廣州某地鐵站暗挖段洞樁法施工工藝探討

蘇雪冬

摘要：為了合理使用建設(shè)用地，提升地鐵建設(shè)質(zhì)量，縮短地鐵車(chē)站建設(shè)周期，在繁華都市道路下方修建地鐵應(yīng)選擇合理的施工方法。以廣州某地鐵建設(shè)工程作為研究對(duì)象，對(duì)暗挖段洞樁法施工技術(shù)流程進(jìn)行分析，可為類似工程施工提供參考。

關(guān)鍵詞：暗挖段；洞樁法施工；開(kāi)挖；支護(hù)

0? ?引言

現(xiàn)代地鐵工程施工方法有很多，如明挖法、蓋挖法、盾構(gòu)法與洞樁法等，每種施工方法具有不同的特點(diǎn)，應(yīng)用場(chǎng)所也略有差異。其中，明挖法施工簡(jiǎn)單、快捷、經(jīng)濟(jì)、安全，但對(duì)周?chē)h(huán)境的影響較大。蓋挖法對(duì)周?chē)ㄖ锛敖煌ㄟ\(yùn)行的破壞較小，受到環(huán)境因素的干擾較低，但施工縫處理難度較大，成本造價(jià)較高，且土方挖掘不方便等。盾構(gòu)法安全性較高、速度較快，受到外界因素的干擾較小，但斷面尺寸多變的區(qū)段適應(yīng)能力差，經(jīng)濟(jì)性較低。洞樁法是淺埋暗挖法的一種，該方法成本較低，對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)原有地下管線的影響較小，因此在地鐵站建設(shè)時(shí)若無(wú)特殊情況，一般采用洞樁法施工技術(shù)。

1? ?工程概況

廣州某地鐵站位于南沙區(qū)與廣州東站之間，全長(zhǎng)約726.7m，根據(jù)車(chē)站建設(shè)工程特點(diǎn)，采用了兩種施工方案：一種為明挖施工，全長(zhǎng)為460.5m；另一種為暗挖施工，全長(zhǎng)為266.2m。由于各區(qū)段地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)、工程要求等存在差異，因而采用了不同的暗挖施工技術(shù)，其中A3斷面處采用的是洞樁法施工技術(shù)。

2? ?施工準(zhǔn)備

2.1? ?人員準(zhǔn)備

根據(jù)工程建設(shè)需求，準(zhǔn)備各方面人員，如土石方挖掘人員、設(shè)備操作人員、鋼筋加工制作人員、鋼拱架?chē)婂^人員等，以此為整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)提供充足的人員支持。

2.2? ?材料準(zhǔn)備

洞樁法施工過(guò)程中，需要采用大量工程材料，如防水材料、鋼筋、水泥、混凝土等，有效準(zhǔn)備這些材料，可為工程的順利建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在洞樁法施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程具體特點(diǎn)，選擇合理的施工材料，且每種材料現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，必須要做好隨機(jī)抽檢工作，以防止劣質(zhì)材料應(yīng)用到工程當(dāng)中而影響地鐵站建設(shè)質(zhì)量。

2.3? ?技術(shù)準(zhǔn)備

一方面，設(shè)計(jì)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、水文等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出最佳的施工方案；另一方面，在得到施工方案后，還要開(kāi)展良好的技術(shù)交底工作，詳細(xì)向施工人員講解方案內(nèi)容，提升施工人員對(duì)施工方案的了解程度[1]。

3? ?暗挖段洞樁法施工流程

3.1? ?總體施工工藝

該地鐵站建設(shè)時(shí)，暗挖段中的YDK58+276.900～YDK58+

474.300段被稱之為A3斷面，該斷面處施工選取洞樁法施工工藝，具體施工流程如圖1所示。

3.2? ?導(dǎo)洞施工

本工程共由3個(gè)導(dǎo)洞構(gòu)成，其中，1、3號(hào)導(dǎo)洞挖掘深

度設(shè)為6.6m，高度設(shè)為5.5m，斷面截面積設(shè)定成27.4m2。

2號(hào)導(dǎo)洞挖掘深度設(shè)為6.6m，高度設(shè)為10.75m，斷面截面積設(shè)為56.84m2。利用小導(dǎo)管當(dāng)作拱部地層超前澆筑的預(yù)加固體系。施工時(shí)，先挖掘出1、3號(hào)導(dǎo)洞，然后在距兩者6m的位置處，再次挖掘出2號(hào)導(dǎo)洞。

