淺談太原軌道交通2號線晉陽街站土建主體施工投標(biāo)技術(shù)方案

石敏

【摘 要】投標(biāo)階段編制的技術(shù)標(biāo)將貫穿整個工程中，技術(shù)標(biāo)的質(zhì)量就尤為重要。以太原市軌道交通2號線晉陽街站施工為例淺談投標(biāo)技術(shù)方案，軌道交通2號線為南北向穿越主城組團(tuán)，聯(lián)系主城和新城組團(tuán)的骨干線路， 2號線一期工程人民南路～西澗河段，全長23.345km，共設(shè)22座車站，其中換乘站7座。晉陽街站是2號線一期工程新增車站。針對軌道交通工程技術(shù)標(biāo)的編制，對車站主體結(jié)構(gòu)的施工方法及步驟等進(jìn)行了詳細(xì)論述，為今后同類型的施工投標(biāo)積累了經(jīng)驗(yàn)，提供了參考。

【關(guān)鍵詞】圍護(hù)；深基坑；降水；土方開挖

前 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國民收入的不斷增加。機(jī)動車的數(shù)量逐年大量增加。我國現(xiàn)有城市的市政道路出現(xiàn)了嚴(yán)重的擁堵狀況。地鐵建設(shè)進(jìn)入了快速發(fā)展的時期，城市地鐵建設(shè)由于在地下深處施工，地下水位高，周圍建筑多，管線密布，施工風(fēng)險大，因此必須保證前期技術(shù)方案的選定要安全可靠。下面就以太原軌道交通2號線晉陽街站為例說明主體施工的技術(shù)方案。

一、工程簡介

太原市軌道交通2號線一期工程晉陽街站，為新增車站。該站為太原市軌道交通2號線與3號線同期施工的明挖T形換乘車站，中心里程為YCK15+572.399，位于SGTJ-205標(biāo)段中心街站至南中環(huán)站的區(qū)間，建筑面積約33706平方米。

晉陽街站為太原城市軌道交通2號線與3號線同期施工T形換乘車站，車站位于長治路和晉陽街交叉口，2號線車站沿長治路南北方向布置，3號線位于路口東側(cè)沿晉陽街東西向布置。車站所處位置周邊道路車流量較大，西北、西南象限建筑距紅線較近，東北象限為在建地塊，東南象限現(xiàn)狀為綠地。

2號線車站主體結(jié)構(gòu)為2層島式車站，地下一層為站廳層，地下二層為站臺層，車站頂板覆土厚度為4.023m，局部下沉段覆土5.373m，底板埋深約19.013m。車站共設(shè)置3個出入口及2個風(fēng)道。

3號線車站主體結(jié)構(gòu)為3層島式車站，地下一層為站廳層，地下二層為設(shè)備層，地下三層為站臺層，車站頂板覆土厚度約為5.4m，底板埋深約27.7m。車站共設(shè)置4個出入口及2個風(fēng)道。

二、工程特點(diǎn)、重難點(diǎn)分析

（一）車站主體工程規(guī)模大、圍護(hù)工序復(fù)雜

晉陽街站為新增車站，該站為軌道交通2號線與3號線同期施工的明挖T形換乘車站，總建筑面積為33706m2。車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地連墻、開挖作業(yè)采用明挖順做法；附屬工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用圍護(hù)樁+鋼管內(nèi)支護(hù)體系，2號線車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)自上而下設(shè)置混凝土支撐和兩道鋼管支撐，3號線車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)自上而下設(shè)置混凝土支撐和四道鋼管支撐。外設(shè)單排咬合深層攪拌樁止水帷幕，坑內(nèi)降水。

（二）控制沉降、保證建構(gòu)筑物安全是本工程的重難點(diǎn)

本標(biāo)段為地下工程，施工過程中對周邊土體具有一定擾動，特別是西北、西南象限建筑距紅線較近；車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地連墻方式，墻體剛度大、整體穩(wěn)定性好、變形小、具有擋水抗?jié)B作用，以有效減小開挖引起周邊地面及建構(gòu)筑物過大沉降。如何保證附近建構(gòu)筑物安全，是本標(biāo)段的重難點(diǎn)。

三、技術(shù)方案的選定

（一）總體施工方案

1.車站主體結(jié)構(gòu)。

車站主體施工屬于深基坑施工，屬于危險性較大的工程，必須編制專項(xiàng)施工方案。

車站主體施工采用明挖順作的施工方案。由于明挖涉及周圍建筑的安全，更要高度重視車站的主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工。主體結(jié)構(gòu)施作時必須與內(nèi)支撐體系相互配合，銜接緊密，才能確保安全，控制變形在要求范圍內(nèi)。

