裝配式地下通道在昆明地鐵建設(shè)中的應(yīng)用

李琪 唐琪舍 王澤生

地鐵地下連接通道采用箱涵頂進(jìn)法施工，可極大地緩解人員密集區(qū)的交通壓力，同時(shí)還能保證施工質(zhì)量，縮短工期，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)，值得在軌道交通工程建設(shè)中推廣。

城市軌道交通把中心城區(qū)集聚拓展與交通需求相結(jié)合，近年來得到了各地政府和各級(jí)主管部門的高度重視，2017年中國內(nèi)地軌道交通在建城市42個(gè)，在建線路6218km，投資完成額創(chuàng)歷史新高。昆明軌道交通項(xiàng)目規(guī)劃1～9號(hào)線網(wǎng)長296.7km，目前在建的地鐵6號(hào)線起點(diǎn)為塘子巷站，終點(diǎn)到達(dá)長水機(jī)場，其中，拓東體育館站與拓東大成中央商務(wù)區(qū)的地下連接通道采用裝配式預(yù)制混凝土箱涵頂進(jìn)法施工，實(shí)施效果良好，可供行業(yè)參考和借鑒。

一、工程概況

工程位于拓東路與環(huán)城南路交叉口地下，此路口是主城區(qū)通往呈貢新區(qū)、機(jī)場等的主要通道，人流、車流量大，且路口經(jīng)多次改造，地下管線情況復(fù)雜，如采用常規(guī)的明挖法施工，將對(duì)東部片區(qū)乃至整個(gè)昆明市的交通造成長期、巨大的影響，綜合考慮交通環(huán)境、管線搬遷難度及工期等因素，采用箱涵頂進(jìn)法施工。

工程規(guī)模∶地下通道凈尺寸為4.0m×6.0m，長9 6.4 8 m。頂進(jìn)始發(fā)井為沉井，結(jié)構(gòu)凈尺寸為12.0m×10.3m，接收井利用已完成的車站結(jié)構(gòu)。施工場地地面標(biāo)高為1894.00m，根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，箱涵主要在（2）4-3灰黃色粉土和（4）1-3黏土層中頂進(jìn)，頂部覆土約為5.5m。地下通道沿線穿越不同管徑、材質(zhì)的十條以上的管線，主要有兩條直徑為?529和?219的燃?xì)夤艿?，還有三條大口徑的雨、污水管管底距箱涵頂分別僅有1.88m、1.92m、2.31m。

二、箱涵預(yù)制

箱涵采用工廠化制作，為4.9m×6.9m矩形斷面，混凝土強(qiáng)度C50，抗?jié)B等級(jí)P8，單節(jié)標(biāo)準(zhǔn)長度1.5m，壁厚0.45m，重約37t，如圖1所示。箱涵兩端分別預(yù)埋鋼套環(huán)和鋼環(huán)，涵內(nèi)預(yù)留壓漿、起吊及翻身孔。

圖1 預(yù)制箱涵斷面圖

采用具有足夠剛度和精度的可拆式鋼結(jié)構(gòu)模具；鋼筋骨架兩端的環(huán)向鋼筋密纏2～3圈，預(yù)留孔洞周邊設(shè)置加強(qiáng)環(huán)筋，在標(biāo)準(zhǔn)模架上定位焊接成型；混凝土澆筑按照對(duì)稱、均勻和分層的要求向模內(nèi)布料，經(jīng)高頻插入式振搗器振搗成型。混凝土采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，脫模強(qiáng)度不低于37.5MPa。檢驗(yàn)項(xiàng)目包括外觀質(zhì)量、尺寸偏差、混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B性能、軸向受壓荷載和頂板、底板外壓荷載，檢驗(yàn)方法可參考《混凝土和鋼筋混凝土排水管試驗(yàn)方法》（GB/T 16752）。配備能承受單節(jié)箱涵重量的吊、運(yùn)機(jī)械設(shè)備；運(yùn)輸和存放時(shí)，可在箱涵下面和側(cè)面擱置柔性墊料防止碰傷；箱涵堆放不得重疊，避免產(chǎn)生裂紋或永久性變形；損壞的箱涵應(yīng)根據(jù)損壞程度，作報(bào)廢、現(xiàn)場修補(bǔ)、返廠修理等處理。

三、箱涵頂進(jìn)

