卜曉斌

(中鐵十八局集團(tuán)第五工程有限公司,天津 300450)

1 工程概況

沈陽地鐵1號(hào)線沈陽站為地下雙層島式站,站臺(tái)寬12 m,主體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)195.9 m,明挖段寬20.7 m,暗挖段寬20.5 m,車站埋深約5.0 m,車站設(shè)4個(gè)出入口通道,并設(shè)3處風(fēng)道及風(fēng)井。1號(hào)風(fēng)道采用明挖法施工,2號(hào)風(fēng)道采用CRD法施工。3號(hào)風(fēng)道采用洞樁法施工。車站主體結(jié)構(gòu)采用明暗挖結(jié)合的施工方法,沈陽火車站站前廣場(chǎng)部分采用明挖法施工；勝利大街及中華路下的主體結(jié)構(gòu)采用洞樁法施工,主體采用雙層拱頂直墻結(jié)構(gòu)。

車站暗挖段結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)斷面見圖1。

圖1 暗挖段結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)斷面(單位：mm)

車站范圍內(nèi)地層主要為第四系全新統(tǒng)人工堆積層、第四系渾河新扇相、第四系上更新統(tǒng)渾河老扇沖相。場(chǎng)地地下水豐富,潛水水位埋深較淺,承壓水頭高,地基土透水性強(qiáng),降水過程應(yīng)注意防止產(chǎn)生流砂、管涌、突涌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

2 施工方案

沈陽站施工重難點(diǎn)為淺埋暗挖段洞樁法施工,為保證工程的按期完工,施工時(shí)先施工車站明挖段及3號(hào)風(fēng)道,由車站明挖段及3號(hào)風(fēng)道作為施工工作面,進(jìn)行暗挖洞樁法施工。

施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→上部4個(gè)小導(dǎo)洞施工→施作結(jié)構(gòu)圍護(hù)邊樁→下部2個(gè)小導(dǎo)洞施工→底縱梁、鋼管柱、頂縱梁施工→開挖中跨土體，封閉中跨初期支護(hù)→中跨拱部結(jié)構(gòu)二次襯砌→開挖邊跨土體，封閉拱部初期支護(hù)→邊跨拱部二次襯砌→下挖至中縱梁下，施作中縱梁及中跨中板→分層開挖土體至結(jié)構(gòu)底部，順做剩余結(jié)構(gòu)。

3 施工步驟

(1)施工車站明挖段及3號(hào)風(fēng)道,為車站暗挖施工提供工作面,風(fēng)道挑高段施工。

(2)臺(tái)階法施工上部4個(gè)小導(dǎo)洞；邊洞內(nèi)施作結(jié)構(gòu)圍護(hù)邊樁,并及時(shí)封閉導(dǎo)洞底板；邊樁完成后,施作主體下導(dǎo)洞,同時(shí)施工邊跨導(dǎo)洞內(nèi)的樁頂縱梁、初期支護(hù)及背后回填；施作底縱梁；人工挖孔樁施工；安裝鋼管柱；施作柱頂縱梁上防水層、頂縱梁及回填，如圖2所示。

圖2 上下6個(gè)導(dǎo)洞施工步驟

(3)在中柱的支撐保護(hù)下,開挖中跨土體,封閉中跨初期支護(hù),并施加中跨臨時(shí)支撐；施作中跨拱部結(jié)構(gòu)二次襯砌；在不破壞邊跨導(dǎo)洞邊墻的前提下,對(duì)稱開挖邊跨土體,封閉結(jié)構(gòu)主體拱部初期支護(hù)；初期支護(hù)封閉后,對(duì)初期支護(hù)背后注水泥漿；分段拆除邊跨內(nèi)的導(dǎo)洞邊墻,逐段澆筑邊跨拱部二次襯砌,并架設(shè)第一道鋼管支撐。對(duì)頂梁上部注水泥漿，如圖3所示。

