城市預(yù)留軌道施工組織探析

何勇君

(中鐵二十一局集團(tuán)第二工程有限公司，甘肅 蘭州 730030)

0 前 言

隨著我國各大城市軌道交通發(fā)展迅速，不同時期的規(guī)劃線路眾多，各條線路難免會交叉運(yùn)行，為保證后期線路施工順利進(jìn)行，先建線路施工中需充分考慮后建線路施工對先建線路的影響，在城市規(guī)劃建設(shè)交通軌道期間，合理安排施工部署并建立相應(yīng)的施工計劃具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

濰坊北站預(yù)留城市軌道交通工程，位于山東省濰坊市寒亭區(qū)，南營村東側(cè)，北外環(huán)北側(cè)，現(xiàn)狀為農(nóng)村平房及藕池、鴨棚、苗圃，部分地段為農(nóng)田。濰坊市地鐵規(guī)劃1號線及R1線穿過濟(jì)青高速鐵路濰坊北站。為了避免后期地鐵建設(shè)對已建成濰坊北站的運(yùn)營和圍護(hù)造成影響，修建該高鐵站時需在地下區(qū)域進(jìn)行地鐵線路的預(yù)留，預(yù)留項(xiàng)目在濟(jì)青高速鐵路北站的站房與站樓下方及南北站房外側(cè)各50 m范圍，其中M1線線路起終點(diǎn)里程為右DK3+014.7～右DK3+391.65，R1線線路起終點(diǎn)里程為右DK3+014.7～右DK3+391.65，線路總長為376.95 m。預(yù)留工程中，南廣場下段結(jié)構(gòu)為地下兩層結(jié)構(gòu)，總長度為50 m，寬度為46.7 m，下部結(jié)構(gòu)一層為濟(jì)青高鐵與城市地鐵的換乘通道，下部結(jié)構(gòu)二層是地鐵區(qū)間結(jié)構(gòu)；站房及北廣場下段結(jié)構(gòu)為地下一層結(jié)構(gòu)，為三個獨(dú)立小斷面結(jié)構(gòu)，包含兩個單洞單線斷面和一個單洞雙線斷面，總長度為326.95 m。

2 施工總體部署

2.1 總體思路

預(yù)留工程分為兩部分，首先在地面施工地下連續(xù)墻、降水井、樁基礎(chǔ)、封底注漿，然后進(jìn)行土方開挖、內(nèi)支撐及主體結(jié)構(gòu)施工。整個工程施工階段以主體結(jié)構(gòu)施工為核心，混凝土工程緊跟穿插流水施工、附屬工程施工階段安排好流水、有序穿插及協(xié)調(diào)配合。根據(jù)施工總體部署，將主體結(jié)構(gòu)劃分為三段，分為中間高鐵交叉段、南段車站部分及北段區(qū)間部分。按照施工順序分為：基坑圍護(hù)、土方開挖、主體結(jié)構(gòu)施工及土方回填。在保證工期的前提下，合理組織流水施工，減少資源投入，避免窩工。

2.2 總體施工順序以及關(guān)鍵線路

工程總體的施工順序分為兩個步驟，首先利用機(jī)械在既有地面施工維護(hù)和地下連續(xù)墻施工，然后按照劃分區(qū)段進(jìn)行土方、內(nèi)支撐及主體結(jié)構(gòu)(含防水)施工。本工程總體關(guān)鍵線路為：平整場地→地連墻施工→開挖基坑→土方及內(nèi)支撐施工→再進(jìn)行基坑開挖→挖至結(jié)構(gòu)地板底部→墊層施工→結(jié)構(gòu)底板→結(jié)構(gòu)邊墻→結(jié)構(gòu)頂板→防水施工。