1.施工準(zhǔn)備

常規(guī)施工用水、用電、通風(fēng)及照明等設(shè)施的安裝；施工材料、設(shè)備及機(jī)具齊備，箱涵、始發(fā)井混凝土強(qiáng)度滿足施工要求；建立測(cè)量控制網(wǎng)。在洞圈上安裝簾布橡膠板密封洞圈，壓板的螺栓孔采用腰子孔形式，可隨時(shí)調(diào)節(jié)；在井底部澆筑約60cm高C20素混凝土，并預(yù)埋鋼板作為基座，基座上的兩根軌道平行、等高；后靠背與角鋼固定支架焊接牢固，與工作井內(nèi)襯墻預(yù)留一定的空隙，固定后填筑C20素混凝土；多刀盤土壓平衡式矩形頂進(jìn)機(jī)頭外形尺寸為4.9m×6.9m，總重量約195t，分兩段吊裝。機(jī)頭吊起后作片刻的停頓，確定安全后，緩慢吊入工作井，安放在基座的軌道上；頂進(jìn)機(jī)就位后反復(fù)調(diào)試，進(jìn)行精確定位，并保證千斤頂?shù)男阅芡旰?。分階段進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，讓施工人員全面了解各種重點(diǎn)和難點(diǎn)，提高質(zhì)量和安全意識(shí)。

2.出洞段施工

鑿除出洞口范圍內(nèi)地下連續(xù)墻→設(shè)備調(diào)試→頂進(jìn)機(jī)頭靠上封門→頂進(jìn)機(jī)切削加固土體→機(jī)頭切口進(jìn)入原狀土。頂進(jìn)機(jī)出洞后，根據(jù)各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的反饋不斷進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，及時(shí)總結(jié)出正面土壓力、出土量、頂進(jìn)速度、注漿量等主要施工參數(shù)的最佳值。

3.進(jìn)洞段施工

頂進(jìn)貫通前應(yīng)提高測(cè)量的頻率和精度，確認(rèn)頂進(jìn)狀態(tài)、評(píng)估進(jìn)洞姿態(tài)并擬訂具體的施工方案，確保頂進(jìn)機(jī)能準(zhǔn)確進(jìn)洞。頂進(jìn)機(jī)機(jī)頭加上土倉內(nèi)殘留的土，總重量將達(dá)到200t左右，預(yù)先搭設(shè)接收架可避免造成底板結(jié)構(gòu)的損傷。車站施工時(shí)底板上預(yù)制兩條40cm寬的鋼筋混凝土梁作接收架的基礎(chǔ)，上部焊接鋼軌道，高程根據(jù)測(cè)量結(jié)果確定。頂進(jìn)機(jī)距車站6m時(shí)，停止第一節(jié)箱涵的壓漿，壓漿位置在以后頂進(jìn)中逐漸后移，保證進(jìn)洞前形成完好的6m左右的土塞；頂進(jìn)機(jī)切口進(jìn)入接收洞口加固區(qū)域時(shí)，適當(dāng)減慢頂進(jìn)速度，調(diào)整出土量，逐步減小機(jī)頭正面土壓力；第一節(jié)箱涵前端離車站內(nèi)壁約35cm時(shí)停止推進(jìn)，通過伸縮千斤頂和加設(shè)墊塊脫開機(jī)頭與箱涵，機(jī)頭向前頂出，平穩(wěn)落在接收架上；操作千斤頂，將剩余部分的箱涵繼續(xù)頂入，與內(nèi)壁齊平。

四、箱涵連接

整個(gè)工程共使用63節(jié)標(biāo)準(zhǔn)長度的箱涵，最后1節(jié)箱涵在頂進(jìn)機(jī)距離接收洞口較近時(shí)，測(cè)量確定精確長度預(yù)制。箱涵采用“F”型承插式接口，接縫防水采用鋸齒形彈性密封止水圈和雙組分聚硫密封膏。如圖2所示。

圖2 箱涵連接大樣圖

五、實(shí)施效果

本工程自2016年7月開工，2016年10月完工，歷時(shí)3個(gè)月，常規(guī)明挖施工一般需要4～6個(gè)月。但箱涵頂進(jìn)法包括工作井制作、下沉施工對(duì)交通基本沒有影響，而明挖法需中斷交通，加上管線遷改，對(duì)道路通行的影響將達(dá)1年左右。箱涵頂進(jìn)施工（包括工作井）的單位造價(jià)約為14～18萬元/m，明挖法施工的單位造價(jià)約為7～10萬元/m（不含管線遷改），明挖法優(yōu)勢(shì)明顯，但在地下管線遷改數(shù)量多、交通組織困難的情況下，整個(gè)工程投資將大幅增加，甚至與箱涵頂進(jìn)法的費(fèi)用持平。工程從開工至今的施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，周圍環(huán)境和主體結(jié)構(gòu)的變形量均在允許范圍之內(nèi)，對(duì)地下通道裝修前的實(shí)體檢查也未發(fā)現(xiàn)箱涵接口處有漏水、沉降的現(xiàn)象，且箱涵在工廠內(nèi)預(yù)制，工程質(zhì)量及施工安全性優(yōu)于明挖法和礦山法施工。

六、結(jié)語

裝配式建筑是建造方式的重大變革，是推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要舉措，在地鐵地下通道建設(shè)中采用箱涵頂進(jìn)法施工，是裝配式建筑在市政基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)中的又一應(yīng)用，對(duì)建筑工業(yè)化發(fā)展有著重要的意義。