地鐵車站蓋挖逆作法施工技術(shù)研究

彭永賀

（中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司，北京 101300）

1 工程概況

長(zhǎng)春地鐵2 號(hào)線解放橋站為地鐵2 號(hào)線與正在運(yùn)營(yíng)輕軌3號(hào)線的換乘站，位于西解放立交橋西側(cè)、景陽(yáng)大路南側(cè)，沿東西向設(shè)置。車站總長(zhǎng)154.60 m，三層三跨島模式的站臺(tái)是其主體結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)段，其中有效站臺(tái)長(zhǎng)118 m，車站標(biāo)準(zhǔn)段總寬21.7 m，有效站臺(tái)寬13.0 m。車站底板埋深22.8～26.2 m，頂板覆土2.21～3.15 m。由于車站東側(cè)臨近京哈鐵路，同時(shí)車站占用156路公交車線路，需要按時(shí)恢復(fù)交通，因此車站主體結(jié)構(gòu)采用蓋挖逆作法+蓋挖順作法+明挖法施工（車站東側(cè)32 m 采用蓋挖逆作法，中部80 m 采用蓋挖順作法，西側(cè)42.6 m 采用明挖法施工）。

基坑從上而下依次穿越雜填土、粉質(zhì)黏土、泥巖，基底穩(wěn)定。其中地下水的深度為3.50～4.90 m（高程為239.1～240.5 m），主要存在第四系的粘性土層當(dāng)中。

蓋挖逆作法首先對(duì)圍護(hù)樁進(jìn)行施工，然后對(duì)中柱進(jìn)行施工，再對(duì)頂板淺基坑的土方進(jìn)行開(kāi)挖及支護(hù)，其次對(duì)頂板結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工并且回填埋土，然后按照一、二、三層土方及結(jié)構(gòu)展開(kāi)施工。

2 圍護(hù)樁施工

基坑主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)為255 根Φ1200 mm 鉆孔樁，樁身間距1500 mm，局部加密為1400 mm，樁長(zhǎng)38～41.5 m。鉆孔樁采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工，為了避免新澆筑好的樁受到影響，確保樁的質(zhì)量，調(diào)節(jié)樁位之間的距離施工[1]。鉆孔樁施工應(yīng)定位準(zhǔn)確，防止后期結(jié)構(gòu)施工圍護(hù)樁出現(xiàn)侵限現(xiàn)象。樁位中心線的縱向和橫向偏差≤50 mm，垂直度偏差≤3‰。樁體混凝土澆筑高于設(shè)計(jì)標(biāo)高1000 mm，以便進(jìn)行鑿毛的處理工作。

3 中柱施工

作為基坑結(jié)構(gòu)的主要受力點(diǎn)——中柱，其安全和穩(wěn)定性將影響整個(gè)工程的安全[2]?；又兄灿? 根，平面的排列方式是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，沿著基坑橫向放置4 排，縱向放置2 排，局部的中間間隔不相等。其中底板下面的部分是Φ2200 mm 的樁基，成孔深度21 m，混凝土采用C35 水下混凝土。為了不讓樁基下降，在樁的內(nèi)部留有注漿管，待成樁后再進(jìn)行樁底注漿作業(yè)。圖1 為HPE 液壓垂直插入機(jī)現(xiàn)場(chǎng)施工圖。

3.1 HPE 工法施工鋼管柱

鋼管柱的最大有效長(zhǎng)度24.02 m，采用HPE 工法提高插入精度。HPE 工法依照二點(diǎn)定位式原理，經(jīng)過(guò)液壓垂直插入機(jī)的2 個(gè)液壓垂直插入裝置，在樁基混凝土澆筑到基坑底部標(biāo)準(zhǔn)高度后、混凝土初步凝固前，將最低端封閉的鋼管柱垂直放入樁基混凝土中。施工步序：HPE 垂直插入機(jī)就位對(duì)中→調(diào)整HPE 垂直插入機(jī)水平度→吊裝鋼管柱→HPE 插入機(jī)液壓插入鋼管柱→鋼管柱四周回填砂→下放鋼管柱內(nèi)鋼筋籠并澆筑混凝土→拆除送柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)HPE 垂直插入機(jī)移位→碎石或砂回填柱頂至地面拔除鋼護(hù)筒。

3.2 鋼管柱加工和組裝

鋼管柱施工的偏差主要有鋼管柱組裝與吊裝最大的允許誤差，分段加工過(guò)程中的制作、整體的拼接與吊裝最大允許誤差，在分段加工的制作、整體拼接吊裝、一次性的安裝過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)關(guān)注垂直產(chǎn)生的誤差、標(biāo)準(zhǔn)高度的誤差以及軸線位移誤差。

在鋼管柱加工過(guò)程中，例如用卷制焊接管時(shí)，鋼板應(yīng)平整無(wú)彎曲，表面不能有沖擊及腐蝕痕跡，卷管的方向應(yīng)和鋼板壓延的方向相同，并且要運(yùn)用坡口焊接[3]。水平和豎直焊縫可運(yùn)用分段反向焊接順序的方式，如在鋼管縱向拼接過(guò)程中，豎向焊縫應(yīng)該錯(cuò)開(kāi)。鋼管制作允許誤差范圍：圓度f(wàn)/D≤1/500，管端不平度f(wàn)≤3 mm。鋼管柱吊裝最大允許偏差見(jiàn)表1。

