淺析涉地鐵區(qū)間及車站段高架橋綜合施工技術(shù)

徐文明

【摘 要】對(duì)于離地鐵區(qū)間和車站段較近的高架橋樁基與承臺(tái)，施工過程必然會(huì)影響地鐵既有結(jié)構(gòu)的安全與將來的投入使用。對(duì)此，論文以本區(qū)×號(hào)地鐵為工程實(shí)例，簡要分析了其樁基、壓頂梁、承臺(tái)、橋墩、鋼箱梁等環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)方案與施工工藝，以期為相關(guān)人員提供參考。

【Abstract】For the pile foundation and cap of the viaduct which is close to the subway section and station section， the construction process will inevitably affect the safety of the existing subway structure and its application in the future. In view of this， the paper the? No.x? metro in this district as an engineering example， and briefly analyzes the design scheme and construction technology of its pile foundation， jacking beam， cap， pier and steel box girder， so as to provide some reference for the relevant staff.

【關(guān)鍵詞】高架橋;地鐵區(qū)間和車站;綜合施工技術(shù)

【Keywords】viaduct; subway section and station; comprehensive construction technology

【中圖分類號(hào)】U448.28? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2018）12-0177-02

1 工程實(shí)例

為探究涉地鐵區(qū)間與車站段高架橋的綜合施工技術(shù)，筆者以所在區(qū)域的×號(hào)地鐵為工程實(shí)例展開分析。該地鐵線路西起于A路與鐵路南專線，東止于B路口。起點(diǎn)樁號(hào)K2+680（73#墩），終點(diǎn)樁號(hào)K3+125（90#臺(tái)），全長445m。75#～90#墩位于地鐵區(qū)間與B路地鐵站范圍內(nèi)，其中75#墩位于地鐵區(qū)間北側(cè)，3根樁與地鐵結(jié)構(gòu)之間的凈距離為3m;76#墩～83#墩樁基跨越地鐵1號(hào)線區(qū)間左線以及右線主體結(jié)構(gòu)，82#墩樁與地體結(jié)構(gòu)外墻之間的最小凈距為2.4m，其余各墩鉆孔樁與地體結(jié)構(gòu)外墻之間的凈距則在2.6～5.2m之間。承臺(tái)底與框構(gòu)頂板件之間的凈距離則較大，約為6.63～8.09m。車站范圍內(nèi)，外橋上部結(jié)構(gòu)采用飛燕式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁與鋼箱梁，下部橋墩則采用花瓶式獨(dú)墩，工程基礎(chǔ)應(yīng)用承臺(tái)樁基礎(chǔ)。

2 涉地鐵區(qū)間及車站段高架橋綜合施工技術(shù)

2.1樁基施工

2.1.1鋼護(hù)筒設(shè)計(jì)和施工

該工程將鋼護(hù)筒設(shè)置在靠近地鐵的樁基處并埋入承臺(tái)0.15m，護(hù)筒長度為20m，內(nèi)徑1.6m，壁厚15mm。鋼護(hù)筒鋼板的型號(hào)為Q235B，1級(jí)焊縫，主要施工工藝為分段制作、分段靜壓跟進(jìn)。每段鋼護(hù)筒的安裝均需由專業(yè)人士對(duì)其垂直度進(jìn)行檢查，避免鋼護(hù)筒在靜壓跟進(jìn)過程中出現(xiàn)傾斜。

2.1.2 鉆孔樁鉆進(jìn)和混凝土灌注

較大的砂層厚度對(duì)泥漿比重提出了較高的要求，施工人員在鉆孔樁成孔鉆進(jìn)的過程中需將泥漿比重控制在1.4～1.6之間，并選用優(yōu)質(zhì)膨潤土進(jìn)行泥漿配置。鉆進(jìn)速度不可過快，孔內(nèi)泥漿面高度也應(yīng)高于地下水位2m。筆者通過調(diào)查了解到，該工程項(xiàng)目的地鐵區(qū)間段在開挖時(shí)應(yīng)用的是礦山法，砂層較厚導(dǎo)致設(shè)計(jì)有3m長的錨桿，施工時(shí)有約2.5m外露。因此，施工人員需采取緩慢鉆進(jìn)的方式對(duì)靠近地鐵結(jié)構(gòu)側(cè)的樁基進(jìn)行施工，以免發(fā)生大量塌孔而影響樁基的正常施工與質(zhì)量。若遇到鉆進(jìn)過程中碰到錨桿的情況，施工人員需立即停止鉆進(jìn)。為防止錨桿造成孔坍塌或破壞主體結(jié)構(gòu)，可利用防水角磨機(jī)實(shí)施水下切割。灌注樁基時(shí)應(yīng)由專人指揮罐車一輛一輛入場。

