濟(jì)南市地鐵工程華陽路站施工方案研究

聞民臣

（中鐵十八局集團(tuán)第三工程有限公司，河北涿州，072700）

1 工程概況

華陽路站為濟(jì)南市城市軌道交通M1 線車站，該站位于橫七路與華陽路十字路口，橫跨華陽路，沿橫七路東西向設(shè)置，為地下二層島式車站。車站西側(cè)小里程端為盾構(gòu)區(qū)間，東側(cè)大里程端暫定為明挖區(qū)間。車站以西為二鋼宿舍，以東為規(guī)劃縱二路，其他方位沒有現(xiàn)有建、構(gòu)筑物，主體基坑四周以規(guī)劃綠地和商業(yè)混合用地為主。華陽路站全長234m，標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)凈尺寸為19.7m，西端頭井內(nèi)凈平面尺寸為24×13m，東端頭井內(nèi)凈平面尺寸為24.8×13m。車站有效站臺(tái)中心處開挖深度約14.9m，東端頭井開挖深度約16.8m，西端頭井開挖深度約16.3m，規(guī)劃覆土厚度約3.47m。

車站主體采用地下兩層單柱雙跨（局部雙柱三跨）鋼筋混凝土箱型框架結(jié)構(gòu)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)依地質(zhì)條件分段處理，東側(cè)采用放坡+φ800@1500 鉆孔灌注樁+1 道混凝土支撐，西側(cè)采用放坡+φ800@1500鉆孔灌注樁+1 道混凝土支撐+1 道鋼支撐的支護(hù)形式。主體結(jié)構(gòu)頂板及側(cè)墻設(shè)防水層。詳見華陽路站平面布置圖1。

圖1 華陽路站站平面布置

圖2 華陽路站地質(zhì)縱剖面圖

2 地質(zhì)概況

車站主體主要位于雜填土、粉質(zhì)粘土、粘土、碎石、中風(fēng)化灰?guī)r中，底板基本坐落在中風(fēng)化灰?guī)r層。第四系下部為灰?guī)r，地下水類型為灰?guī)r巖溶裂隙水，由于水位埋藏較深，勘探深度范圍內(nèi)均未觀測到地下水位。雨季可能在灰?guī)r表面及碎石層中形成暫時(shí)性流水，若雨季施工應(yīng)采取控制地下水的有效措施。根據(jù)勘察及搜集區(qū)域水文地質(zhì)資料，華陽路站位置近3～5 年最高水位50.0m，施工期間抗浮設(shè)計(jì)水位按照52.0m 考慮，運(yùn)營期間抗浮設(shè)計(jì)水位按照56.0m 考慮，詳見圖2。

3 工程特點(diǎn)

該工程具有以下特點(diǎn)： (1)基坑變形控制要求嚴(yán)格，環(huán)境保護(hù)等級高，監(jiān)控量測工作量大； (2)周邊地下空間開發(fā)多，交叉施工多，協(xié)調(diào)難度大； (3)管線遷改數(shù)量多，遷改難度大； (4)盾構(gòu)區(qū)間下穿復(fù)雜地質(zhì)及小半徑線路； (5)盾構(gòu)進(jìn)出洞施工風(fēng)險(xiǎn)較大； (6)聯(lián)絡(luò)通道暗挖法施工難度高、風(fēng)險(xiǎn)大； (7)安全、質(zhì)量、文明施工與環(huán)境保護(hù)要求高。

4 華陽路站施工方案及技術(shù)措施

華陽路站為濟(jì)南市城市軌道交通M1 線車站，該站位于橫七路與華陽路十字路口，橫跨華陽路，沿橫七路東西向設(shè)置，為地下二層島式車站。車站西側(cè)小里程端為盾構(gòu)區(qū)間，東側(cè)大里程端暫定為明挖區(qū)間。

車站采用明挖順筑法施工，主體采用地下兩層單柱雙跨（局部雙柱三跨）鋼筋混凝土箱型框架結(jié)構(gòu)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)依地質(zhì)條件分段處理，東側(cè)采用放坡+φ800@1500 鉆孔灌注樁+1 道混凝土支撐，西側(cè)采用放坡+φ800@1500 鉆孔灌注樁+1 道混凝土支撐+1 道鋼支撐的支護(hù)形式。