為了保證整個(gè)導(dǎo)洞施工順利進(jìn)行，應(yīng)對(duì)施工按區(qū)域進(jìn)行加固。在前拱部鋪設(shè)長(zhǎng)度為4.5m、規(guī)格為φ42×3.25mm的超前小導(dǎo)管，環(huán)向之間距離設(shè)為300mm；縱向之間距離設(shè)為3.0m，且將外插腳控制在15°～20°之間。以水泥砂漿作為主要材料，澆筑到小導(dǎo)管上，以防止小導(dǎo)管移動(dòng)。

然后制作初期支護(hù)。主要承重結(jié)構(gòu)為格柵鋼架，主要材料為φ8鋼筋，網(wǎng)格間距設(shè)為200mm×200mm，采用單層結(jié)構(gòu)。在鋼架的表面澆筑一層混凝土層，其厚度為300mm，用于對(duì)鋼筋的保護(hù)。將兩鋼架之間距離設(shè)為0.5m，通過(guò)雙層鋼筋連接，兩連接鋼筋之間距離設(shè)為1.0m。鋼架施工前，必須要確定出每桁鋼架里程，后續(xù)施工時(shí)嚴(yán)格按照該數(shù)據(jù)使用，以保證整體施工質(zhì)量[2]。

3.3? ?微型鋼管樁施工

在A3斷面的左右兩側(cè)，需要構(gòu)建出相應(yīng)的支護(hù)體系，針對(duì)該區(qū)域具體情況，選擇微型鋼管樁加頂冠梁支撐體系。在微型鋼管樁方面，選擇外徑273mm熱軋無(wú)縫鋼管，其壁厚為15mm，每個(gè)鋼管的長(zhǎng)度為8m，呈梅花狀分布，上下各布置兩排，共采用390根鋼管。

在鋼管樁的頂部，通過(guò)焊接的方式，固定一塊通長(zhǎng)鋼板，鋼板厚度為10mm，寬度為1m。然后通過(guò)焊接的方式，將鋼板固定到支護(hù)的底布，并利用靜壓噴灌的方式，向管內(nèi)灌入適量的水泥漿液。

3.4? ?混凝土施工

3.4.1? ?邊拱扣拱格柵鋼架安裝

構(gòu)建出支護(hù)體系后，應(yīng)安裝邊拱扣拱格柵鋼架。具體操作時(shí)，在邊拱扣拱格柵鋪設(shè)時(shí)，將其插入到冠梁當(dāng)中一定長(zhǎng)度，以保證格柵與冠梁能夠緊密結(jié)合到一起。在格柵另一端，則通過(guò)焊接L型鋼筋方式，將其與處置鋼架固定到一起，

3.4.2? ?冠梁施工

為了將所有樁連接到一起，提升整個(gè)支護(hù)體系的承載性，需要構(gòu)建出相應(yīng)的冠梁。針對(duì)該工程來(lái)說(shuō)，冠梁寬度設(shè)為1.8m，迎土面高度設(shè)為1.45m，背土面高度設(shè)1.2m，模板選擇P9012鋼。按照設(shè)計(jì)方案要求，依次將冠梁鋼筋鋪設(shè)后，對(duì)交叉區(qū)域的鋼筋進(jìn)行綁扎。

3.4.3? ?回填混凝土

鋼架與冠梁施工結(jié)束后，即可回填混凝土。首先，根據(jù)工程要求，結(jié)合水泥、骨料等材料特性，配置出相應(yīng)的混凝土漿液，以確保混凝土回填效果，防止由混凝土強(qiáng)度不足而引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題。

按照設(shè)計(jì)方案在適當(dāng)位置處固定模板，并在模板表面涂抹一層脫模劑，以使后續(xù)模板更好地拆除。采用普通5cm厚的木模板即可。模板固定時(shí)，一側(cè)通過(guò)鋼筋骨架加固，另一側(cè)采用鋼拱架加固，以防混凝土澆筑時(shí)模板發(fā)生移動(dòng)。