3.3 鋼管柱定位

混凝土灌注工程完結(jié)后，需要重新放出樁位，并以其為中心，將十字線標(biāo)記在護(hù)筒上，等待復(fù)核樁位后把HPE 液壓放入機(jī)器的定位器中央和基礎(chǔ)樁位的中間，并且保證其在同一條垂直線上，然后將HPE 垂直放入機(jī)器中，使其按照定位器進(jìn)行對(duì)中。

3.4 鋼管柱和梁、板的節(jié)點(diǎn)連接

在豎向支撐系統(tǒng)中，鋼管柱是最主要的結(jié)構(gòu)，其對(duì)基坑自身的穩(wěn)定程度以及上部結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)變形有著十分重要的作用。鋼管柱通過(guò)預(yù)留節(jié)點(diǎn)和基坑板、梁展開(kāi)連接，共同承擔(dān)所有結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的荷載。中板梁柱節(jié)點(diǎn)上部結(jié)構(gòu)：柱寬的范圍外梁上部縱筋通長(zhǎng)放置；柱寬范圍之內(nèi)梁上部縱筋焊接在上加強(qiáng)環(huán)上，采用雙面焊，焊縫長(zhǎng)＞5 d，且鋼筋與鋼板的搭接長(zhǎng)度≥300 mm，柱寬的范圍內(nèi)梁下部縱筋錨固定在鋼牛腿支座內(nèi)部且延伸到柱邊。

4 二襯結(jié)構(gòu)施工

4.1 地模施工

當(dāng)基坑開(kāi)挖至各層設(shè)計(jì)高程后，要及時(shí)展開(kāi)基礎(chǔ)承載力實(shí)驗(yàn)，并且進(jìn)行各種縱梁基槽的開(kāi)挖，中間底板用50 mm 厚C20 混凝土墊層整平，地膜上鋪一層15 mm 厚的竹膠板，地膜頂部標(biāo)準(zhǔn)高度為10～15 mm 預(yù)留的沉降量度，防止混凝土澆筑完成后地模沉降[4]；底板用10 cm 厚C20 混凝土找平，然后鋪設(shè)防水層，防水層上用50 cm 的C20 細(xì)石混凝土進(jìn)行保護(hù)，縱梁模板采用加氣磚砌筑。

4.2 側(cè)墻模板施工

側(cè)墻結(jié)構(gòu)使用組裝式模板施工，面板為15 mm 厚竹膠板，模板次肋采用50×50 mm 方木豎向布置，間距為200 mm，主肋采用100×100 mm 木工水平布置，間距為400 mm。支撐架采用單側(cè)三角架，由埋件系統(tǒng)部分和架體兩部分組成，其中埋件系統(tǒng)包括地腳螺栓、連接螺母、外連桿、外螺母和橫梁。支撐架通過(guò)地腳螺栓與橫梁連接固定，地腳螺栓間隔0.6 m 設(shè)置一道。

4.3 對(duì)預(yù)埋接駁器的保護(hù)

因?yàn)檫厜桶暹B接主要承擔(dān)彎曲的作用，所以邊墻應(yīng)和板同時(shí)施工，不留施工縫。接駁器要先用防水膠帶密封，將接駁器放在塑料板中，并把泡沫塑料板固定在模板頂部。進(jìn)行下一步施工時(shí)，需去除表面的混凝土，打開(kāi)泡沫塑料板，露出接駁器，以減少破除量，降低損壞程度。

4.4 防水施工

結(jié)構(gòu)的頂板用2.5 mm 厚的單組分層聚氨酯涂膜防水層，防水層運(yùn)用多道（一般為3～5 道）涂抹，上下兩道涂層的涂抹方向要互相垂直。待涂膜實(shí)干后才能展開(kāi)下道涂膜施工。底板及側(cè)墻采用4 mm厚雙面粘合瀝青基聚酯胎預(yù)鋪防水卷材，底板除去陰陽(yáng)角等特殊部位需機(jī)械的固定外，大部分防水層可以直接搭接的。側(cè)墻防水層使用機(jī)械固定的方法固定于圍墻表面，固定點(diǎn)距離卷材邊緣2 cm 處，釘距應(yīng)≤50 cm[5]。施工縫為2 道遇水膨脹止水膠和全斷面注漿管，并在施工縫表面涂刷2 道水泥基滲透結(jié)晶防水材料。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在城市干道上建設(shè)地鐵車站，蓋挖逆作法擁有結(jié)構(gòu)變形較小、安全系數(shù)較高、對(duì)周圍環(huán)境影響較小、施工空間較大等特點(diǎn)。本文所述地鐵車站東側(cè)臨近京哈鐵路，采用蓋挖順作法施工對(duì)鐵路影響小，同時(shí)能滿足交通要求，值得廣泛推廣。