城市复杂化境地铁无柱结构车站全铺盖逆作施工技术研究

纪晓辉

中铁隧道集团三处有限公司 广东 深圳 518052

1 工程背景

芳村大道东站为地下三层岛式站台车站，位于广州市荔湾区，全长220m，沿着城市主干道芳村大道东路敷设。车站基坑西侧房屋大部分为1～4层建筑，主要为商铺、居民住宅和杏花社区村民自建房屋；靠近北端有广州市隽润贸易有限公司（B3）、广州柴油机厂招待所（B5）, 广州柴油机厂住宿楼（A6）；基坑东侧房屋从北往南依次是海历柴油机设备有限公司、广州宝泽(A2)、广州柴油机厂职工宿舍(A9)、冲口综合楼小区(A9)，两栋A9楼阳台距车站围护结构距离最近仅1.9m。在车站周边环境复杂，施工场地狭小的条件下。通过结构受力、施工场地布置、施工难度、质量防水及施工工效等方面对半铺盖顺作法、全盖挖顺作法、全盖挖逆作法三种施工方案进行了分析比选，全铺盖逆作法施工方案更优。

2 工程概况

芳村大道东站为地下三层11m岛式站台车站，全长220m，标准段宽为20.5m，标准无柱段宽为20.9m，车站基坑开挖深度约为27.2m。

2.1 结构设计概况

车站围护结构采用φ1000mm@1100mm钻孔灌注桩，共计454根，砼设计等级为C35。基坑外侧桩间采用φ600旋喷桩进行止水。基坑内侧采用挂设8@200mmx200mm钢筋网片喷射C20混凝土找平。

车站主体结构为三层单柱两跨（公共区为无柱单跨）钢筋混凝土结构形式，详见图1。采用结构自防水与附加柔性防水层相结合的防水模式。

图1 无柱段结构、铺盖剖面图

车站采用全铺盖逆作法施工，设一道钢筋混凝土支撑。铺盖系统为400mm厚钢筋混凝土现浇盖板，间隔40～50m设置一个预留孔洞用以土石方外运及材料运输。

2.2 工程水文地质

地层由上至下依次为人工填土层<1>、冲积-洪积砂层<3-1～4>、冲积-洪积-坡积土层<4N-1～3、4－2A、4－2B、4－3>、残积土层<5N－1～2>、全风化岩层<6>、强风化岩层<7-1～3>、中风化岩层<8-1～3>、微风化岩层<9-1～3>等。地下水按赋存方式分为第四系土层孔隙水、层状基岩裂隙水、块状基岩裂隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水。本场地地下水较为贫乏，水文地质条件较为简单。

3 总体施工方案及施工方法

3.1 总体施工方案

（1）交通疏解三期主要为车站土石方开挖及主体结构施工阶段，场地狭小，场地有效围蔽宽度为15m，车站两端头北侧主要为钢筋加工场、材料堆放场；中间为土石方开挖及运输、材料运转、施工设备及车辆通道。

（2）车站共分10个结构段，铺盖及结构板上设置预留孔，用以出土及材料运输。

（3）车站开挖方式，顶板及以上土石方开挖，采用半铺盖明挖（后做铺盖）；顶板以下土石方为全铺盖盖挖，采用挖机翻转倒运至洞口、电动液压抓斗垂直提升进行土方外运。岩层开挖采用静力爆破+二次破碎。

（4）施工材料转运主要采用2台15T龙门吊进行水平、垂直运输。

（5）结构中、顶板采用盘扣式矮支架施工，侧墙施工采用自主设计制造的轮式自行液压模板台车。

3.2 结构顶板施工

结构顶板采用盘扣式矮支架+常规地模施工。土石方开挖至顶板底以下2.1m，施做20cm垫层砼基础，模板支架全高为1.9m，顶板无柱段大腋角尺寸为2200x3900mm，腋角及下吊墙采用地模方式如图2所示。

图2 结构顶板施工剖面示意图

3.3 结构中板施工

结构中板采用盘扣式矮支架，土方开挖至中板底以下2m，10cm砼垫层基础，模板支架全高1.9m。结构中板支架模板搭设、下吊墙处理方法与顶板基本相同如图3所示。

图3 结构中板施工剖面示意图

3.4 结构侧墙施工

结构侧墙采用轮式自行液压模板台车施工，台车最大重量为47T，主架体由工16#、工18#工字钢焊接而成。行走系统采用3对实心橡胶轮胎，电机驱动。平移系统由平移小车、水平油缸、平移架等组成如图4所示。