確保模板保持穩(wěn)定后，通過(guò)泵送的方式，將混凝土漿液注入到模板內(nèi)。為了確?；炷翝{液注入的均勻性，應(yīng)以6m為間隔，分別在模板上設(shè)置一個(gè)注漿孔，用于漿液的灌注。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到特定要求后，可將模板拆除[3]。

3.5? ?底縱梁、中隔墻、頂縱梁施工

中導(dǎo)洞貫通后，按照分界里程雙向倒退施工的方式，完成底縱梁、中隔墻的施工。該區(qū)域施工的主要材料為C35混凝土，抗?jié)B等級(jí)為P10。

3.5.1? ?底縱梁施工

地鐵站使用過(guò)程中，底縱梁可能受到地下水的侵蝕而出現(xiàn)破壞，從而影響底縱梁的強(qiáng)度與承載性，增加地鐵站的安全風(fēng)險(xiǎn)。所以在底縱梁施工時(shí)，應(yīng)先構(gòu)建出一層防水層，用于對(duì)水分的阻隔，防止地下水對(duì)底縱梁造成破壞。需要注意的是，底縱梁需要與底板連接到一起。

在防水層構(gòu)建時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際需求，在合理位置處留出相應(yīng)的接頭，以確保底縱梁可以與底板連接到一起。在接頭處，為了防止其被破壞，應(yīng)在其四周固定一圈鋼板，提升接頭的良好性。

底縱梁構(gòu)建時(shí)，采用分段的施工方案，每段長(zhǎng)度控制在9～12m范圍內(nèi)。鋼筋鋪設(shè)時(shí)，在橫向鋼筋施工縫位置處，放置相應(yīng)的連接套筒，以將其與底板鋼筋連接到一起。選擇普通5cm厚模板，上部通過(guò)對(duì)拉桿的方式固定，下部通過(guò)頂桿的方式固定。

3.5.2? ?頂縱梁防水施工

通過(guò)大量地鐵站施工工程觀察可以發(fā)現(xiàn)，頂縱梁與主拱連接位置處，很容易出現(xiàn)滲漏水的問(wèn)題。所以，在頂縱梁施工前，應(yīng)先做好防水施工。具體操作為如下：根據(jù)頂縱梁防水要求，選擇相應(yīng)的防水材料；然后將其鋪設(shè)到導(dǎo)洞拱內(nèi)側(cè)，在兩防水材料連接處，放置適當(dāng)大小的鋼板，以此對(duì)接頭處的材料進(jìn)行保護(hù)，防止防水材料受到外界因素影響而出現(xiàn)破損。

配置出相應(yīng)的混凝土漿液，并按照3.4.3所介紹的混凝土澆筑方法，將混凝土澆筑到頂縱梁上，以對(duì)防水材料進(jìn)行覆蓋。拆卸中導(dǎo)洞邊墻處的初期支護(hù)，拿下保護(hù)板，并利用前期預(yù)留出來(lái)的結(jié)構(gòu)，將主拱與其他已完成區(qū)域防水層連接到一起，使其形成一個(gè)完整的防水體系。與此同時(shí)，在主拱面上，攤鋪大面積防水材料，并澆筑混凝土。

對(duì)于頂縱梁模板來(lái)說(shuō)，支撐體系結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，內(nèi)部空間并不是很大，容易對(duì)混凝土澆筑帶來(lái)困難，影響邊緣處混凝土的振搗，從而降低整個(gè)防水層的實(shí)際應(yīng)用效果。為了防止上述這一情況的發(fā)生，應(yīng)在兩結(jié)構(gòu)交接處，埋設(shè)相應(yīng)的注漿管，根據(jù)混凝土澆筑情況，及時(shí)向結(jié)構(gòu)內(nèi)部灌注適量漿液，以提升整個(gè)結(jié)構(gòu)的密實(shí)性、防水效果[4]。

3.5.3? ?頂縱梁施工

防水層混凝土凝固后，開(kāi)始進(jìn)行頂縱梁施工。在中隔墻處，采用分段施工方案，每段各9m，并以此為基礎(chǔ)，定制9m頂縱梁自行式臺(tái)車(chē)進(jìn)行施工。按照施工方案鋪設(shè)鋼筋，將鋼筋進(jìn)行綁扎，之后以臺(tái)車(chē)為主要工具，確定出施工縫的具體位置，并固定止水帶。固定模板，向模板內(nèi)澆筑適量混凝土，待混凝土凝固后，即可得到頂縱梁。