圖3 華陽路站基坑土方開挖施工工藝流程圖

4.1 基坑開挖方法及技術(shù)措施

華陽路站基坑土方開挖施工工藝流程圖如上圖所示。

4.1.1 基坑開挖施工方法

本站基坑?xùn)|側(cè)部分基底位于21-2 中風(fēng)化灰?guī)r，該灰?guī)r抗壓強(qiáng)度較高，開挖難度較大，擬采用挖機(jī)配合率液壓破碎錘進(jìn)行挖除，如果開挖困難，則考慮采用爆破法施工?；娱_挖示意圖詳見圖4。

（1）基坑開挖縱向分段

基坑土方開挖的分段與主體結(jié)構(gòu)的分段澆筑相配合，分段以每段能施做一組結(jié)構(gòu)砼，且施工縫設(shè)置在受力最小處，即施工縫設(shè)在柱間縱梁受力較小部位，在梁跨的1/3～1/4 處，根據(jù)這個(gè)原則，并結(jié)合本車站的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將基坑土方開挖沿車站縱向分為11 個(gè)施工區(qū)段。

（2）基坑開挖豎向分層

基坑開挖共分兩步進(jìn)行，第一步開挖冠梁以上土體，開挖總深度約5.4～5.9m，分為2 層進(jìn)行開挖，第一層開挖深度2.4～2.9m，第二層開挖深度3m。開挖完成后進(jìn)行鉆孔灌注樁施工。第二步開挖冠梁以下至基坑底土體，開挖總深度約9.2～10.9m，分兩層進(jìn)行開挖，第一層開挖至鋼支撐中心線以下0.5m，開挖深度約6.7m。第二層開挖至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高以上0.3m 位置，開挖深度約2.5～4.2m。

（3）基坑土方開挖工藝及順序

基坑開挖采取豎向分層、縱向分段的方式開挖。

土方開挖方向沿車站縱向由東向西進(jìn)行。冠梁以上土方開挖后，進(jìn)行鉆孔樁施工，然后進(jìn)行冠梁以下土方開挖。1-16 軸設(shè)有鋼支撐，土方開挖到鋼支撐下50cm 時(shí)要及時(shí)架設(shè)鋼支撐。當(dāng)開挖至基坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高以上30cm 時(shí)，采用人工開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

開挖共分三個(gè)階段進(jìn)行，第一個(gè)階段：冠梁以上土方利用出土馬道從東向西進(jìn)行縱向拉槽放坡開挖。第二個(gè)階段：冠梁以下土方采用多臺(tái)挖機(jī)接力倒土的方式進(jìn)行分層開挖。第三個(gè)階段：最后剩余西端頭土體采用挖機(jī)配合汽車吊垂直提升出土的方式進(jìn)行垂直運(yùn)輸。

在開挖過程中，應(yīng)加強(qiáng)觀測和監(jiān)控量測工作，以便在施工過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工安全隱患，并通過檢查反饋數(shù)據(jù)隨時(shí)調(diào)整開挖步序。

