王利民，李曉光，李全才

(1.北京建工集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100055;2.北京致遠(yuǎn)工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，北京 100045;3.北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司，北京 100037)

1 工程概況

花園橋站是北京市地鐵6號(hào)線一期工程的一個(gè)中間站。車站主體位于西三環(huán)花園橋主橋跨的下方，沿玲瓏路和車公莊西路方向跨路口東西向設(shè)置。花園橋西側(cè)為玲瓏路、東側(cè)為車公莊西路，為地面道路，南北向?yàn)楦呒艿娜h(huán)主路。車站西端為明挖三層三跨框架結(jié)構(gòu)，中部及東端為暗挖雙層單柱雙聯(lián)拱結(jié)構(gòu)。車站總長233.6 m，其中明挖段長43.6 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度為26.85 m;暗挖段長190 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度為19.70 m。圖1為車站平面布置，圖2為暗挖車站主體剖面。

圖1 車站平面布置示意

圖2 暗挖車站主體剖面

花園橋站暗挖段主體結(jié)構(gòu)采用洞樁法(簡(jiǎn)稱PBA工法)施工。暗挖地鐵車站的施工過程是，先在車站的梁柱、梁端節(jié)點(diǎn)部位暗挖小導(dǎo)洞，并在小導(dǎo)洞中施作邊樁(pile)、中柱及頂縱梁(beam)，形成主要承載結(jié)構(gòu)，再暗挖施作支撐在兩個(gè)頂縱梁之間的頂拱(arch)，形成完整的結(jié)構(gòu)外輪廓支撐體系，類似于蓋挖逆筑法的頂蓋，然后在其保護(hù)下進(jìn)行基坑開挖、襯砌和內(nèi)部混凝土澆筑作業(yè)。

2 洞樁法暗挖地鐵車站的施工方法

以單柱雙層雙聯(lián)拱地鐵車站為例，其施工步序如下:

第1步 超前小導(dǎo)管注漿，施工導(dǎo)洞開挖、支護(hù)。導(dǎo)洞開挖時(shí)先開挖下部導(dǎo)洞一段距離后，再開挖上部導(dǎo)洞，先開挖邊導(dǎo)洞再開挖中導(dǎo)洞，每個(gè)施工口施工到結(jié)構(gòu)分界里程線就開始下導(dǎo)洞之間橫通道施作(圖3(a))。

第2步 每個(gè)施工口施工到結(jié)構(gòu)分界里程線后，后退施作條型基礎(chǔ)，在中導(dǎo)洞中施作底板防水層，施作中間立柱下底縱梁、部分底板，預(yù)留鋼筋接頭，人工成孔施作柱樁(隔孔施工)，回填邊樁外側(cè)與導(dǎo)洞間的混凝土(圖3(b))。

第3步施工邊導(dǎo)洞內(nèi)主體拱部格柵鋼架拱腳，并立?；靥钸厡?dǎo)洞內(nèi)拱架及其背后空隙。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，當(dāng)下導(dǎo)洞初支強(qiáng)度達(dá)到要求后，進(jìn)行中導(dǎo)洞中人工挖孔(圖3(c))。

第4步 施工鋼管柱及回填土，上部中導(dǎo)洞內(nèi)施作頂縱梁，回填中導(dǎo)洞內(nèi)頂縱梁背后空隙(圖3(d))。

第5步 主體①部分?jǐn)嗝婀安砍靶?dǎo)管注漿加固地層，開挖并施作永久及臨時(shí)支護(hù);①部分開挖支護(hù)時(shí)，應(yīng)對(duì)稱施工(圖3(e))。

第6步 待主拱初支達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，跳段拆除中隔壁，拆除永久結(jié)構(gòu)斷面范圍內(nèi)導(dǎo)洞格柵，局部鋪設(shè)拱部防水層，澆筑拱部二襯。導(dǎo)洞格柵縱向拆除長度應(yīng)根據(jù)監(jiān)控量測(cè)嚴(yán)格控制不應(yīng)大于9 m(圖3(f))。

第7步 拆除永久結(jié)構(gòu)斷面范圍內(nèi)剩余導(dǎo)洞結(jié)構(gòu)，向下開挖土體至中板下一定距離，鋪設(shè)邊墻防水層，及時(shí)施工站廳板及邊墻，站廳層封閉成環(huán)，預(yù)留邊墻鋼筋(圖3(g))。

第8步 繼續(xù)開挖土體到基底高程，并及時(shí)加設(shè)臨時(shí)支撐，拆除永久結(jié)構(gòu)斷面范圍內(nèi)剩余下導(dǎo)洞結(jié)構(gòu)，樁間噴混凝土，施作底板墊層、底板、防水層、內(nèi)襯墻直至結(jié)構(gòu)封閉(圖3(h))。

