地鐵半鋪蓋明挖車(chē)站施工技術(shù)研究

寧利錕

(中交一公局廈門(mén)工程有限公司，福建 廈門(mén) 361021)

1 工程概況

廣州市軌道交通12號(hào)線(xiàn)烈士陵園站位于東川路上，沿東川路縱向布置，初步設(shè)計(jì)方案采用洞樁法施工，因詳勘地質(zhì)條件差、征地拆遷較慢，只有一個(gè)施工豎井，施工進(jìn)度較慢，無(wú)法保證全線(xiàn)洞通計(jì)劃，車(chē)站從暗挖變更為明挖施工。車(chē)站為地下4層13 m單柱島式車(chē)站，總建筑面積約26 575 m2，施工采用的是明挖半鋪蓋的方法。車(chē)站尺寸方面，長(zhǎng)約170 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬約22.7 m，基坑深度27.65 m，地連墻深度30.35 m，頂板覆土3 m。明挖方案車(chē)站共設(shè)置E1、E2、E3以及F號(hào)4個(gè)出入口，3組風(fēng)亭、2個(gè)安全口。烈士陵園站地處繁華老城區(qū)，場(chǎng)地狹小受限制且兩側(cè)臨近房屋建筑，周邊老舊建筑物密集、管線(xiàn)繁多，周邊建筑物的穩(wěn)定性控制要求較高，同時(shí)地表沉降也需得到有效的控制。

2 工藝原理

所謂半鋪蓋法，是在地連墻的基礎(chǔ)上，上部構(gòu)建一層鋼筋混凝土板面，下部構(gòu)建形成鋼支撐與混凝土支撐，以免地連墻發(fā)生變形。不同格構(gòu)柱之間通過(guò)鋼系梁進(jìn)行連接，以提高整體的穩(wěn)定度，不僅滿(mǎn)足施工的要求，而且要滿(mǎn)足交通的要求[1-2]。

3 施工技術(shù)

3.1 施工流程

1)圍蔽東川路東側(cè)，管線(xiàn)遷改、施工東側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、臨時(shí)立柱。

2)施工冠梁。鋼板樁、第一道混凝土支撐。

3)東側(cè)基坑開(kāi)挖到頂板下，施工頂板，新做2 000 mm×1 500 mm渠箱，安裝鋼蓋板。

4)圍蔽東川路西側(cè)、施工西側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、第一道混凝土支撐梁及安裝蓋板。

5)圍蔽東川路中間，開(kāi)挖至第二道支撐底標(biāo)高時(shí)隨即根據(jù)工程要求將該部分的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置到位。

6)類(lèi)似地，開(kāi)挖至第三道支撐底標(biāo)高時(shí)隨即根據(jù)工程要求將該部分的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置到位。

7)基坑開(kāi)挖、隨挖隨撐，禁止超挖，盾構(gòu)隧道先隧后站，通過(guò)基坑，盾構(gòu)通過(guò)要求覆土>6 m，若基坑開(kāi)挖進(jìn)度比盾構(gòu)隧道快，基坑開(kāi)挖到距離隧道6 m停止開(kāi)挖，對(duì)基底做臨時(shí)封閉處理，隨著工程建設(shè)工作的持續(xù)開(kāi)展，待盾構(gòu)隧道通過(guò)后，繼續(xù)開(kāi)挖基坑。

施工冠梁見(jiàn)圖1，支撐第四道混凝土見(jiàn)圖2。

圖1 施工冠梁(單位：mm)

圖2 支撐第四道混凝土(單位：mm)

8)開(kāi)挖至第四道支撐底標(biāo)高時(shí)隨即根據(jù)工程要求將該部分的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置到位。

9)盾構(gòu)通過(guò)后，端墻處兩環(huán)管片采用型鋼支架支頂，邊開(kāi)挖邊拆除管片。

10)基坑開(kāi)挖至底板后，設(shè)墊層、底板及防水層(側(cè)墻)。

11)施工側(cè)墻防水(地下4層)、結(jié)構(gòu)側(cè)墻及中板(地下3層)。

12)拆除第四道支撐(見(jiàn)圖3)，施工側(cè)墻防水(地下3層)、結(jié)構(gòu)側(cè)墻、中板(地下2層)。

圖3 拆除第四道支撐(單位：mm)