3 預(yù)留工程施工方案

3.1 土方工程施工

3.1.1 地連墻施工

場地平整后，區(qū)段施工采用地下連續(xù)墻進(jìn)行圍護(hù)，地下連續(xù)墻的厚度為0.8 m，單幅寬度為6 m。采用C40混凝土進(jìn)行水下灌注，具體施工方法為先按照設(shè)計圖紙進(jìn)行分幅，分幅完畢后使用液壓抓斗成槽施工，若地質(zhì)情況不佳，可采用旋轉(zhuǎn)挖機(jī)施工，成槽過程中使用質(zhì)量較好的黏土形成泥漿護(hù)壁，從而保證成槽的穩(wěn)定性，槽底清孔干凈后吊放鋼筋籠，鋼筋籠吊裝時采用機(jī)械為履帶式起重機(jī)，吊裝過程中注意平穩(wěn)緩慢，不可破壞成槽。最后進(jìn)行水下混凝土的澆筑，采用導(dǎo)管法澆筑，選擇直徑為250 mm的圓形螺旋導(dǎo)管并配有快速接頭，每幅地連墻在澆筑過程中使用兩根導(dǎo)管，導(dǎo)管中心距離墻端1.5 m，導(dǎo)管中心之間的距離為3 m。此外，考慮基坑開挖時地下連續(xù)墻在外側(cè)土壓力作用下會向內(nèi)位移和變形，為確保后期基坑結(jié)構(gòu)的凈空符合要求，地下連續(xù)墻施工時中心軸線外放100 mm。

3.1.2 土方開挖

采用放坡方式進(jìn)行土方開挖以確保邊坡安全。根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)高程，土方開挖分為三個步驟。第一步，將其從現(xiàn)有地面挖掘到設(shè)計標(biāo)高4.2 m處，挖掘高度8 m，以1∶1.5的坡度開挖并噴射100 mm厚的C25混凝土固定邊坡。格構(gòu)柱施工完畢后，完成樁頂冠梁和系梁的施工，進(jìn)行第二階段的開挖工作。第二步，開挖到第一混凝土支撐軸線下方0.5 m處，設(shè)計標(biāo)高為2.9 m，總高度為1.3 m。根據(jù)設(shè)計圖相關(guān)文件，施工現(xiàn)場地下水位高程范圍為1.78～-1.97 m，因此務(wù)必在下一步開挖之前進(jìn)行降水工作并確保地下水位始終保持在開挖面以下0.5～1 m。第三步，將其挖掘到基坑的底部標(biāo)高，總高度約為9 m。此時土方開挖必須在完成混凝土支撐和連接梁的區(qū)域進(jìn)行，并與地下連續(xù)墻形成結(jié)構(gòu)體系，以確保施工安全。

3.1.3 冠梁及系梁施工

圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置壓頂冠梁，格構(gòu)柱設(shè)置連系梁。拱梁和系梁使用鋼模板，現(xiàn)場綁扎鋼筋，將攪拌站混凝土運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行澆筑，澆筑完成后灑水養(yǎng)護(hù)，系梁與冠梁的施工進(jìn)度應(yīng)緊隨格構(gòu)柱的施工進(jìn)度，施工完成后，需保證連接鋼筋的預(yù)留長度。地下連續(xù)墻和鉆孔樁施工完成后，將基坑開挖至各段樁頂?shù)脑O(shè)計標(biāo)高，然后樁頂上的浮渣與多余混凝土進(jìn)行鑿刻，鑿刻完成后使用相關(guān)器械將樁頭處的鋼筋拉直并申請驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后再進(jìn)行冠梁與系梁的施工，冠梁和系梁施工的主要工作程序可分為：土方開挖、樁頂處理、樁頭鋼筋綁扎、模板架設(shè)和混凝土澆筑。

3.2 預(yù)留工程主體施工

3.2.1 基底處理、墊層、防水層施工

基底處理的結(jié)果決定著預(yù)留工程的穩(wěn)定性，因此，在正式施工前，須對基坑底部進(jìn)行徹底清理，包括清除表層的泥漿或軟土，若存在超挖區(qū)域，使用碎石或普通混凝土對其填充整平，人工清底完成后，報送設(shè)計單位與監(jiān)理單位，及時驗(yàn)槽并及時辦理隱蔽工程的驗(yàn)收手續(xù)，檢驗(yàn)合格后施工墊層，根據(jù)設(shè)計文件，使用C20混凝土對基底平鋪15 cm形成墊層，在墊層澆筑過程中使用平板振搗器對其振搗壓實(shí)。

3.2.2 底板、底縱梁施工

底板側(cè)墻鋼筋的安裝高度設(shè)在站臺層凈高的1/3上。側(cè)墻鋼筋先安裝迎土面一側(cè)的鋼筋網(wǎng)，采用φ48鋼管，間距2～3 m設(shè)一道45°的斜撐，將鋼筋網(wǎng)架固定好，同時，在鋼筋網(wǎng)架上縱向設(shè)置十字斜撐，以固定鋼筋網(wǎng)架。