圖3 拱部施工步驟

(4)下挖土體至中縱梁下,施作中縱梁及中跨中板，如圖4所示。

(5)逐層下挖土體,并安裝鋼管橫撐,開挖到規(guī)定高程后,及時(shí)施作結(jié)構(gòu)底板下墊層及防水層并澆筑底板二次襯砌，如圖5所示。

圖4 中跨中板施工步驟

(6)拆除第三道支撐,鋪設(shè)邊墻防水層,澆筑站臺(tái)層結(jié)構(gòu)邊墻；倒換第二道支撐,鋪設(shè)邊墻防水層,澆筑結(jié)構(gòu)邊跨中板；最后封閉結(jié)構(gòu)防水層,澆筑站廳層結(jié)構(gòu)邊墻,封閉結(jié)構(gòu)主體。

(7)在底板上種植站臺(tái)板支撐墻鋼筋,施工站臺(tái)板支撐墻及站臺(tái)板。完成主體土建施工。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)措施

4.1 導(dǎo)洞施工措施

車站主體6個(gè)導(dǎo)洞上下左右間距僅有6～7 m,合理確定上下6個(gè)導(dǎo)洞的開挖順序,避免群洞效應(yīng)所引起的地面沉降,是本工程施工中的一大技術(shù)難點(diǎn)。

(1)合理安排車站主體小導(dǎo)洞的施工順序：按照“先上后下,先中后邊”的原則進(jìn)行施工。

先施工上部4個(gè)導(dǎo)洞,待在邊洞內(nèi)施作好結(jié)構(gòu)圍護(hù)邊樁和導(dǎo)洞完全封閉后,再施工下部2個(gè)導(dǎo)洞。相鄰兩導(dǎo)洞開挖面控制在10～20 m,減少開挖時(shí)受力相互疊加,保證圍巖的穩(wěn)定。

(2)導(dǎo)洞開挖采取正臺(tái)階法,上部留核心土,臺(tái)階長(zhǎng)度控制在2～3 m,開挖前采用超前小導(dǎo)管對(duì)拱部地層超前注漿預(yù)加固,管內(nèi)壓注水泥-水玻璃漿。初期支護(hù)采用格柵鋼架+網(wǎng)噴混凝土。

(3)小導(dǎo)洞分臺(tái)階人工快速開挖,減少對(duì)地層的擾動(dòng),加強(qiáng)初期支護(hù),盡早封閉成環(huán),限制導(dǎo)洞的沉降和變形。

(4)根據(jù)監(jiān)控量測(cè)信息反饋、位移分析來調(diào)整支護(hù)參數(shù),是導(dǎo)洞施工安全的保證。

4.2 受力轉(zhuǎn)換施工措施

洞樁法施工的主要特點(diǎn)為：將大洞化小,依靠圍巖的自穩(wěn)能力和支撐體系共同受力,逐步形成強(qiáng)大的支撐體系。施工過程中受力轉(zhuǎn)換的施工質(zhì)量關(guān)系到施工的成敗。

(1)中柱底梁、鋼管樁及頂梁施工時(shí),各工序采用流水作業(yè),相隔兩跨施工。底梁、頂梁分段施工完成后,在外側(cè)支頂型鋼,防止底梁、頂梁向外側(cè)滑移,并形成以底梁、鋼管柱、頂梁組成的受力體系。

(2)中跨開挖時(shí),在左右頂梁設(shè)置鋼管撐,防止因開挖卸載,使頂梁向內(nèi)側(cè)滑移,并盡快形成拱部結(jié)構(gòu)。

(3)為保證初期支護(hù)和二次襯砌的脫空現(xiàn)象,初期支護(hù)背后補(bǔ)充注漿,防止初期支護(hù)背后托空,二次背后注漿,在澆筑混凝土襯砌時(shí)預(yù)埋注漿管,漿液采用水泥或超細(xì)水泥漿。注漿壓力控制在200～300 kPa。

5 監(jiān)控量測(cè)技術(shù)