3.6? ?主供支護(hù)施工

上述環(huán)節(jié)結(jié)束后，應(yīng)對(duì)主拱進(jìn)行挖掘。左右兩側(cè)的主拱，應(yīng)具備約3m的錯(cuò)開(kāi)距離，挖掘高度約為5m。超前支護(hù)采用φ159大管棚、φ42超前小導(dǎo)管。初期支護(hù)主要結(jié)構(gòu)為格柵鋼架，將鋼架間距設(shè)定成200mm×200mm，同時(shí)在鋼架外部噴射一層厚度為400mm混凝土，以形成完整的初支體系。

主拱挖掘之前，先設(shè)超前小導(dǎo)管對(duì)拱部地層超前注漿加固。每次挖掘時(shí)，將進(jìn)尺控制在每循環(huán)3榀，并針對(duì)掌子面圍巖特點(diǎn)，適當(dāng)對(duì)進(jìn)尺進(jìn)行調(diào)整。主拱挖掘后，第一時(shí)間構(gòu)建格柵鋼架。在鋼架兩側(cè)，以連接板為主要工具，將鋼架與導(dǎo)洞初支鋼架固定到一起。格柵鋼架固定后，通過(guò)噴射混凝土的方式將鋼架密封，防止鋼架直接裸露到自然環(huán)境中。

3.7? ?二襯扣拱施工

3.7.1? ?拆卸導(dǎo)洞側(cè)壁

按照隔三拆一的原則，將原有格柵鋼架拆除，先拆除上部的鋼架，再拆卸下部的鋼架。導(dǎo)洞側(cè)壁拆卸時(shí)，應(yīng)對(duì)拱頂進(jìn)行監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確了解拱頂在拆卸時(shí)的具體情況。若發(fā)現(xiàn)異常，立即停止拆卸，將問(wèn)題解決后才可繼續(xù)進(jìn)行。在主拱位置，以6m為一段構(gòu)建主拱二襯。初砌臺(tái)車(chē)端模采用的是鋼模。在側(cè)墻反縫區(qū)域，通過(guò)竹膠板的方式予以處理。

3.7.2? ?混凝土施工

材料選擇C35混凝土，抗?jié)B等級(jí)為P10，通過(guò)泵送的方式，將其澆筑到模板內(nèi)。泵送過(guò)程中，采用分層澆筑的方式，每層漿液下降高度控制在2.0m以內(nèi)。每層澆筑的同時(shí)，予以適當(dāng)振搗，以保證混凝土具有較高的密實(shí)度。澆筑結(jié)束后，按照規(guī)定要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制在14d以上。

3.8? ?下部土方開(kāi)挖及底板邊墻施工

確保二襯穩(wěn)定后，開(kāi)展下部土方挖掘施工，一邊挖掘，一邊將挖掘出來(lái)的廢料運(yùn)輸?shù)降孛?。底板結(jié)構(gòu)分解時(shí)，與底縱梁長(zhǎng)度基本一致，將每段長(zhǎng)度設(shè)為12m。在超過(guò)側(cè)墻腋角上部300mm位置處，預(yù)留出縱向施工縫。

在矮墻處，選用1.5cm厚竹膠板，在其后方固定2個(gè)100mm×100mm的縱向木方以及一個(gè)100mm×100mm的斜向木方。側(cè)墻結(jié)構(gòu)施工，按照一般建筑工程側(cè)墻結(jié)構(gòu)施工方案即可，具體包括基面處理、施工縫設(shè)置、鋼筋綁扎固定、三角支架模板固定、混凝土澆筑、模板拆卸等。

4? ?結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代地鐵站建設(shè)過(guò)程中，洞樁法施工技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，通過(guò)合理應(yīng)用該技術(shù)，可在保證工程建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，縮短施工周期，降低施工成本，為地鐵站后續(xù)使用打下良好基礎(chǔ)。洞樁法施工過(guò)程中，想要保證整個(gè)工程順利進(jìn)行，需要根據(jù)工程具體情況，設(shè)計(jì)出最佳的施工方案。

參考文獻(xiàn)

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