車站主體圍護(hù)采用地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐。2號線車站基坑開挖深度約為19.6m，選用D800地下連續(xù)墻。3號車站開挖深度約為27.5m，選用D1000地下連續(xù)墻。本站主體結(jié)構(gòu)施工采用鋼管內(nèi)支撐。

2號線車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)自上而下設(shè)置混凝土支撐（標(biāo)準(zhǔn)段為φ800、壁厚16mm鋼支撐）和兩道φ800、壁厚16mm的鋼管支撐，3號線車站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)自上而下設(shè)置混凝土支撐（標(biāo)準(zhǔn)段為φ800、壁厚16mm鋼支撐）和四道φ800、壁厚20mm的鋼管支撐。

車站主體結(jié)構(gòu)采用800mm厚C35鋼筋砼地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，利用地連墻專用機(jī)械進(jìn)行作業(yè)。主體結(jié)構(gòu)采用明挖順作法施工。車站土方采用機(jī)械明挖，局部結(jié)構(gòu)部分和底板最后30cm采用人工清理開挖，主體結(jié)構(gòu)采用模筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用自下而上順做法施工；車站防水在結(jié)構(gòu)迎水面設(shè)置柔性全包防水層。

2.附屬結(jié)構(gòu)。

附屬結(jié)構(gòu)采用明挖順作法施工。

3.主體結(jié)構(gòu)施工步驟。

第一步：管線改遷，施工圍擋，平整場地，疏解交通，施作地連墻，臨時立柱樁，進(jìn)行坑內(nèi)降水。

第二步：基坑開挖至第一道支撐底標(biāo)高處，施作墻頂冠梁，擋土墻。同步澆注第一道混凝土支撐及冠梁角部混凝土板撐。

第三步：分層分段繼續(xù)向下進(jìn)行基坑開挖，依次開挖至各道橫撐下0.5m后施作第二～三道（第二～五道）橫撐。隨開挖隨架設(shè)各道砼支撐及鋼支撐，開挖至基坑設(shè)計標(biāo)高處。

第四步：開挖至基坑底設(shè)計標(biāo)高，驗(yàn)槽后施作接地網(wǎng)、墊層、鋪底、防水層、結(jié)構(gòu)底板及底縱梁，并作好臨時立柱樁的防水，施作側(cè)墻防水層，并向上施作部分側(cè)墻。

第五步：待底板強(qiáng)度達(dá)到75%以上，拆除第三道鋼支撐，施作第三道撐以下部分站臺層邊墻防水層、邊墻結(jié)構(gòu)和站廳層。

第六步：待站廳板強(qiáng)度達(dá)到75%以上，中板達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，拆除第二道鋼支撐，澆筑地下一層側(cè)墻及頂板結(jié)構(gòu)。

第七步：待主體結(jié)構(gòu)達(dá)到一定強(qiáng)度，施作頂板防水層及保護(hù)層，拆除第一道混凝土支撐，施作壓頂梁，隨回填隨壓實(shí)，回填至地面。

4.特殊部位施工方法及步驟。

后澆帶施工：車站縱向在公共區(qū)同設(shè)備區(qū)之間設(shè)置后澆帶。后澆帶范圍內(nèi)鋼筋可不斷開，并按后澆帶構(gòu)造設(shè)計要求設(shè)置加強(qiáng)筋，混凝土澆筑完畢并間隔6個星期后用混凝土再澆筑。后澆帶混凝土澆筑后，其養(yǎng)護(hù)時間不小于4個星期。

（二）車站主體施工方案

1.圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工方案。

地下連續(xù)墻采用液壓抓斗地下連續(xù)墻成槽機(jī)施工。根據(jù)地下連續(xù)墻的厚度及外放尺寸修筑高于地面10～20cm的鋼筋混凝土導(dǎo)墻、進(jìn)行泥漿制備、槽段挖掘、換漿清底、鋼筋籠吊裝、水下混凝土澆筑、連續(xù)墻接頭防水處理。在平面上導(dǎo)墻施工接頭與地下連續(xù)墻接頭錯開，施作完畢驗(yàn)收后，立即回填，防止導(dǎo)墻內(nèi)擠。

內(nèi)支撐施工：支撐編號→對號加工并運(yùn)到現(xiàn)場→焊接法蘭盤→焊三角形鋼板托架→鋼圍檁就位（支護(hù)樁）→鋼支撐就位校正→施加預(yù)應(yīng)力→緊固鋼楔→拆除液壓千斤頂→鋼支撐與圍檁連接。