施工過程應(yīng)嚴(yán)格貫徹“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、快封閉”的原則,實(shí)行信息化設(shè)計(jì)施工。通過監(jiān)控量測(cè)技術(shù)是判斷巖土體,支護(hù)結(jié)構(gòu)和環(huán)境穩(wěn)定,確保施工安全,指導(dǎo)選擇合理施工方法的重要手段。

5.1 監(jiān)控量測(cè)要求

(1)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是設(shè)計(jì)、施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是確保施工安全的一項(xiàng)重要措施,必須給予足夠重視。要求監(jiān)測(cè)人員必須準(zhǔn)確、真實(shí)地記錄監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),以便進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的正常管理,保證監(jiān)測(cè)質(zhì)量。

(2)B類監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可根據(jù)設(shè)計(jì)和施工的實(shí)際要求和地層情況選擇其中的部分項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè),以滿足設(shè)計(jì)施工要求。

(3)施工中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地面既有建筑的監(jiān)控量測(cè),其不均勻沉降允許值為0.004(測(cè)點(diǎn)沉降差與距離的比值)。

(4)壓力盒埋置于柱軸線和縱向跨中斷面位置,鋼筋計(jì)設(shè)于跨中。其余監(jiān)測(cè)點(diǎn)斷面布置間距一般為15 m。

(5)測(cè)斜孔、分層沉降孔縱向約10 m一個(gè),豎向每隔2～2.5 m布置一個(gè)測(cè)點(diǎn),監(jiān)測(cè)水平、土體垂直位移。

(6)收斂和拱頂下沉測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡量靠近開挖面布置,最好在開挖后24 h內(nèi)記錄初始讀數(shù)。

(7)當(dāng)變形速率過大時(shí),可調(diào)整量測(cè)頻率,加大量測(cè)密度。

(8)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果應(yīng)及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)單位,以便修改設(shè)計(jì)參數(shù),做好動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。

5.2 監(jiān)控量測(cè)布置及監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

車站洞樁法施工監(jiān)測(cè)布置見圖6。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目見表1。

圖6 施工監(jiān)測(cè)布置

表1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

5.3 監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)的處理

各項(xiàng)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)每日整理,填寫日?qǐng)?bào)表,形成日變化數(shù)量和累計(jì)變化值,并進(jìn)入計(jì)算機(jī)管理數(shù)據(jù)庫,每周繪制變形(或應(yīng)力)與時(shí)間、變形(或應(yīng)力)與進(jìn)尺關(guān)系曲線,使得各項(xiàng)目各斷面量測(cè)資料完整、規(guī)范。

如果出現(xiàn)反常曲線,表明圍巖和支護(hù)呈不穩(wěn)定狀態(tài),應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視和保護(hù)措施,必要時(shí)停止施工并采取安全的處理方案。

5.4 地表監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析

本工程施工的關(guān)鍵是控制地表沉降,本文主要對(duì)地表沉降進(jìn)行分析,其他監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)不再贅述。通過計(jì)算分析及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際沉降監(jiān)測(cè),地表沉降有以下規(guī)律。

(1)6導(dǎo)洞開挖期間,沉降槽呈正態(tài)曲線,最低點(diǎn)基本位于結(jié)構(gòu)中線上,導(dǎo)洞施工過程中地表沉降占總沉降量的48.6%。

(2)拱部施工完成前,沉降曲線仍是正態(tài)曲線,該過程地表沉降占總沉降量的34.6%。

(3)拱部施工完成后,地表沉降速率明顯降低,基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。

(4)車站施工最終累計(jì)沉降槽曲線呈盆形,最低點(diǎn)基本位于結(jié)構(gòu)中線上。

6 結(jié)語

沈陽站工程的施工是很成功的,采用該法施工將開挖斷面化大為小,成功地解決了控制地表沉降、保證既有道路的暢通,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了地下淺埋大斷面暗挖結(jié)構(gòu)施工的難題，對(duì)同類地下結(jié)構(gòu)施工具有指導(dǎo)作用。特別對(duì)埋深淺、跨度大、穿越既有建(構(gòu))筑物、對(duì)地表沉降要求嚴(yán)格的地下工程施工,更能顯示出其優(yōu)越性。

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