側(cè)墻模板全新定型鋼模板，用〔10槽鋼作橫壓和豎壓，用φ20和φ48鋼管進(jìn)行支頂，后座直接頂在底板的底層鋼筋上，并在鋼筋下面用砂漿墊塊墊穩(wěn)。快易收口網(wǎng)先安裝下半部和外部(側(cè)墻)，然后用Φ10鋼筋制作成鋼筋夾，與底板鋼筋網(wǎng)架連結(jié)，在下一板塊的底板施工前，先將施工縫處混凝土面的垃圾清理干凈，在混凝土澆筑前再次檢查鋼板止水帶情況是否固定好。底板采用泵送混凝土澆筑?；炷撂涠炔捎?0～120 mm，并且采用含有高效抗?jié)B劑的緩凝型抗?jié)B混凝土。

3.2.3 側(cè)墻、立柱施工

側(cè)墻防水層施工完成后，進(jìn)行側(cè)墻鋼筋的接駁，長度為至倒數(shù)第二道鋼支撐的底面標(biāo)高往下1 m，長短鋼筋交錯駁接。中板鋼筋安裝時，先將排流條的閉合環(huán)引點(diǎn)從底板鋼筋頂引上中板，然后再在中板鋼筋上施作焊點(diǎn)，同時將閉合環(huán)的焊點(diǎn)引至側(cè)墻鋼筋的端頭部分，并用紅漆做好標(biāo)記。側(cè)墻鋼筋綁扎至頂板底面標(biāo)高后，轉(zhuǎn)入進(jìn)行支頂架的搭設(shè)，采用腕扣式腳手架進(jìn)行搭設(shè)。

3.2.4 支架模板施工

中、頂板均采用滿堂碗扣式與扣件式鋼管腳手架組成模板的支撐體系，豎向承載以碗扣式滿堂支架為主，側(cè)墻支撐以扣件式鋼管支撐為主，并加設(shè)斜撐支承增強(qiáng)其穩(wěn)定性，滿堂支架設(shè)置橫向剪刀撐、縱向剪刀撐和水平剪刀撐，橫向剪刀撐在各跨分別設(shè)一道，行車方向間距為3.6 m。

3.2.5 混凝土澆筑

1)底板混凝土。在將混凝土澆筑在底板上時，根據(jù)現(xiàn)場施工條件，使用兩輛混凝土泵車在兩側(cè)的施工便道上進(jìn)行澆筑?？紤]到施工需要一次性完成底板澆筑，為防止混凝土過早凝固而在施工中產(chǎn)生冷縮縫，兩輛泵車連續(xù)不斷地從底板兩側(cè)的側(cè)壁倒入中間，然后再從中間倒出，從低到高。泵送混凝土?xí)r具有很大的流動性，因此，使用自然傾斜平面進(jìn)行分層澆筑，并且分層澆筑高度為400 mm(倒角處為100 mm)。在施工過程中，下一層混凝土與上一層混凝土之間的時間間隔不得超過1.5 h。在間歇過程中添加微膨脹水泥時，混凝土的振動應(yīng)從下端開始，然后逐漸向上移動，以確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量。

2)側(cè)墻混凝土。在側(cè)墻混凝土澆筑過程中，使用兩臺混凝土泵對稱澆筑側(cè)墻混凝土，為防止混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，在鋼骨架中插入管柱，使混凝土的自由澆筑長度不超過1.5 m。混凝土的兩側(cè)應(yīng)同時對稱的澆筑并分層振搗直至無氣泡溢出。層厚應(yīng)控制在300～500 mm，兩邊的高度差應(yīng)不大于500 mm。

3)中板、頂板混凝土。在中板和頂板的混凝土澆筑過程中，應(yīng)按照底板的施工順序進(jìn)行澆筑，為保證結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，梁和板同時施工，澆筑時應(yīng)局部分層，并確保上層混凝土在澆筑之前下層混凝土具有足夠的強(qiáng)度，施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制澆筑速度。澆筑頂板時，應(yīng)采用與斜面相同的澆筑施工方案，同時從兩端向中間澆筑，并逐層澆筑混凝土。

