地鐵車站與附屬主體結(jié)合交叉部位施工關(guān)鍵技術(shù)探討

張志安

中鐵十八局集團(tuán)第五工程有限公司 天津 300456

隨著我國(guó)城市化的快速發(fā)展，地下空間的充分利用越來(lái)越廣泛，同時(shí)也愈發(fā)重要[1-2]。地鐵建設(shè)作為城市交通壓力疏解的最佳方式，在城市建設(shè)中的地位舉足輕重，同時(shí)，如何科學(xué)、有效地連接地鐵車站與區(qū)域地下商場(chǎng)等附屬主體設(shè)備，使得地鐵建設(shè)與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系更加密切，已經(jīng)成為了城市地鐵的重要課題[3-5]。

針對(duì)地鐵與附屬結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用以及一體化的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)，我國(guó)學(xué)者展開了大范圍研究。劉連兵[6]深入探討了寧波國(guó)際機(jī)場(chǎng)地鐵站與附屬結(jié)構(gòu)連接交叉部位的關(guān)鍵施工技術(shù)，并提出采用地基加固及鋸齒形地下連續(xù)墻鑿除工藝能夠保證主體大開洞施工安全的重要結(jié)論；劉輝[7]基于地鐵工程探討了地鐵車站與市政下穿隧道合建的規(guī)劃、設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)。

目前我國(guó)地鐵車站與附屬主體的研究主要集中在一體化設(shè)計(jì)與施工方向，而對(duì)二者相結(jié)合的交叉部位的施工工藝與關(guān)鍵性控制技術(shù)的研究與探討依舊較少。本文以天津?yàn)I海新區(qū)地鐵B1線首座集地鐵車站與商業(yè)為一體的工程——欣嘉園配套工程為依托，基于現(xiàn)場(chǎng)信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、專家討論及理論分析等多種手段，對(duì)地鐵車站與附屬主體結(jié)合交叉部位的關(guān)鍵施工技術(shù)與工藝進(jìn)行了探討。

1 工程概況

欣嘉園配套工程是天津?yàn)I海新區(qū)地鐵B1線第一個(gè)開工建設(shè)的車站，也是首座集地鐵車站與商業(yè)為一體的工程，工程主要包括地鐵車站和物業(yè)車庫(kù)。欣嘉園地鐵車站為地下2層島式站臺(tái)車站，站臺(tái)寬12 m，結(jié)構(gòu)形式為雙層單柱明挖結(jié)構(gòu)，車站總長(zhǎng)度200 m，車站標(biāo)準(zhǔn)段寬21.3 m，高度為16.07 m，建筑面積約31 180 m2。

圖1為地下車庫(kù)及車站的橫斷面結(jié)構(gòu)。由圖1可知，車庫(kù)主體為地下2層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，車庫(kù)底板厚度為800 mm，中板厚度為220、300 mm，核心筒部位板厚度為150 mm，頂板厚度為220、300、350、400、450、500 mm不等。綜上所述，地鐵車站與車庫(kù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此交叉部位的施工工藝對(duì)結(jié)構(gòu)整體的安全性十分重要。

圖1 車庫(kù)、車站橫剖面

2 總體工藝與施工流程

地鐵車站、車庫(kù)及附屬人防工程結(jié)構(gòu)主體，其交叉部位采用整體式施工。交叉部位結(jié)構(gòu)施工時(shí)架體搭設(shè)至板底，使架體形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，模板統(tǒng)一鋪設(shè)。車庫(kù)底板及附屬底板通過(guò)預(yù)留錨固鋼筋的形式，將車庫(kù)底板與車站側(cè)墻連成一個(gè)整體。車庫(kù)中板板筋、梁筋與車站側(cè)墻鋼筋、暗柱鋼筋整體綁扎，形成一個(gè)整體。車庫(kù)頂板及車站附屬頂板板筋、梁筋，與車站側(cè)墻、暗柱及頂縱梁進(jìn)行錨固，形成一個(gè)整體。主次梁交叉部位先進(jìn)行主梁鋼筋綁扎施工，主梁鋼筋施工完成后，次梁鋼筋穿過(guò)主梁進(jìn)行綁扎施工。梁柱交叉部位柱鋼筋綁扎完成后，梁的主筋錨入或穿過(guò)柱子進(jìn)行綁扎。