图4 轮式自行液压模板台车构造图Ⅰ

对应上下层结构板施工完成且下层板达到设计强度后，将设备加工厂加工好的模板台车构配件运至施工现场，利用现场龙门吊或25t汽车吊吊放至已完成的结构中板，人工配合叉车进行拼装。

侧墙钢筋施工完成后，模板台车通过行走系统、平移系统、竖向液压油缸等配合调整就位，并将矮边墙（下吊墙）拉杆螺栓接出与台车主梁连接紧固。

4 施工中遇到的主要问题及解决方案

4.1 围护桩预埋锚固筋与主体结构板筋接驳

围护桩施工阶段，钢筋笼内预埋锚固筋并附带钢筋接驳器，主体结构施工时将其凿出与结构板钢筋连接如图5所示。

图5 围护桩预埋结构板锚固钢筋示意图

预埋接驳器标高及方向是控制难点及重点，预埋偏差过大影响后期利用率，施工中注意解决措施如下：

（1）熟悉图纸，对围护桩地面标高实测，制作钻孔桩施工参数表。需体现各桩位所在的地面标高、桩顶标高、桩底标高、各层结构板标高、各编号钢筋下料长度、各钢筋笼预埋件所在相对位置。由于施工误差，预埋件保护层可适当加大。

（2）将笼顶部第一个加强环筋定位在桩顶标高处，根据钢筋笼顶部第一个加强环筋精确定位顶板及中板预埋件位置。

（3）预埋件安装时，确保预埋件朝向统一并垂直于笼身；钢筋笼吊装入孔前，检查接驳器保护盖是否完好，顶板缺口位置采用泡沫板填充并绑扎牢固，便于后期凿除。

（4）以控制桩为参照，在钢筋笼下放过程中调整预埋件朝向始终垂直于围护桩槽段，吊筋精确定位预埋件标高，直到吊装作业结束[1]。

4.2 侧墙钢筋施工

侧墙矮边墙（下吊墙）钢筋预埋、加工及安装存在一定误差，直螺纹连接要求精度极高，施工控制难度大。施工中主要解决措施：矮边墙钢筋安装时需通过吊线锤的方式确保竖向钢筋与上层结构板下吊墙钢筋接头在同一垂线上；侧墙钢筋精确下料并考虑富余量，下口钢筋采用等离子切割机切除超长部分钢筋头，再使用冷挤压套筒进行连接，接头检测满足设计要求[2]。

4.3 轨顶风道与结构中板同步施工

负二层结构中板施工时，结合满堂矮支架，先行施工轨道风道，再施工结构中板，保证了轨顶风道一次性成型质量，节约了后做的成本投入。

5 结论

全铺盖逆作法适用于周边环境、交通疏解、管线迁改复杂及场地狭小条件下的地下工程施工。具有以下优点：

（1）盖板系统为C40、400mm厚现浇钢筋砼盖板，由冠梁、砼支撑、盖板梁及临时立柱桩形成铺盖支撑系统，满足施工堆载及车辆轴重荷载要求。

（2）全铺盖逆作法施工利用主体结构各层板作为支撑体系，支撑刚度、安全性高；规避了钢支撑在盖板下的安拆风险、钢支撑架设滞后和钢支撑拆除轴力释放的基坑收敛变形，能有效控制周边道路、居民楼沉降，同时也减少了扰民阻工风险。

（3）主体结构板横向主筋与围护桩预埋锚筋进行直螺纹连接，质量可靠、安全性高。主体结构板采用矮支架施工，施工高度方便工人操作，降低了高处作业风险。

（4）采用矮支架法施工，模板安装、钢筋制安等工序便于质量控制；较常规地模施工方法，脱模容易且外观质量好[3]。

（5）轮式自行液压模板台车面板采用大型钢模板拼装而成，作业板面光滑平整，浇筑成型后侧墙平整度高、错台小，整体外观质量较好。且机械化程度高，施工操作简易、安全稳定性高。