圖4華陽路站基坑開挖

圖5 底板倒角模板

4.1.2 基坑開挖過程中的技術(shù)措施

（1）嚴(yán)格遵循“隨挖隨支護(hù)”的原則合理安排施工周期，土方開挖沿縱向長度每段不超過6m，挖出工作面后迅速掛網(wǎng)噴射混凝土。基坑開挖按照先撐后挖，分層開挖原則，基坑開挖至冠梁和砼支撐底標(biāo)高時(shí)，及時(shí)澆筑冠梁和砼支撐，鋼支撐待開挖至支撐以下0.5 米后安裝，并施加預(yù)應(yīng)力。（2）開挖過程中的動(dòng)態(tài)坡度按緩于1:1.5 比例放坡，縱向出土總坡度10°～15°。（3）開挖前準(zhǔn)備好合格的支撐，以及施加支撐預(yù)應(yīng)力的各項(xiàng)裝置、儀表，對施加預(yù)應(yīng)力的油泵裝置要經(jīng)常檢查，使之運(yùn)行正常。按要求施加預(yù)應(yīng)力，考慮到所加預(yù)應(yīng)力損失，應(yīng)及時(shí)復(fù)加軸力。同時(shí)，要與監(jiān)測單位的軸力計(jì)核對歸零，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。（4）挖掘機(jī)施工時(shí)嚴(yán)禁與內(nèi)支撐相碰，圍護(hù)邊10cm 采用人工挖土。（5）土方開挖時(shí)，棄土堆放應(yīng)遠(yuǎn)離基坑頂邊線20m 以外，圍護(hù)結(jié)構(gòu)周圍的地面堆載不得大于20kpa；（6）基坑開挖過程中，嚴(yán)禁大鍋底開挖，并做好基坑內(nèi)的排水工作，如在雨季施工必須準(zhǔn)備足夠的抽水設(shè)備；（7）基坑開挖至底面設(shè)計(jì)標(biāo)高以上應(yīng)預(yù)留200～300mm 厚度的土層采用人工開挖，嚴(yán)禁超挖，挖到基坑底面設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)應(yīng)立即施作墊層封閉基底；（8）基坑開完后應(yīng)檢驗(yàn)基底暴露面，是否符合設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)定、規(guī)范的要求；（9）基坑開挖時(shí)縱向放坡應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、環(huán)境條件，由施工單位根據(jù)具體情況計(jì)算情況定，要求不得陡于1:3.5。必須分段、分區(qū)、分層、對稱進(jìn)行，不得超挖。每步開挖所暴露的部分鉆孔灌注樁排樁寬度宜控制在3-6m，每層開挖深度不大于3m，嚴(yán)禁在一個(gè)工程條件下一次開挖到底；（10）分層分段開挖土方和相應(yīng)安裝支撐并施加預(yù)加力應(yīng)控制在12 小時(shí)以內(nèi)完成，混凝土支撐不超過48 小時(shí)；發(fā)生異常情況時(shí)，應(yīng)立即停止挖土，并應(yīng)立即查清原因和采取措施，方能繼續(xù)施工；基坑開挖必須在圍護(hù)結(jié)構(gòu)封閉且鉆孔灌注樁、冠梁和第一道混凝土支撐達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行。

4.2 車站主體結(jié)構(gòu)的施工方案

主體結(jié)構(gòu)按“水平分段、逐層由下往上平行順筑”進(jìn)行施工。主體結(jié)構(gòu)分段長度控制在10～30m，施工縫布置在縱向柱1/4～1/3 跨附近。施工時(shí)采用跳段施工，以此減少混凝土收縮及溫度應(yīng)力。

結(jié)構(gòu)模板：邊墻、采用大塊組合鋼模板和鋼管支架立模。立柱采用定型鋼模板和鋼管支架立模。中板、頂板采用大塊鋼模板作模板、滿堂紅腳手架支撐。施工縫、變形縫等采用木模板支擋。

結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土：結(jié)構(gòu)鋼筋采用加工場加工、現(xiàn)場綁扎，接頭均設(shè)在結(jié)構(gòu)受力最小處，采用雙面焊接接頭鋼筋?；炷敛捎妙A(yù)拌商品混凝土，機(jī)械泵送入模，人工插入式振搗，側(cè)墻采用自動(dòng)淋水養(yǎng)護(hù)，其它采用灑水養(yǎng)護(hù)。

4.2.1 施工區(qū)段劃分及施工順序

車站主體結(jié)構(gòu)隨著基坑開挖到底及施作完成墊層砼之后，及時(shí)安排主體結(jié)構(gòu)的施工，展開平行作業(yè)，主體結(jié)構(gòu)隨基坑開挖到底相繼展開，分層、分段施工。（1）結(jié)構(gòu)分段原則：體結(jié)構(gòu)施工縫設(shè)于結(jié)構(gòu)受力最小處即1/4～1/3 跨處及一般不大于30m；根據(jù)設(shè)計(jì)要求布設(shè)的結(jié)構(gòu)變形縫；根據(jù)施工規(guī)范、施工經(jīng)驗(yàn)，控制一次混凝土澆筑量。（2）區(qū)段劃分：車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)分段澆筑，不同部位混凝土的澆筑分段及施工縫的設(shè)置按以下規(guī)則：底板：縱向盡量少設(shè)或不設(shè)施工縫，橫向施工縫≯16m。頂板、側(cè)墻：縱向盡量少設(shè)或不設(shè)施工縫、橫向施工縫≯16m。車站按照結(jié)構(gòu)分段原則擬將主體結(jié)構(gòu)分為11 段，結(jié)合土方開挖順序，由東向西施工。