梁的主筋在穿過(guò)柱的鋼筋時(shí)，梁柱主筋以及箍筋相互交叉。交叉部位鋼筋依次交叉放置，交替進(jìn)行綁扎。通過(guò)一系列交叉部位的整體施工，從而使地鐵車站、外掛附屬、車庫(kù)主體結(jié)構(gòu)形成一個(gè)統(tǒng)一的整體（圖2）。

圖2 交叉部位平面示意

施工縫盡可能留置在受剪力較小的部位，并且留置部位應(yīng)便于施工（圖3）。

圖3 地鐵車站、車庫(kù)及附屬人防工程施工分段分區(qū)

車站1、2、3段分別與車庫(kù)1、2、3區(qū)同時(shí)施工，車站4段與車庫(kù)4、5區(qū)同時(shí)施工。車站附屬與車站接合部位設(shè)置施工縫，待車站1、2、3段混凝土澆筑施工完成后，進(jìn)行車站附屬結(jié)構(gòu)混凝土施工。地鐵車站與外掛附屬車庫(kù)主體交叉部位施工的主要工藝流程如下：施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→交叉部位施工及鋼骨柱預(yù)埋安裝→施工縫防水施工。

3 交叉部位關(guān)鍵控制技術(shù)

3.1 施工測(cè)量放線

地鐵車站及外掛附屬結(jié)合車庫(kù)主體結(jié)構(gòu)交叉部位施工測(cè)量放樣時(shí)，用全站儀放出側(cè)墻、縱梁、橫梁、立柱等結(jié)構(gòu)與板相交的結(jié)構(gòu)線，并用墨斗彈上墨線。頂板預(yù)埋鋼骨柱施工時(shí)將鋼骨柱準(zhǔn)確定位，在安裝過(guò)程中跟蹤復(fù)測(cè)，確保鋼骨柱安裝位置準(zhǔn)確。交叉部位剖面如圖4所示。

圖4 交叉部位剖面示意

3.2 關(guān)鍵交叉部位施工

地鐵車站與附屬主體結(jié)合交叉部位施工包括4個(gè)關(guān)鍵部位的施工工藝，分別為：車站側(cè)墻與車庫(kù)底板交叉部位整體施工、車庫(kù)中板與側(cè)墻及暗柱交叉部位整體施工、車庫(kù)頂板與車站側(cè)墻及暗柱預(yù)埋鋼骨柱交叉部位整體施工、車站附屬頂板與車站側(cè)墻及頂縱梁交叉部位整體施工。

1）車站側(cè)墻與車庫(kù)底板交叉部位整體施工。車庫(kù)底板、附屬底板鋼筋綁扎施工時(shí)，在底板上、下層鋼筋中預(yù)留錨筋，錨筋采用機(jī)械連接形式，將機(jī)械連接套筒用塑料膠帶包裹嚴(yán)實(shí)后頂住模板。待后期車站側(cè)墻進(jìn)行施工時(shí)，將機(jī)械連接套筒鑿出，將鋼筋錨筋用套筒連接，使底板與車站側(cè)墻連成一個(gè)整體。

2）車庫(kù)中板、中板梁與車站側(cè)墻、暗柱交叉部位整體施工。在施工車庫(kù)中板梁與車站暗柱交叉部位的同時(shí)，施工中板梁與暗柱交叉部位。暗柱主筋施工完成后，交叉部位箍筋未施工之前，將中板梁下排鋼筋錨入暗柱內(nèi)，然后施工中板梁上下層鋼筋之間暗柱箍筋。箍筋施工完成后，繼續(xù)施工中板梁上層鋼筋。車站側(cè)墻鋼筋綁扎完成后，施工車庫(kù)中板，將車庫(kù)中板鋼筋錨入車站側(cè)墻內(nèi)，使兩者形成一個(gè)整體。待交叉部位鋼筋綁扎完成后，統(tǒng)一進(jìn)行混凝土澆筑施工。