13)拆除第三道支撐，施工側(cè)墻防水(地下2層)、結(jié)構(gòu)側(cè)墻、中板(地下1層)。

14)拆除第二道支撐，施工地下1層側(cè)墻防水、結(jié)構(gòu)側(cè)墻、頂板。

15)頂板防水施工，頂板回填土，管線(xiàn)回遷、折除臨時(shí)路面、蓋板，支撐，恢復(fù)地面。

3.2 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.2.1 泥漿制備

為高效制備泥漿，在現(xiàn)場(chǎng)配備4臺(tái)泥漿泵，并建立高效暢通的循環(huán)管路。

1)沿循環(huán)池邊緣向開(kāi)挖槽內(nèi)注入泥漿，全程盡可能保持勻速、緩慢的狀態(tài)，檢測(cè)并控制泥漿面的高度，不宜臨近導(dǎo)墻面，而是有一定距離，以0.3 m為最佳，同時(shí)比地下水位高最少1 m。

2)清除開(kāi)挖槽時(shí)，泥漿首先進(jìn)入槽內(nèi)，既而進(jìn)入到沉淀泥漿箱中，最后進(jìn)入循環(huán)泥漿箱。

3)灌注混凝土?xí)r，上部泥漿進(jìn)入沉淀泥漿箱中，需要注意的是，混凝土頂部4 m范圍內(nèi)的泥漿一般會(huì)放棄，不再使用。

3.2.2 清底、置換泥漿

成槽后，清理槽底的沉渣。對(duì)于混凝土接頭處的雜物要進(jìn)行特別處理，這是非常重要的一環(huán)，通過(guò)泵舉反循環(huán)的方式吸收孔底沉渣。用泵吸反循環(huán)的方法清理泥漿，以便后續(xù)可正式灌注混凝土。

3.2.3 鋼筋籠制作

1)鋼筋籠要按照具體設(shè)計(jì)要求展開(kāi)加工，鋼筋籠的制作要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，全方位考量鋼筋籠起吊所需剛度及吊點(diǎn)的焊接質(zhì)量。

2)為避免起吊過(guò)程中出現(xiàn)變形的情況，在鋼筋籠中設(shè)置剪力筋，以構(gòu)成縱向桁架；同時(shí)不斷強(qiáng)化各節(jié)點(diǎn)，以提高鋼筋籠的剛性。根據(jù)放樣圖，在混凝土導(dǎo)管下部預(yù)留出一定的空間，務(wù)必確保導(dǎo)管導(dǎo)向鋼筋的牢固度。

3)為了充分確保鋼筋保護(hù)層的厚度過(guò)關(guān)，需要在鋼筋籠中添加墊塊，墊塊與槽壁保留一定的空隙，空隙最低為20 mm，最高為30 mm。

4)為確保鋼筋籠有完整的外形以及焊接有足夠的剛度，需要在制作臺(tái)上制作成形。鋼筋籠基本采用點(diǎn)焊的形式，成形之后需要拆除結(jié)扎鐵絲。

3.2.4 鋼筋籠的吊裝

兩臺(tái)吊車(chē)同步運(yùn)行，平穩(wěn)起吊鋼筋籠。在吊具與吊索的作用下，鋼筋籠會(huì)被起吊到某一特定高度。主吊索提起的同時(shí)副吊索下降?；\體下置之后，嚴(yán)禁再次提起。因?yàn)榇伺e有可能導(dǎo)致插入筋出現(xiàn)翹起的情況，再次下置時(shí)極易使鋼筋籠陷入下置困難的窘境。