4.2.2 模板及支架施工方法及技術(shù)措施

（1）底板倒角模板。底板倒角模板采用竹膠模板，外側(cè)采用肋條加強(qiáng)，利用拉桿和加工的現(xiàn)場綁扎鋼筋，底板需支倒角模板詳見圖5 所示。

圖6 側(cè)墻模板支設(shè)示意圖

圖7 頂板（中板）及側(cè)墻模板支設(shè)示意圖

（2）側(cè)墻模板。側(cè)墻模板施工工藝流程：測量放線→搭設(shè)腳手架、綁扎側(cè)墻鋼筋→鋼筋檢驗(yàn)→安裝預(yù)埋孔洞模板→安裝側(cè)模板→可調(diào)頂撐固定→檢查驗(yàn)收。側(cè)墻模板采用18mm 竹膠模板，模板接縫應(yīng)嚴(yán)密防止漏漿。模板背面次楞采用100×100mm 方木，豎向布置，間距350mm，外楞采用兩根Φ48×3.0mm 鋼管，橫向布置。支頂墻模板的支架按縱距為900mm（600mm），橫距為900mm（600mm），步距為900mm。側(cè)墻水平支頂桿端部距離可調(diào)頂撐支點(diǎn)距離不大于200mm。垂直剪刀撐：模板支架每隔4～5m 設(shè)置一組道縱、橫向豎向剪刀撐（橫向連續(xù)設(shè)置、縱向設(shè)置三道：兩邊及中間），由底至頂連續(xù)設(shè)置。根據(jù)車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式，冠梁以下采用圍護(hù)樁的部分采用對撐結(jié)構(gòu)，冠梁以上放坡開挖部分采用對拉結(jié)構(gòu)。側(cè)墻模板支設(shè)平面圖見圖6。

澆筑中板混凝土?xí)r，側(cè)墻水平施工縫設(shè)置在中板面上300mm。在施工過程中必須確保此300mm站廳層側(cè)墻軸線位置、垂直度和平整度，以保證正確安裝站廳層側(cè)墻模板。模板施工時(shí)，采用汽車吊將需要的模板吊運(yùn)至腳手架工作平臺(tái)。安裝側(cè)墻時(shí)，將模板用拉繩綁好，人工拉住拉繩緩慢往下放至適當(dāng)位置，依次進(jìn)行安裝。不足標(biāo)準(zhǔn)塊模板長度或?qū)挾鹊奈恢茫鶕?jù)實(shí)際情況采用鋸木機(jī)切割成需要的形狀后進(jìn)行安裝。

在柱模施工時(shí)，對柱腳邊不平整處，應(yīng)用人工鑿除松動(dòng)混凝土，柱模固定時(shí)，應(yīng)對準(zhǔn)下面控制線，上部拉線，進(jìn)行水平垂直校正。對整排柱模板應(yīng)先裝兩端柱模板校正固定，拉通長線，校正中間各柱模板。

頂板模板采用18mm 竹膠模板，模板接縫應(yīng)嚴(yán)密防止漏漿，頂板模板規(guī)格跟側(cè)墻模板一樣，用縱、橫兩個(gè)方向的方木作楞，模板材料質(zhì)量符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。頂板模板支撐采用滿堂鋼管腳手架，側(cè)墻可和中板或頂板同時(shí)施作，模板支設(shè)見圖7 所示。

5 結(jié)語

華陽路站為濟(jì)南市城市軌道交通M1 線車站，該站位于橫七路與華陽路十字路口，橫跨華陽路，沿橫七路東西向設(shè)置，為地下二層島式車站。本文介紹了濟(jì)南市地鐵工程華陽路站施工的工程概況，研究了該工程的地質(zhì)狀況和工程特點(diǎn)。以此為依據(jù)，有進(jìn)一步提出了該工程的施工方案和技術(shù)措施，包括基坑開挖方法和車站主體施工方法。以上提到的施工技術(shù)可為后續(xù)施工和其他的地鐵施工提供借鑒和指導(dǎo)。