要采取科學(xué)的大跨度隧洞的支護(hù)方案。其中，主體小導(dǎo)洞開(kāi)挖支護(hù)、主體結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎與混凝土澆筑等，都是現(xiàn)場(chǎng)施工管理的要點(diǎn)。只有落實(shí)精細(xì)化管理，保證各個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，才能確保地鐵車站工程順利通過(guò)驗(yàn)收。

1工程概況

某市地鐵2號(hào)線一期工程車站全長(zhǎng)215.9m，車站暗挖段為地下兩層結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度72.0m。根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)結(jié)果，暗挖段拱頂覆土厚度在8.3～10.1m，大跨淺埋暗挖增加了施工難度。土層自上而下分別有雜填土、粉質(zhì)黏土、細(xì)砂、中砂、礫石等，土層穩(wěn)定性稍差。同時(shí)，車站上方為城市主干道，車流量密集，動(dòng)靜荷載較大。為節(jié)約工期，該工程采用東西側(cè)交替施工的方法，東側(cè)明挖段主體結(jié)構(gòu)頂板施工完畢后開(kāi)始進(jìn)入暗挖，做40m長(zhǎng)的超前支護(hù)段，沿著暗挖段上、下導(dǎo)洞開(kāi)挖30m后到達(dá)掌子面，然后封閉，開(kāi)始進(jìn)行西側(cè)施工。西側(cè)明挖段做同樣處理，做32m長(zhǎng)的超前支護(hù)后，暗挖段上、下導(dǎo)洞開(kāi)挖，直到東西側(cè)貫通。

2車站暗挖段施工技術(shù)

超前支護(hù)采用“雙層大管棚+小導(dǎo)管超前注漿”的支護(hù)形式，漿液材料為水:水泥=1:1的水泥漿。其中，大管棚材料使用的是φ110mm的熱軋無(wú)縫鋼管，小導(dǎo)管材料使用的是φ45mm的水煤氣花管[1]。導(dǎo)洞開(kāi)挖后，進(jìn)行初期支護(hù)。導(dǎo)洞頂部和兩側(cè)墻壁的初期支護(hù)均采用“鋼筋格柵+混凝土”的形式。導(dǎo)洞頂板、墻壁清理干凈后，使用鋼釘將鋼筋格柵固定在頂板、墻壁的表面。現(xiàn)場(chǎng)配制C25混凝土，使用專用設(shè)備噴射混凝土形成鋼筋混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)。噴射混凝土的平均厚度為240mm。導(dǎo)洞內(nèi)鋼筋格柵的間隔距離為80cm。暗挖段邊樁圍護(hù)樁使用機(jī)械鉆孔樁，單樁長(zhǎng)度為20m，相鄰兩個(gè)樁的距離為2.5m，并采用掛網(wǎng)方式連接。樁間掛網(wǎng)選用鋼筋網(wǎng)，噴射C25混凝土。

3主體導(dǎo)洞開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)

3.1導(dǎo)洞開(kāi)挖支護(hù)

在導(dǎo)洞開(kāi)挖支護(hù)施工中，采用“臺(tái)階法”開(kāi)挖導(dǎo)洞，見(jiàn)圖1。臺(tái)階長(zhǎng)度為4.8m，每階高度為50cm。按照自上而下的順序依次開(kāi)挖臺(tái)階，上導(dǎo)洞臺(tái)階開(kāi)挖結(jié)束后，保留核心土；然后參照格柵間距繼續(xù)開(kāi)挖第二、第三層臺(tái)階。所有臺(tái)階開(kāi)挖完畢后，清理泥土，噴射混凝土，封閉掌子面。等到初噴混凝土完全硬結(jié)后，在架設(shè)格柵鋼架，將鋼筋網(wǎng)片固定到格柵鋼架內(nèi)，并使用鐵絲將兩者綁扎、固定。最后選擇C25混凝土進(jìn)行復(fù)噴，保證平均厚度達(dá)到250mm。等到復(fù)噴混凝土完全硬結(jié)后，即可完成導(dǎo)洞斷面支護(hù)。導(dǎo)洞開(kāi)挖支護(hù)時(shí)，還應(yīng)關(guān)注以下技術(shù)要點(diǎn)：（1）按照“快封閉”原則，每階臺(tái)階開(kāi)挖結(jié)束后快速完成掛網(wǎng)、噴射混凝土的封閉處理，可以降低對(duì)周邊環(huán)境的不良影響，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；（2）上臺(tái)階施工期間，在鎖腳錨管與鋼筋格柵焊接完成后，需要在格柵下方墊上一塊600mm×300mm×20mm的木板，擴(kuò)大承壓面，防止格柵在上部荷載作用下嵌入土體而發(fā)生結(jié)構(gòu)變形；（3）雙向開(kāi)挖小導(dǎo)洞時(shí)，如果掌子面凈距離不足5m，則暫停一側(cè)掌子面的開(kāi)挖，并通過(guò)掛網(wǎng)噴射混凝土的方式封閉該掌子面，然后繼續(xù)從另一側(cè)開(kāi)挖剩余土體。