3）車庫(kù)頂板、頂板梁與車站側(cè)墻、暗柱及暗柱內(nèi)預(yù)埋鋼骨柱交叉部位整體施工。在施工車庫(kù)頂板梁與車站暗柱交叉部位的同時(shí)，施工頂板梁與暗柱交叉部位。暗柱主筋施工完成后，交叉部位箍筋未施工前，將頂板梁下排鋼筋錨入暗柱內(nèi)，然后施工頂板梁上下層鋼筋之間暗柱箍筋，箍筋施工完成后，繼續(xù)施工頂板梁上層鋼筋。梁、柱交叉處節(jié)點(diǎn)如圖5所示。施工頂板梁與有預(yù)埋鋼骨柱的暗柱交叉部位時(shí)，采用套筒連接方式，在鋼骨柱上焊接機(jī)械連接套筒，將梁的主筋加工好套絲后，與焊接在鋼骨柱上的套筒進(jìn)行連接，使其形成一個(gè)整體。頂板梁與鋼骨柱交叉施工節(jié)點(diǎn)如圖6所示。車站側(cè)墻鋼筋綁扎完成后，施工車庫(kù)頂板，將車庫(kù)頂板鋼筋錨入車站側(cè)墻內(nèi)，使兩者形成一個(gè)整體。待交叉部位鋼筋綁扎完成后統(tǒng)一進(jìn)行混凝土澆筑施工。

圖5 梁、柱交叉處節(jié)點(diǎn)

圖6 頂板梁與鋼骨柱交叉施工節(jié)點(diǎn)

4）車站附屬頂板、頂板梁與車站側(cè)墻、頂縱梁交叉部位整體施工。交叉部位車站頂縱梁鋼筋綁扎時(shí)，預(yù)留交叉部位一側(cè)腰筋暫不施工，待附屬頂板橫梁錨入車站頂縱梁后，再進(jìn)行交叉部位一側(cè)的腰筋施工（圖7）。

圖7 主次梁交叉部位節(jié)點(diǎn)

3.3 交叉部位頂板施工縫防水施工

由于地鐵車站與附屬主體之間的結(jié)合交叉部位存在大量施工連接部位，因此存在大量施工縫，如果不采取有效的防水措施，水分將會(huì)通過(guò)施工縫進(jìn)入混凝土內(nèi)部，銹蝕鋼筋、腐蝕混凝土，對(duì)結(jié)構(gòu)安全及承載能力造成極其惡劣的影響。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、施工等多方面專家分析討論，決定采用鋼板止水帶和優(yōu)質(zhì)水泥基滲透結(jié)晶涂層，結(jié)合預(yù)埋后注漿管進(jìn)行加強(qiáng)防水處理。

頂板施工縫防水如圖8所示。施工縫的防水設(shè)計(jì)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求。施工縫及防水層的施工工序如下：施工縫表面鑿毛→清理施工縫表面→涂刷界面劑（界面劑優(yōu)選優(yōu)質(zhì)水泥基滲透結(jié)晶型防水材料）。此外，注漿管的固定間距宜為200～300 mm，固定點(diǎn)盡量設(shè)置在低凹處，固定應(yīng)牢固、可靠。

圖8 頂板施工縫防水示意

3.4 技術(shù)應(yīng)用效果

地鐵車站與車庫(kù)及附屬結(jié)構(gòu)各銜接部分，采用整體式施工工藝，解決了傳統(tǒng)工藝因分段施工、施工縫過(guò)多而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)主體質(zhì)量以及施工縫防水難以保證的問(wèn)題，同時(shí)支架與模板可以一次成形，中間不需要倒換，因此不僅有效保證了工程質(zhì)量，節(jié)約了成本，同時(shí)也縮短了施工工期。此外，在施工縫位置，創(chuàng)新性地采用鍍鋅鋼板止水帶及全斷面注漿管，外加水泥基滲透結(jié)晶的方式作為防水構(gòu)造，避免了由于混凝土收縮或接槎不嚴(yán)而導(dǎo)致的滲漏問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以天津?yàn)I海新區(qū)欣嘉園地鐵站配套工程為例，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、專家討論及理論分析等多種手段，對(duì)地鐵車站與附屬主體交叉結(jié)合部位的關(guān)鍵施工工藝進(jìn)行了深入研究。本研究不僅解決了背景工程的交叉部位關(guān)鍵施工工藝問(wèn)題，更積累了地鐵車站與地下綜合配套附屬結(jié)構(gòu)交叉部位的施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為今后我國(guó)地鐵車站與地下綜合配套相結(jié)合的工程以及地下空間等類似工程的設(shè)計(jì)與施工提供了一定的參考依據(jù)。