3.3 防水與土方回填施工

3.3.1 結(jié)構(gòu)防水施工

底板與地連墻側(cè)壁的防水層使用厚度為2.0 mm的P型預(yù)鋪式非瀝青聚合物自粘膜防水材料，屋頂及其他側(cè)壁涂料的防水層采用2.5 mm厚的聚氨酯防水涂料，或其他能夠滿足當(dāng)?shù)貧夂蚝凸こ桃蟛⒂邢嚓P(guān)規(guī)定的高質(zhì)量防水涂料方案。隔離層則使用350號紙?zhí)ビ蜌值母綦x層。找平層為20 mm厚1∶2.5的水泥砂漿，細(xì)石混凝土覆蓋層的強(qiáng)度等級不得小于C20。結(jié)構(gòu)采用防水混凝土，抗?jié)B等級根據(jù)埋深確定。

3.3.2 土方回填

在主體結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，將在頂板表面之外的防水層和保護(hù)層進(jìn)行涂覆并回填土方到原始地面標(biāo)高。回填過程中應(yīng)使用滲透性差的黏土進(jìn)行回填，且回填厚度應(yīng)不超過建筑物頂板0.5 m，并且不得使用滲透性良好的沙子和雜物。除淤泥外其他腐殖質(zhì)含量大于8%的土壤、過濕的土壤和直徑大于20 cm的石頭外，其他回填材料均可使用?；拥幕靥钣赏仆翙C(jī)完成，推土機(jī)應(yīng)與機(jī)械配合由人力對稱地分層壓實(shí)。結(jié)構(gòu)頂板應(yīng)由人力配合500 mm以內(nèi)的小型機(jī)器夯實(shí)，夯錘之間的重疊部分應(yīng)不少于夯錘底部寬度的1/3。

4 總體資源配置

4.1 勞動力計劃

針對本車站預(yù)留工程工期緊、分部分項(xiàng)工程多等現(xiàn)實(shí)因素，為了保證工程質(zhì)量，確保工期內(nèi)順利完工，根據(jù)本標(biāo)段的工程內(nèi)容和設(shè)計工期的要求，擬在車站內(nèi)安排8個專業(yè)的施工隊(duì)伍負(fù)責(zé)進(jìn)行本標(biāo)段的工程施工，本車站的勞動力平均月施工需求量應(yīng)控制在257人/月；需求量最高是418人，對勞動力進(jìn)行動態(tài)化的管理，讓所有的勞動力資源都能夠得到最優(yōu)化的配置。

4.2 主要施工機(jī)械設(shè)備簡介

在車站預(yù)留軌道工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工中，根據(jù)現(xiàn)場勘測文件，設(shè)計圖紙和合同文件等各方因素，以及現(xiàn)場的施工地質(zhì)條件，在成槽施工時采用的機(jī)械為德國GB46液壓抓斗式挖溝機(jī)，全套連續(xù)墻施工設(shè)備是由320 t的履帶式起重機(jī)與挖槽裝置構(gòu)成，而挖溝裝置由導(dǎo)向架和導(dǎo)向桿，液壓裝置和抓斗共同組成。導(dǎo)桿安裝在導(dǎo)架上，液壓抓斗安裝在下部。開挖機(jī)構(gòu)支撐在起重機(jī)的吊臂上。液壓裝置位于起重機(jī)的尾部，并配有測斜儀，測深儀，配套的泥漿處理，液壓拉拔器等。抓斗和導(dǎo)桿由起重機(jī)操作，以上下升降。該機(jī)器的自重為250 kN，最大起重能力為500 kN，最大起重高度為15 m，發(fā)動機(jī)功率為220 kW。該機(jī)設(shè)備簡單，操作方便，工作效率高，通用性強(qiáng)，挖槽能力強(qiáng)。

5 結(jié) 語

通過對濟(jì)青高鐵濰坊北站地鐵預(yù)留的城市軌道交通項(xiàng)目實(shí)例，在對高鐵線路預(yù)留地鐵車站項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃時，提出預(yù)留項(xiàng)目設(shè)計的原則，對其總體方案合理分析，對其總體資源合理配置，確保該項(xiàng)目工程施工的正常順利進(jìn)行，為其他地鐵項(xiàng)目的建設(shè)開展創(chuàng)造了良好條件，為對同類項(xiàng)目的工程和相關(guān)課題的研究工作提供一些可靠的借鑒和參考，推動我國大型城市軌道項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展與前進(jìn)。

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