2.2 壓頂梁施工

2.2.1 施工順序

施工人員順橋向開挖范圍內(nèi)車站兩側(cè)土體后，需按照先北側(cè)再南側(cè)、先承臺(tái)范圍外再承臺(tái)范圍內(nèi)的順序進(jìn)行單側(cè)分段施工。嚴(yán)格按照上述順序進(jìn)行壓頂梁施工可有效保證地鐵結(jié)構(gòu)的安全性。

2.2.2 開挖階段

將開挖出的土方堆放于附近頂板上，路面以上覆土不得超過2m，并用等量的土抵消結(jié)構(gòu)上浮趨勢。為應(yīng)對(duì)緊急情況，施工現(xiàn)場應(yīng)隨時(shí)準(zhǔn)備好運(yùn)土車、吊車以及旋挖鉆機(jī)。

2.2.3? 設(shè)計(jì)階段

將車站兩側(cè)冠梁和圍護(hù)樁鑿樁頭至車站頂標(biāo)高，焊接壓頂梁鋼筋與既有車站圍護(hù)樁鋼筋，單側(cè)現(xiàn)澆C30混凝土壓頂梁，長164.5m、寬2m、高0.5m[1]。該工程采用XPS板填塞壓頂梁與承臺(tái)的空隙處。

2.2.4 注意事項(xiàng)

鑿除冠梁與圍護(hù)樁部分時(shí)必然會(huì)對(duì)原有的防水保護(hù)層與防水卷材造成程度不一的破壞，因此，需采取如下恢復(fù)措施：①切去破壞處的防水卷材，在其上部重新鋪設(shè)壓頂梁;②將細(xì)石混凝土防水保護(hù)層包于新鋪設(shè)的防水層外面;③鋪設(shè)伸縮縫位置的止水條與止水帶。

2.3 承臺(tái)施工

2.3.1 基坑開挖

將放坡開挖邊線比例設(shè)置為1：0.5可達(dá)到減少承臺(tái)開挖邊線尺寸的目的，而在邊坡網(wǎng)上噴防護(hù)的措施則可有力保證承臺(tái)的安全。鋼筋網(wǎng)由10鋼筋網(wǎng)片組成，間距為15cm，網(wǎng)噴厚度為8cm[2]。

2.3.2 支撐設(shè)計(jì)與施工

本次工程項(xiàng)目中73#墩承臺(tái)支撐整體采用鋼管立柱、雙層貝雷片梁的設(shè)計(jì)方案，其余承臺(tái)均按此方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，無須調(diào)整鋼管間距與貝雷片間距，確保鋼管位置在樁基頂部中心位置即可。承臺(tái)支墩、橫梁、貝雷梁、吊架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工分別如下：①支墩：在預(yù)先澆筑的承臺(tái)上預(yù)埋焊接有8根22U型螺紋鋼的鋼板（900×900×20mm），錨入混凝土30cm。此外，在鋼板上安裝5排630×10鋼管，間距為2.5+2×2.2+2.5m，支墩跨度則為27m。在5排鋼管上加焊900×900×20mm的鋼板，并在鋼管四周焊接加勁肋。②橫梁：在貝雷片和鋼管之間做橫梁（采用3I45b工字鋼），橫梁上下間斷焊接鋼板[3]。③貝雷梁：貝雷梁整體采用多排雙層形式，貝雷片之間不僅要設(shè)置支撐架，還需采用高強(qiáng)螺栓連接好上下層。④吊架系統(tǒng)：將I20b工字鋼分配梁分別安裝于現(xiàn)澆承臺(tái)范圍內(nèi)上下處，間距40cm，采用18精軋螺紋鋼做吊帶。地鐵車站凸起部分則橫向鋪I10工字鋼，間距50cm。采用15mm的竹膠板作為底膜，100×100mm方木作為背帶。

2.3.3 預(yù)應(yīng)力施工控制

待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，將側(cè)模板拆除，開始完成部分預(yù)應(yīng)力束第一次張拉。承臺(tái)施工結(jié)束后，在其上方搭設(shè)支架，開始橋墩澆筑施工。待橋墩混凝土達(dá)到工程所要求的強(qiáng)度后，完成第二次預(yù)應(yīng)力張拉。連續(xù)梁現(xiàn)澆施工、落梁以及架設(shè)梁端混凝土澆筑、混凝土小箱梁架設(shè)等一系列操作一一完成后，按照設(shè)計(jì)方案完成承臺(tái)部分剩余預(yù)應(yīng)力的張拉工序。