3.2拱頂初支扣拱

本次工程中的拱頂初支扣拱分為兩部分，即邊導(dǎo)洞內(nèi)扣拱和導(dǎo)洞間扣拱,導(dǎo)洞洞內(nèi)扣拱見(jiàn)圖2。在進(jìn)行車站主體邊樁頂冠梁施工時(shí)，可同步開(kāi)展邊導(dǎo)洞的內(nèi)扣拱作業(yè)。在導(dǎo)洞內(nèi)扣拱施工時(shí)，格柵的一個(gè)端頭要使用螺栓固定到導(dǎo)洞的拱頂上，另一個(gè)端頭則使用U型筋與預(yù)埋鋼板焊接固定。導(dǎo)洞格柵就位后，即表示扣拱成功。導(dǎo)洞間扣拱則按照“由外向內(nèi)”的順序開(kāi)展，并且施工進(jìn)度需要與車站拱頂土方開(kāi)挖保持一致。導(dǎo)洞扣拱施工結(jié)束后，開(kāi)展封底格柵作業(yè)。本次工程中使用的封底格柵為20a工字鋼，沿著車站方向東西布置，封底格柵的間隔距離為60cm，相鄰兩塊封底格柵使用連接筋（雙層22號(hào)鋼筋）焊接固定。格柵間掛雙層鋼筋網(wǎng)，使用C25混凝土噴射完成封底。3.3導(dǎo)洞主體部分施工技術(shù)

3.3.1模板的安裝

底板倒角模板采用的是單塊長(zhǎng)度為1.2m的定型鋼模板，固定在底板鋼筋上。樁頂冠梁模板使用的是高度為1.2m、厚度為15mm的竹膠板，模板外側(cè)使用斜支撐。底部縱梁模板同樣采用15mm厚的竹膠板，使用U型托和小導(dǎo)洞初支側(cè)墻支撐模板[2]。模板工程的安裝流程如下：在鋼筋綁扎并驗(yàn)收通過(guò)后，在施工現(xiàn)場(chǎng)彈出墻邊線。首先安裝外墻模板，然后采用吊裝方式將單側(cè)支架吊升到作業(yè)面，現(xiàn)場(chǎng)完成模板單側(cè)支架的安裝。單側(cè)支架的間隔距離為1200mm，支架中間處使用φ50mm加強(qiáng)鋼管進(jìn)行固定。

3.3.2鋼筋的綁扎

鋼筋進(jìn)場(chǎng)后需要仔細(xì)核對(duì)型號(hào)、尺寸、數(shù)量等是否符合要求，同時(shí)檢查外觀質(zhì)量，對(duì)于輕微彎曲、生銹的，要進(jìn)行調(diào)直、除銹；對(duì)于存在嚴(yán)重質(zhì)量缺陷的不得使用。本次工程中基礎(chǔ)梁的形式為下翻梁，現(xiàn)場(chǎng)綁扎梁鋼筋時(shí)，需要先在基礎(chǔ)梁的上口架設(shè)5根橫桿，并焊接固定。然后等間距（50cm）插入箍筋，再穿入基礎(chǔ)梁的下部縱筋和構(gòu)造鋼筋。底板主筋從梁的上部縱筋和構(gòu)造鋼筋之間穿過(guò)，同樣采用焊接方式固定。鋼筋安裝完畢后，測(cè)量位置偏差和焊接質(zhì)量，保證實(shí)際偏差控制在允許范圍，并且焊接牢固后，方可繼續(xù)下一步施工。

