與既有運(yùn)營車站十字換乘點(diǎn)的結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究

上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司 上海 200002

1 工程簡介

上海軌道交通12號(hào)線大木橋路站位于大木橋路、零陵路交叉口，與已建成運(yùn)營的軌道交通4號(hào)線呈十字換乘，車站長約164.7 m，寬度21.3 m，開挖深度23.8 m，地下3層，二柱三跨島式結(jié)構(gòu)。既有運(yùn)營4號(hào)線大木橋路站車站長354 m，寬度24.6 m，開挖深度16.1 m，地下2層，三柱四跨島式結(jié)構(gòu)。相對(duì)位置如圖1所示。

圖1 換乘車站相對(duì)位置示意

換乘段地下3層結(jié)構(gòu)4號(hào)線施工時(shí)已完成，結(jié)構(gòu)形式為厚1 200 mm底板，厚1 000 mm封堵墻+厚400 mm內(nèi)襯墻，頂板覆土約3.3 m。

12號(hào)線大木橋路車站施工時(shí)需與既有4號(hào)線下1層（換乘大廳）及下3層（新線軌行區(qū)）貫通。新線與既有線換乘段剖面如圖2所示。

圖2 新線與既有線換乘段剖面示意

2 既有線運(yùn)營技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)

本工程地鐵保護(hù)等級(jí)為一級(jí)。運(yùn)營線路和在建線路及結(jié)構(gòu)保護(hù)要求具體如下：兩軌道橫向高差＜4 mm；軌道軌向偏差和高低差最大尺度值為4 mm/10 m，地鐵結(jié)構(gòu)橫向差異沉降量＜0.4%；地鐵結(jié)構(gòu)的最終絕對(duì)沉降（或隆起）量和水平位移量＜10 mm，施工引起的地鐵結(jié)構(gòu)變形量＜0.5 mm/d[1,2]。

發(fā)生如下情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)報(bào)警并采取可靠應(yīng)急措施，保證地鐵線路安全：

1）地鐵結(jié)構(gòu)沉降或隆起量達(dá)到累計(jì)變形量＞10 mm；

2）地鐵結(jié)構(gòu)水平位移量達(dá)到累計(jì)變形量＞10 mm；

3）地鐵結(jié)構(gòu)沉降或隆起量速率達(dá)到0.5 mm/d；

4）隧道收斂日均變形量≥2 mm，累計(jì)變形量＞10 mm。

3 施工步驟及工藝

3.1 施工步驟

為確保既有4號(hào)線車站運(yùn)營的安全，減少因封堵墻鑿除后結(jié)構(gòu)受力體系轉(zhuǎn)換的影響?？紤]換乘段開門洞及結(jié)構(gòu)施工的總體施工步驟（圖3、圖4）為：

1）放坡開挖，暴露出4號(hào)線頂板并做好擋水墻；

2）自上而下切割鑿除框架梁位置封堵墻(地下連續(xù)墻）；

3）自下而上依次澆筑Z5及各層結(jié)構(gòu)板及梁；

4）自上而下依次分層、分塊切割封堵墻(地下連續(xù)墻）及地下3層內(nèi)襯強(qiáng)；

5）自下而上依次封閉底板、中板、頂板。

圖3 鑿板封板順序

圖4 施工工況示意

3.2 既有車站封堵墻開門洞施工

新線與既有線連接需對(duì)原既有線封堵墻（平面尺寸為22.2 m×23.6 m鋼筋混凝土，厚度1.0 m，下3層1.4 m）。為減小因鋼混凝土破除振動(dòng)及噪聲、揚(yáng)塵對(duì)既有運(yùn)營4號(hào)線的影響，考慮采用合金鏈條鋸靜力切割技術(shù)。

由于項(xiàng)目地處上海市中心繁華地段，施工場地狹小。大型起重設(shè)備需?？吭诩扔羞\(yùn)營車站上部進(jìn)行封堵墻切割及鋼混凝土塊吊裝外運(yùn)作業(yè)[3-5]。為減小施工起重荷載對(duì)既有車站的影響及保證施工速度，按1.0 m×1.0 m分塊切割，單塊切割體質(zhì)量2.5～3.0 t，采用QUY50 t履帶吊配31 m把桿起吊，在作業(yè)半徑為20 m工況下，其額定起重量（含吊鉤及吊具）為4.2 t。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)

1）按換乘段施工步驟分工況進(jìn)行變形控制，最終控制值在1.0 mm以內(nèi)，施工預(yù)警值控制在0.7 mm，施工報(bào)警值設(shè)置為0.8 mm。

2）合金鏈條鋸靜力切割技術(shù)具有作業(yè)空間要求小、靜力切割無振動(dòng)、低噪聲和無污染等特點(diǎn)，是拆除混凝土的新方法。

3）防水施工技術(shù)。由于需先進(jìn)行中間傳力體系施工再進(jìn)行兩側(cè)施工，故存在多條施工縫。為保證防水效果，施工時(shí)采取了預(yù)埋中埋式橡膠止水帶+遇水膨脹膠條雙道防水措施。

4）新老混凝土的連接。新老混凝土采用植筋技術(shù)進(jìn)行鋼筋相連，混凝土界面采用無機(jī)界面膠和碳纖維網(wǎng)加固，混凝土采用高一強(qiáng)度等級(jí)的微膨脹混凝土。同時(shí)新老底板連接時(shí)，為減小承壓水突涌風(fēng)險(xiǎn)，底板施工預(yù)留倒牛腿及原封堵墻500 mm不切除，鋼筋連接采用高性能鉆頭鉆穿預(yù)留的厚500 mm封堵墻后進(jìn)行植筋連接。具體施工方法如圖5所示。

圖5 新老底板連接做法示意

5 監(jiān)控效果

施工過程中除對(duì)新施工結(jié)構(gòu)進(jìn)行變形受力監(jiān)測外，還對(duì)既有車站和行走軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行每天24 h的連續(xù)監(jiān)測以保證既有線的運(yùn)營安全。

12號(hào)線大木橋路站與既有線換乘段對(duì)接施工實(shí)際施工工期5個(gè)月。施工期間隧道沉降變形最大值上行線+4.50 mm，下行線+4.05 mm；隧道收斂變形最大值上行線-2.00 mm；下行線+1.00 mm；靜力水準(zhǔn)變形最大值上行線+2.45 mm，下行線+0.75 mm。

目前12號(hào)線大木橋路站主體結(jié)構(gòu)全部完成，監(jiān)測數(shù)據(jù)已趨近穩(wěn)定、無突變情況（圖6）。

圖6 軌道累計(jì)沉降監(jiān)測曲線

6 結(jié)語

1）由于建設(shè)時(shí)間的差異以及規(guī)劃的原因，形成后期建設(shè)的車站需要下穿早期施工的車站，施工難度很大，技術(shù)要求很高。因此地鐵的線網(wǎng)規(guī)劃很重要，換乘車站最好能一次同步施工完成，降低后期施工風(fēng)險(xiǎn)和造價(jià)[6]。

2）建立遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，在不影響既有線正常運(yùn)營的前提下，隨時(shí)掌握既有線的變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，指導(dǎo)新線施工[7]。

3）合理利用新技術(shù)、新工藝，減小因施工設(shè)備、施工工藝陳舊、落后而造成既有線路運(yùn)營的安全問題[8-10]。