地铁车站土建施工工艺与质量控制

2021-03-22苏萍萍

工程建设与设计 2021年3期

苏萍萍

（中铁建大桥工程局集团第五工程有限公司，成都 610500）

1 工程概况

沙湾站总长344m，标准段宽21.3m，基坑深度18～20m，覆土厚度3～4m，为地下2层12m岛式站台车站，共设5个出入口，1个消防疏散口，2组风亭，主体结构采用半盖挖法施工，首先开挖半幅顶板，由两头向中间依次完成，其次开完车站结构，土方开挖由两头向中间依次完成。

2 工程条件

2.1 地质条件

本车站所在位置地形平坦，交通便利，场地平均高程507.80m。地貌单元属于岷江水系Ⅰ级阶地。地面交通较繁忙，民房密集。根据钻孔揭示，场地范围内上覆第四系人工填土层其下为第四系全新统冲洪积层粉质黏土、黏质粉土、细砂、中砂、卵石；下伏基岩为白垩系上统灌口组泥岩，加大了施工难度，刀具运行过程中易发生磨损现象，成为盾构穿越的重点和难点。

2.2 水文条件

区段绝大部分的含水量均较低，开挖及盾构施工受含水量的影响较小，但不排除局部存在富水条件。沙湾站及人民北路站场地内无地表水系，地表水主要为雨水补给和周边居民的污水排放。场地内地下水类型以孔隙潜水居多，其主要赋存于砂卵石层内，以大气降水和上游地下水2种途径实现补给，沙湾站地下水位埋深6.8m，地下水位标高为499.96mm，人民北路站地下水位埋深5.6m，地下水位标高为499.160mm，砂卵石层渗透系数均为k=22m/d。

2.3 周边交通

由于区间基本沿交大路、沙湾路、一环路布设，交通条件较好，但车流量大，施工期间交通疏解要求高、压力大。根据现场踏勘实际情况，由于地铁车站、跨线桥等施工围挡等因素，道路交通压力大，人流、车流密集，整体交通条件较差。

3 地铁明挖车站施工技术

3.1 施工工艺

1层以下土方采用半盖挖法施工。2层沙湾站土方施工从南侧开始向北设置运输斜坡道，小型机械开挖，借助小型运输车外运土方。3层以挖掘机放坡开挖的方式为主，产生的渣土通过汽车从车站端头外运；鉴于放坡施工期间局部开挖难度较大的情况，该处以机械台阶后退法开挖较为合适，利用汽车外运；北端剩余部分均通过小型机械开挖到位，安排数名施工人员以便辅助施工。

3.2 围护结构

第一道支撑为钢筋混凝土形式，截面尺寸1 200mm×1 200mm；第二、第三、第四道支撑均以φ609mm钢管为基础材料搭建而得，形成内支撑体系。桩间处理所用方法为网喷混凝土护壁，构成完整的围护结构。

3.3 冠梁施工

冠梁上部组成包含压顶梁和砖墙2部分，施工所用材料为C30钢筋混凝土。冠梁模板形式采用组合钢膜，参照钻孔灌注桩的实际施工进度，分段制作钢模并安装。分层依次完成冠梁的浇筑作业，直至满足设计标高要求为止，浇筑材料采用商品混凝土，利用罐车顺利入模。

3.4 盖板系统施工

半盖挖法施工期间利用标准军用梁搭建临时路面。按照规范施作围护桩和中隔柱，若无误则组织冠梁和盖梁的施工作业，盖梁成型后于该处搭接军用梁。完成车站主体结构施工后，临时路面不再具有使用价值，将该部分拆除，再组织管线回迁作业。考虑到施工安全性要求，本项目选用标准六四式军用梁，以形成稳定的钢便桥。桥面预制盖板厚150mm，材料为混凝土，并在盖板上部设100mm厚的沥青路面层。路面稳定性对全局施工质量具有显著影响，需通过槽钢连接军用梁，以保证临时路面具有足够的完整性。军用梁的结构如图1所示。

图1 军用梁设计图

3.5 基坑开挖

准确分析临时钢支撑分布状况，结合反铲挖掘机的工作特点，最终采取反铲挖机接力的方式，以便高效完成基坑开挖作业。以各支撑的高差为主要依据，合理调整单层开挖高度。通过分台阶开挖的方式有序完成所有的土方开挖作业，各台阶都适配一台反铲挖掘机。施工工艺如图2所示。

图2 分台阶土方开挖施工顺序示意图

3.6 吊装

钻孔桩和中隔柱施工结束后，进入冠梁、盖梁及支座预埋螺栓的施工环节，从而形成军用梁架设的支座。每片半幅吊装重约2t，单节长度约11m，对此采取的是单吊机吊装的方式。吊装流程主要有：（1）根据设计图纸在拼装区拼装桥梁桁架；（2）桁架两端分别布设吊点，通过整节吊装的方式将其转移到安全地点；（3）精确调整吊车位置，若无误则将桁架吊装到位。

3.7 支撑系统

加强对基坑土方开挖进度的监测，伴随开挖作业的持续推进，当其达到支撑点标高处时，需由施工人员修整基底，使其具有平整性与密实性。钢筋绑扎以人工操作方式为主，通过焊接工艺连接支撑钢筋和冠梁，再将侧模结构安装到位。土方开挖期间需及时设置钢筋混凝土支撑装置，检测混凝土的强度情况，若实测值达到设计值的80%或更高，可进入下层开挖环节。各开挖深度对应的支撑数量具有差异性，需根据实际情况合理调整，但普遍以2～3道为主。各开挖面均要配置钢支撑结构，需通过汽车吊装的方式安装到位。依次做好上述工作后，采用4台液压千斤顶向支撑系统施加预应力。

3.8 土方回填

加强顶板防水保护层强度的检测，以所得结果为分析对象，若达到标准即可回填基坑。此外，应重视对顶板上部0.5m厚度以外区域的处理，可使用黏性土回填，但该材料的局限之处在于透水性欠佳，因此，余下部分需使用适量腐殖土回填。配置推土机设备，以便高效完成基坑回填施工作业，全程应分层对称依次夯实到位，保证回填土的密实度。

4 质量控制措施

4.1 桩基施工技术

半盖挖法施工过程中，桩基施工尤为重要，其主要承担着车站施工期的运营荷载，为了保障工程安全，须保证桩位精准定位，待到桩位确定后即可施工[1]。钻孔作业完成后进行清理工作，保证孔底沉渣厚度符合设计标准，以此确保桩基承载力及沉降满足要求。如果沉渣厚度较大，容易造成承载力下降，其沉降量也更深，从而导致钢管柱下沉，形成不均匀沉降问题，严重时还会导致内应力过大造成结构损坏。在桩基施工前，需要进行桩基荷载试验工作，检测桩基是否出现了变形现象，如果承载不符合工程实际标准，可通过桩侧注浆方式提高荷载力，减少沉降。

4.2 钢管柱定位施工

在定位锚固和混凝土凿除之后，需要在指定位置安装定位器。首先开展放线工作，之后进行审核检测。钢管柱的上下两端需要固定，下部固定主要是采用定位器，上端采用型钢焊接固定。自动定位器属于一种预先加工设备，能够精准矫正明面位置、高程、垂直度，可将其固定在护筒壁上，在浇筑完毕之后，将下端固定在桩基混凝土当中。定位器桩检测采用全站检测仪，并安装在中心位置上，桩心投测在定位仪器中心点上，并对仪器进行定位，完成最终安装。