首道鋼筋混凝土內(nèi)支撐的施工方法開挖至梁底，采用成型模板進(jìn)行梁體成型。鋼筋混凝土支撐梁和冠梁混凝土澆筑盡量同時進(jìn)行，保證支撐體系的整體性。

鋼支撐采用龍門吊或履帶式吊機(jī)一次性吊裝到位。鋼支撐吊裝到位后，用兩個組合液壓千斤頂同步施加預(yù)加軸力，最后用楔子塞緊。

2.降水施工方案。

太原軌道交通2號線一期工程沿線地下水位較高，車站地下水采用鉆孔灌注樁+止水帷幕+基坑內(nèi)降水處理。降水井坑內(nèi)兩排交錯布置，間距10～20m，每口井的降水面積約200m2。

將地下水位降至底板以下0.5m以下。降水工作從開挖施工前一周開始，持續(xù)至主體完成回填后續(xù)工作結(jié)束。

3.土方開挖施工方案。

考慮車站兩端區(qū)間均采用盾構(gòu)法施工，北端提供盾構(gòu)始發(fā)條件，南側(cè)提供接收條件。車站施工場地受限圍擋內(nèi)幾乎無剩余空間進(jìn)行施工臨建布置，故：晉陽街車站開挖順序?yàn)樽员倍送隙碎_挖。

為控制沉降變形，嚴(yán)格遵循“分層、分塊、對稱、均衡、限時”的原則，循序漸進(jìn)，合理安排施工工序。具體方法為：

在冠梁施工完畢的局部地方，可以進(jìn)行第一層土方開挖，開挖至第一道混凝土支撐梁頂標(biāo)高后，開挖支撐梁溝槽并進(jìn)行第一道混凝土支撐的施工，隨后向下開挖至各層支撐處以下0.5m，進(jìn)行各道支撐的施工；隨挖隨撐，向下開挖至基底設(shè)計標(biāo)高。在開挖至基底30cm高度范圍內(nèi)的土體進(jìn)行人工配合清底。

（1）機(jī)械設(shè)備配置

基坑土方工程的特點(diǎn)是工程量大，工作面受混凝土支撐、鋼支撐施工的制約，需合理組織施工，才能使工程流水施工。基坑采用4～6臺斗容量1.5m3反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行分段分層開挖，分段長度約20m，分層高度2～3m，土方倒運(yùn)采用挖掘機(jī)挖土接力裝車外運(yùn)方式進(jìn)行。

（2）土方開挖關(guān)鍵卡控點(diǎn)

①本工程由于施工工序多，多道工序要同時施工，都需要土方施工配合，因此施工關(guān)鍵是土方運(yùn)輸。因工程土方量巨大，合理布置現(xiàn)場道路和出入口，合理規(guī)劃卸土場地，優(yōu)化運(yùn)土路線，安排好作業(yè)時間，做好車輛分流，減少道路擁擠。

②為加快土方施工速度，根據(jù)現(xiàn)場交通情況及場地布置，可在基坑內(nèi)修建臨時出土坡道，由汽車直接進(jìn)入基坑進(jìn)行土方運(yùn)輸。

③為加快土方施工速度，根據(jù)現(xiàn)場交通情況，地面以下4m范圍內(nèi)土方采用挖機(jī)直接裝車運(yùn)走，基坑4m以下土方反鏟挖機(jī)接力開挖裝車。

④由于基坑深，施工空間小，豎向分層高度考慮立體結(jié)構(gòu)尺寸、橫撐排距及豎向?qū)泳嘁约巴诰驒C(jī)最大挖土能力確定。開挖中間立柱時，立柱四周土體必須均勻下降，嚴(yán)禁側(cè)挖以防止土體坍落碰撞立柱。

⑤土方施工后期，基坑局部邊緣部位不能施做出渣坡道，上層8～10m范圍采用長臂挖掘機(jī)挖除；最后剩余少量土方采用吊車吊出基坑后再裝車。

⑥土方收尾位置盡量放在深度較淺的部分，設(shè)置土方垂直吊運(yùn)平臺，基坑中利用小型挖土機(jī)裝土，地面布置汽車吊或履帶吊進(jìn)行垂直吊運(yùn)出土，待土方收尾完成后，將挖土機(jī)吊出。

⑦當(dāng)開挖至支撐設(shè)計標(biāo)高以下0.5m時必須停止開挖，及時設(shè)置鋼支撐，并按規(guī)定施加預(yù)應(yīng)力，并檢查并確認(rèn)支撐的穩(wěn)定性安全性后，方可繼續(xù)開挖。