3.2.5 混凝土澆筑

1)以試驗(yàn)確定的配合比為準(zhǔn)，選取適量的優(yōu)質(zhì)原材料并予以拌和；充分考慮導(dǎo)管法的使用特點(diǎn)。在混凝土澆筑中使用導(dǎo)管法，對(duì)混凝土有一定的要求，首先其和易性要過(guò)關(guān)，其次其流動(dòng)性順暢，最后要具備一定的緩凝性。通常，混凝土的初凝時(shí)間以3 h以?xún)?nèi)為宜。如果運(yùn)輸距離太長(zhǎng)，那么需要在混凝土中添加木鈣減水劑，這樣能夠有效降低水灰比例，使混凝土的流動(dòng)度有所提高。

2)汽車(chē)泵是混凝土澆筑施工中的重要裝置，可以將混凝土送入下料漏斗。以雙導(dǎo)管灌注的方法為宜，控制好兩導(dǎo)管的距離，不宜超過(guò)4 m，且條件允許時(shí)盡可能控制在3 m以?xún)?nèi)。接頭首先在地面進(jìn)行組裝，一段可以為2節(jié)，也可以為3節(jié)。

3)在澆筑過(guò)程中，混凝土導(dǎo)管埋入混凝土的尺寸也有具體的標(biāo)準(zhǔn)，最低為2 m，最高為4 m。最小埋深為1.5 m，最大埋深為6 m。導(dǎo)管在澆筑的過(guò)程中隨時(shí)提升。

4 中間樁施工

4.1 護(hù)筒埋設(shè)

擴(kuò)孔采用到護(hù)筒裝置，務(wù)必保證護(hù)筒吊入位置的精準(zhǔn)性，護(hù)筒外圍用黏土夯實(shí)。其中心線(xiàn)要保持與樁中心線(xiàn)平齊的狀態(tài)，可以出現(xiàn)一定的偏差，但是偏差必須在20 mm以下。

4.2 泥漿制備與鉆機(jī)鉆進(jìn)

制作泥漿時(shí)，充分發(fā)揮優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土的作用，鉆機(jī)到達(dá)既定位置后調(diào)整鉆機(jī)，實(shí)現(xiàn)鉆頭、鉆桿中心、樁位中心的三位同一。鉆頭在升降過(guò)程中務(wù)必保持平穩(wěn)狀態(tài)，鉆頭從孔口提起時(shí)不能對(duì)護(hù)筒與孔壁造成影響。立足于施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件，合理調(diào)控包含鉆進(jìn)速度、泥漿指標(biāo)在內(nèi)的各項(xiàng)關(guān)鍵作業(yè)參數(shù)。泥漿面要高于護(hù)筒，高出的尺寸在60 cm左右，這樣能夠確保有充足的水頭。

4.3 鋼筋籠吊裝與混凝土灌注

鋼筋籠下入孔口時(shí)有兩個(gè)注意事項(xiàng)。首先要扶正，其次下入的速度要緩慢。充氣球可作為隔水栓使用，澆筑速度控制在3～5 m/h，全程盡可能避免澆筑量的大幅度變更，同時(shí)各導(dǎo)管處的灌注必須同步進(jìn)行。

4.4 冠梁及蓋板梁施工

4.4.1 超灌破除

1)通過(guò)人工形式破除墻頂混凝土浮漿，鑿除面務(wù)必平齊。嚴(yán)格控制標(biāo)高，不能出現(xiàn)多鑿的情況，也不能出現(xiàn)少鑿的情況。破除時(shí)不能用大型機(jī)械，以防止出現(xiàn)墻縫漏水的情況。

2)挖出格構(gòu)柱之后，嚴(yán)格遵循圖紙復(fù)核標(biāo)高。超出的部分必須切割。

3)鑿除超灌混凝土之后，及時(shí)對(duì)鋼筋進(jìn)行處理，如對(duì)鋼筋進(jìn)行調(diào)直、接長(zhǎng)等。

4.4.2 鋼筋綁扎

1)鋼筋必須參照設(shè)計(jì)的具體參數(shù)下料。下料加工在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，下料時(shí)，加強(qiáng)對(duì)鋼筋接頭尺寸的檢測(cè)與控制。因?yàn)榈剡B墻體向外擴(kuò)展了150 mm，與構(gòu)件相連的鋼筋也需要延長(zhǎng)150 mm。