2.3.4 其他注意事項(xiàng)

在承臺(tái)設(shè)計(jì)與施工過程中，還需對(duì)以下幾點(diǎn)加以重視：①在路面結(jié)構(gòu)層較薄的承臺(tái)順道路方向兩側(cè)鋪設(shè)搭板，確保道路平順;②計(jì)算工字鋼與貝雷片的撓度，提前設(shè)置好預(yù)拱度，可通過預(yù)壓貝雷支架驗(yàn)證預(yù)拱度;③分層澆筑承臺(tái)混凝土，每層50cm，時(shí)間間隔1h;④人工配合汽車吊拆除貝雷片時(shí)盡量將運(yùn)輸車置于地鐵結(jié)構(gòu)外側(cè)，車和貝雷片總重不得超過20t。⑤混凝土達(dá)到工程所需強(qiáng)度后，拆除側(cè)模后清理承臺(tái)底部。由承臺(tái)縱橋向兩側(cè)砌磚，及時(shí)澆筑承臺(tái)搭板。

2.4 橋墩施工

在施工結(jié)束后的承臺(tái)上方搭設(shè)支架，開始澆筑橋墩。待橋墩混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，開始第二次預(yù)應(yīng)力張拉。墩柱采用整體式鋼模板，泵車完成混凝土澆筑，澆筑速度不得超過1.5m/h。

2.5 鋼箱梁架設(shè)與施工

2.5.1 整體方案

工廠分段制作鋼箱梁，并用大型吊車分段吊裝就位，分段進(jìn)行拼接。吊裝鋼箱梁前，對(duì)鋼箱梁的分段和吊車的工作半徑、鋼絲繩的檢算加以綜合考量。

2.5.2 拼裝支撐系統(tǒng)

鋼箱梁中的支架體系采用雙層不加強(qiáng)貝雷梁和鋼管利相結(jié)合的形式，預(yù)埋（90×90×2）cm的鋼板，每塊鋼板下設(shè)置8根直徑25U型的鋼筋，深入承臺(tái)和條形基礎(chǔ)30cm。每排橫向鋪設(shè)5根直徑為609*16mm的鋼管，在貝雷梁和鋼管柱之間設(shè)置分配梁，并在鋼管柱兩端設(shè)置同樣為（90×90×2）cm的加強(qiáng)鋼板。值得注意的是，支架僅作為鋼箱梁的拼裝用，進(jìn)行澆筑前需將其拆除。

2.6 混凝土箱梁的預(yù)制

工廠預(yù)制混凝土箱梁后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，應(yīng)用吊車在南側(cè)地鐵結(jié)構(gòu)外吊裝就位（現(xiàn)場調(diào)查了解到，該線路北側(cè)地方較為狹小，因此，吊車在線路南側(cè)站立）。利用路基箱（或鋼板）鋪熱，避免吊車對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)造成擠壓力。

3 結(jié)論

筆者通過現(xiàn)場觀察、查閱參考文獻(xiàn)以及走訪調(diào)查了解到，×號(hào)地鐵A～B線路正好離地鐵區(qū)間和車站較近，因此，該工程項(xiàng)目的高架橋施工較為復(fù)雜，不僅要解決區(qū)間和車站漏水、漏漿、變形以及上浮問題，同時(shí)還要保證地鐵和車站的結(jié)構(gòu)安全。本文從樁基、壓頂梁、承臺(tái)、橋墩、鋼箱梁等環(huán)節(jié)的施工出發(fā)，簡要分析了涉地鐵區(qū)間及車站段高架橋的施工工藝，以期為相關(guān)人員提供參考。

【參考文獻(xiàn)】

【1】劉動(dòng).緊鄰地鐵高架橋樁基礎(chǔ)的深基坑變形控制研究[J].廣東土木與建筑，2018，25（10）：21-25.

【2】張津.高架橋樁基施工對(duì)既有地鐵隧道影響數(shù)值研究[J].建筑安全，2018，33（10）：28-31.

【3】丁智，張霄，周聯(lián)英，等.近距離橋樁與地鐵隧道相互影響研究及展望[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2018，52（10）：1943-1953+1979.