⑧基坑開挖施工前，基坑周圍設(shè)截排水溝截排地面水，地面采用混凝土硬化，防止地表水滲入基坑，基坑內(nèi)采用明溝排水，沿車站縱向每20米設(shè)一集水坑。

⑨基坑周圍設(shè)置安全護(hù)欄?；觾蓚?cè)坡頂10m范圍內(nèi)不得堆土、堆料，車輛限速限載，地面荷載不得大于20kPa。鋼支撐上方不得搭架、架設(shè)任何豎向荷載。

⑩基坑開挖至基底墊層以上300mm時，應(yīng)及時進(jìn)行清底驗(yàn)槽，并采用人工挖除剩余土方，挖至設(shè)計標(biāo)高后應(yīng)及時平整基坑，疏干坑內(nèi)積水，及時施做接地網(wǎng)和墊層。

交通、市容等部門的有關(guān)審批手續(xù)辦理完備，并選擇和確定好卸土場位置及最佳運(yùn)渣車的行走路線。由專人負(fù)責(zé)場內(nèi)外的文明施工保潔工作，加強(qiáng)對運(yùn)輸通道的保護(hù)修復(fù)工作。

4.主體結(jié)構(gòu)施工方案。

本站結(jié)構(gòu)方案標(biāo)準(zhǔn)段部分為鋼筋混凝土兩層多跨矩形框架結(jié)構(gòu)。車站采用明挖順作法施工，主體結(jié)構(gòu)按照由下至上、先板后墻的施工順序，逐段施工，前后多段進(jìn)行流水施工，邊施工、邊拆除支撐。主要施工步驟如圖1：

其車站施工步驟圖如表1所示（標(biāo)準(zhǔn)段）：

四、沉降監(jiān)測方案

車站主體基坑工程周邊環(huán)境的性質(zhì)和安全等級，深基坑工程的監(jiān)測主要包括以下內(nèi)容：

1.支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測。

（1）圍護(hù)墻頂部水平位移；（2）圍護(hù)墻頂部沉降；（3）圍護(hù)墻體測斜； （4）圍護(hù)墻體應(yīng)力監(jiān)測；（5）支撐軸力監(jiān)測；（ 6）格構(gòu)柱位移監(jiān)測。

2.周圍環(huán)境的監(jiān)測 。

（1）基坑周圍建筑物的沉降觀測；（2）相鄰道路、地下管線的沉降監(jiān)測；（3）圍護(hù)墻側(cè)土壓力觀測；（4）基坑內(nèi)外地下水位動態(tài)觀測；（5）基坑外側(cè)土體分層沉降觀測；（6）基坑周圍建筑物裂縫觀測；（7）圍護(hù)墻側(cè)孔隙水壓力觀測。

開挖過程中加強(qiáng)對支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊建構(gòu)筑物的監(jiān)測，基坑開挖期間，開挖段及影響范圍內(nèi)測點(diǎn)每天一次，未開挖段每周1～2次； 根據(jù)基坑開挖深度的變化，調(diào)整監(jiān)測頻率?；娱_挖超過10m，監(jiān)測頻率最高達(dá)每天2次；根據(jù)監(jiān)測項(xiàng)目對基坑安全的影響程度，設(shè)定不同的監(jiān)測頻率；發(fā)現(xiàn)變化過大應(yīng)立即采用增大支撐強(qiáng)度，并從基坑內(nèi)側(cè)往基坑外側(cè)對建構(gòu)筑物周邊土體進(jìn)行注漿加固處理。

五、結(jié)束語

地鐵車站基坑施工屬于深基坑施工，根據(jù)地下水的分布情況，本站主體圍護(hù)采用地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐。墻體剛度大、整體穩(wěn)定性好、變形小、具有擋水抗?jié)B作用，以有效減小開挖引起周邊地面及建構(gòu)筑物過大沉降。明挖順做法既充分發(fā)揮了圍護(hù)的作用，保證了高水位下深基坑施工的安全，又適當(dāng)降低了施工的難度，是一種行之有效的城市地鐵施工方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]《太原市軌道交通2號線一期工程晉陽街站土建施工SGTJ-216標(biāo)段招標(biāo)圖紙》，北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司

[2]《城市快速軌道交通項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（試行本）》，1999年北京市城建設(shè)計研究院

[3]《城市軌道交通地下工程建設(shè)風(fēng)險管理規(guī)范》，GB50652-2011中國土木工程協(xié)會同濟(jì)大學(xué)等 張雁等

[4]《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》，GB50299-1999中華人民共和國建設(shè)部

[5]《軌道交通降水工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》，JQB-053-2005中國建筑工業(yè)出版社