3.3.3混凝土澆筑

該工程主體結(jié)構(gòu)采用混凝土澆筑而成，不同位置的施工方法和澆筑順序存在差異。頂、底板按照由邊墻向中線的順序連續(xù)澆筑；側(cè)墻采用泵車分層連續(xù)澆筑。澆筑作業(yè)中，要求混凝土的自由下落高度≤2.5m，如果超過(guò)該高度需要使用溜槽或串桶，避免出現(xiàn)混凝土離析情況。在分層澆筑時(shí)，中間的間隔時(shí)間要盡可能的短，要求上一層混凝土完成初凝后立即開(kāi)始下一層的澆筑[3]。混凝土振搗作業(yè)時(shí)應(yīng)保證表面返漿為止，避免出現(xiàn)蜂窩、麻面的現(xiàn)象。現(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí)還應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)檢查模板接縫處、預(yù)留孔洞處有無(wú)漏漿情況，如果有要及時(shí)匯報(bào)、處理。振搗完畢后，用刮尺刮平表面，等到表面收水后再用木抹子壓實(shí)，之后進(jìn)入養(yǎng)護(hù)工序。本次工程中采用濕麻袋覆蓋養(yǎng)護(hù)，定期灑水，避免混凝土干裂。

3.4導(dǎo)洞防水施工技術(shù)

導(dǎo)洞防水工程主要用材為2.0mm厚的ECB塑料外貼式防水板，具體施工流程如下：（1）基層部分。通過(guò)水泥砂漿抹面的方式使基面平整。水泥砂漿由水和水泥按照1:2.5的比例制備。抹面時(shí)如果發(fā)現(xiàn)基面上有凸起的石塊，應(yīng)使用釬子鑿出后重新抹平，防止基面堅(jiān)硬凸起物刺破防水板[4]。（2）緩沖層部分。緩沖層的主體材料為440g/m2的短纖無(wú)紡布，使用膨脹螺絲將該材料固定到基面上，頂拱上膨脹螺栓的間距為60cm，側(cè)墻上膨脹螺絲的間距為100cm。相鄰兩塊無(wú)紡布采用搭接處理，要求搭接寬度不得小于5cm。搭接部分的縫隙要使用防水膠進(jìn)行處理。（3）防水板部分。使用熱風(fēng)焊槍將防水板固定到預(yù)埋的塑料墊片上，焊接結(jié)束約10min后，人工檢查焊接是否牢固，如果有局部松動(dòng)的要進(jìn)行復(fù)焊，防止在澆筑混凝土?xí)r出現(xiàn)防水板脫落的情況。防水板與基面、緩沖層無(wú)紡布必須緊密貼合，不得有翹邊、空鼓的情況[5]。

4地鐵車站的監(jiān)控量測(cè)

4.1監(jiān)測(cè)對(duì)象與監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

由于該工程周邊有密集的建（構(gòu)）筑物，地下有多條市政管線，因此為保證工程施工安全和建筑物、地下管線的正常使用，必須要采取監(jiān)控量測(cè)措施[6]。監(jiān)測(cè)內(nèi)容為地表沉降和地下管線情況。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖3。

4.2監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

地鐵車站工程周邊道路及地面的最大沉降速率≤4mm/d；市政管線的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。4.3監(jiān)測(cè)結(jié)果地面沉降與地下管線沉降結(jié)果見(jiàn)圖4、圖5。結(jié)合圖4、圖5可以發(fā)現(xiàn)，在本次工程的暗挖段施工中，6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中最大沉降出現(xiàn)在DBA02-1監(jiān)測(cè)點(diǎn)，整個(gè)監(jiān)測(cè)周期內(nèi)累計(jì)沉降量為68.4mm，則最大位移速率為68.4/365=0.19mm/d＜3mm/d，滿足要求。地下管線的沉降監(jiān)測(cè)中，GXC04-13監(jiān)測(cè)點(diǎn)有最大沉降，整個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)累計(jì)沉降量為9.1mm＜10mm，也滿足要求。

5結(jié)論

在淺埋大跨度地鐵車站的暗挖施工中，超前支護(hù)、導(dǎo)洞開(kāi)挖和主體結(jié)構(gòu)的鋼筋工程、混凝土工程是施工管理的重點(diǎn)。在本次工程中，通過(guò)落實(shí)精細(xì)化管理，保證了工程施工的順利進(jìn)行。考慮到該工程所在地區(qū)建（構(gòu)）筑物密集，地下管網(wǎng)交錯(cuò)分布，因此在施工期間同步開(kāi)展了地面沉降觀測(cè)和地下管線沉降觀測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，地面沉降速率和地下管線最大沉降量均在要求范圍之內(nèi)，間接說(shuō)明了暗挖法施工在占地面積小、對(duì)周圍設(shè)施影響小等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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作者:李軻 單位:中電建鐵路建設(shè)投資集團(tuán)有限公司