2)綁扎鋼筋之前，必須做好準(zhǔn)備工作，如清點(diǎn)鋼筋數(shù)量，對(duì)鋼筋型號(hào)進(jìn)行分類(lèi)、調(diào)直連墻主筋等。鋪蓋鋼筋綁扎時(shí)，務(wù)必發(fā)揮砂漿墊塊的作用，不同墊塊的距離保持在1.0 m左右，同時(shí)一定要固定牢固。

3)連接主筋接頭時(shí)充分發(fā)揮機(jī)械的作用，用機(jī)械連接。梁底主筋接頭主要有兩個(gè)位置：支座內(nèi)部、支座臨近1/3跨度內(nèi)部；對(duì)于鋪蓋板下部鋼筋接頭同樣有兩個(gè)位置：支座內(nèi)部、支座臨近1/4跨度內(nèi)部。

4)各段鋪蓋結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的冠梁兩部分采取的是同步施工的方法，鋪蓋橫向鋼筋錨入冠梁的長(zhǎng)度不小于35d(d為鋼筋直徑)。綁扎十字交叉鋼筋時(shí)一定要保持堅(jiān)實(shí)，盡量避免出現(xiàn)變形等情況。箍筋與主筋的位置需始終保持垂直，避免偏位或失穩(wěn)。雙肢箍設(shè)置沿著主筋展開(kāi)；單肢箍筋設(shè)置采用梅花型。

4.4.3 磚模砌筑

1)墊層、磚胎模等務(wù)必設(shè)置油氈，這樣有利于基坑在挖掘時(shí)墊層與磚胎模順利剝離，以促進(jìn)車(chē)站主體施工有序展開(kāi)。

2)梁側(cè)合模之前鋼筋必須驗(yàn)收，而且驗(yàn)收合格。于蓋板梁下方、鋪蓋板鋼筋下方兩個(gè)部位放置墊塊，采取此方法的目的在于有效防護(hù)構(gòu)件，以免受損。磚胎模的厚度為240 mm。

3)磚胎模轉(zhuǎn)角是一個(gè)非常重要的部位，因此有必要對(duì)其進(jìn)行加固，以免該部位出現(xiàn)開(kāi)裂的情況。盡量在攪拌棚中攪拌砂漿水泥，這樣能夠防止出現(xiàn)過(guò)多揚(yáng)塵，以達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。

4)砌筑胎模時(shí)，尤其注意不能讓木屑等雜物進(jìn)入梁內(nèi)，砌筑時(shí)梁側(cè)需要進(jìn)行阻隔，阻隔最好選擇塑料薄膜的形式。

4.4.4 混凝土澆筑

詳細(xì)檢查鋼筋和模板，判斷是否有變形、偏位、堆積雜物等異常情況，若有則予以處理。鋪蓋梁板與冠梁相交的節(jié)點(diǎn)務(wù)必保持同時(shí)現(xiàn)澆，防止出現(xiàn)冷縫的情況。澆筑施工材料選用的是C30混凝土，設(shè)備以汽車(chē)泵為主。搗固混凝土?xí)r利用的方法為插入式。分層有序澆筑，各層厚度控制在0.3 m以?xún)?nèi)。澆筑順序方面，首先為梁體，而后做整體澆筑，結(jié)束后隨即采取保濕養(yǎng)護(hù)措施。

5 結(jié)束語(yǔ)

在地鐵車(chē)站施工中，明挖法是使用最廣泛的方法，所具優(yōu)勢(shì)也非常明顯，如進(jìn)程快、造價(jià)低、風(fēng)險(xiǎn)小等。在周邊建(構(gòu))筑物密集、車(chē)流量較大、地表沉降控制要求較高的特殊地鐵車(chē)站施工場(chǎng)景中，半鋪蓋法是一種優(yōu)質(zhì)的方法，即沿車(chē)站縱向一半明挖，另一半暗挖，其兼容蓋挖法和明挖法兩種常見(jiàn)施工工藝的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可擺脫單獨(dú)用蓋挖法或明挖法所存在的局限性，若應(yīng)用得當(dāng)，可有效滿(mǎn)足工程安全、質(zhì)量、效率、效益多重要求。

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