第9步 施作車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)，車站土建施工完成(圖3(i))。

圖3 洞樁法施工步序

洞樁法暗挖車站結(jié)構(gòu)經(jīng)過多次受力轉(zhuǎn)換，由小洞室逐步擴(kuò)大成大斷面結(jié)構(gòu)，防水層的鋪設(shè)也同樣由多個(gè)小塊通過焊接連接為整體，造成洞樁法暗挖車站防水具有接頭多、防水層保護(hù)困難、結(jié)構(gòu)混凝土施工縫多、防水細(xì)部構(gòu)造處理復(fù)雜的特點(diǎn)。

3 洞樁法暗挖地鐵車站防水設(shè)計(jì)

3.1 防水方案與措施

地鐵車站采用以結(jié)構(gòu)自防水為主，以塑料板全包防水為輔的設(shè)計(jì)方案，以求達(dá)到不滲不漏的一級(jí)防水等級(jí)。具體設(shè)計(jì)措施如圖4和圖5所示。

圖4 車站防水施工

圖5 防水細(xì)部構(gòu)造(單位:mm)

3.2 洞樁法暗挖地鐵車站防水關(guān)鍵施工技術(shù)

3.2.1 頂縱梁施工縫設(shè)置

采用PBA工法施工的地鐵暗挖車站頂縱梁施工縫是這一結(jié)構(gòu)類型車站滲漏水最多的位置。因?qū)Ф纯臻g較小，頂縱梁施工縫留置方法見圖6，即僅有垂直于拱圈軸線的接縫面。上述做法在結(jié)構(gòu)上滿足車站受力要求，但采用此方法的施工縫滲漏情況較為嚴(yán)重。為保證頂縱梁施工縫質(zhì)量宜采用較大尺寸的導(dǎo)洞斷面，施工縫宜設(shè)置為齒狀，但齒狀施工縫的模板支撐體系復(fù)雜，混凝土振搗難度較大，施工時(shí)應(yīng)保證模架體系牢固穩(wěn)定，如圖7所示。

3.2.2 頂縱梁與拱圈連接部位防水層鋪設(shè)

頂縱梁與拱圈的連接部位在地下水防治方面是薄弱環(huán)節(jié)。首先此部位在結(jié)構(gòu)形狀上是個(gè)凹槽，地下水在此匯集不易排泄;其次，因施工工藝要求，柔性防水層必須在此設(shè)接頭，防水層甩頭不當(dāng)與保護(hù)不到位是這個(gè)部位的質(zhì)量通病，也是頂縱梁與拱圈接縫漏水的又一主要原因。如圖8中的關(guān)鍵連接部位1。

圖6 花園橋車站頂縱梁與拱圈普通施工縫(單位:mm)

圖7 北京地鐵某車站頂縱梁齒狀施工縫(單位:mm)

圖8 頂縱梁防水層連接關(guān)鍵部位

花園橋車站暗挖段二襯扣拱時(shí)考慮安全因素采用分倉跳段施工，分段長度為8 m。為了保證頂縱梁柔性防水層與拱圈柔性防水層鋪設(shè)和連接質(zhì)量。在頂縱梁柔性防水層鋪設(shè)施工時(shí)考慮與拱圈施工段劃分相適應(yīng)，否則會(huì)造成拱圈前后施工段間部分頂縱梁甩頭防水板無法反折、無法與拱圈防水層連接的情況發(fā)生。頂縱梁防水板施工前劃分好拱圈施工流水段，按流水段劃分情況并根據(jù)跳段施工的先后次序設(shè)置頂縱梁防水板的長度和搭接接頭疊放次序。即便如此，在拱圈二襯跳段施工時(shí)鑿除臨時(shí)支撐的長度應(yīng)考慮留出防水板接頭搭接和拱圈二襯鋼筋連接甩頭的空間，一般至少要留1 m，且防水板鋪設(shè)也不宜過于繃緊，要留有一定的余度，防止防水板在反折處撕裂。同時(shí)，頂縱梁防水層甩頭須要做較強(qiáng)的保護(hù)措施，在花園橋站施工過程中采用設(shè)置5 cm厚木板和土工布的辦法，保護(hù)效果較好。

3.2.3 逆筑法墻體施工縫處理

花園橋車站邊墻為逆筑法施工，根據(jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》、《地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》以及《地下工程淺埋暗挖技術(shù)通論》等文獻(xiàn)的有關(guān)條文規(guī)定和論述，為減少施工縫同時(shí)方便施工，在站廳層中板地模施工前或施工的同時(shí)，施作站臺(tái)層部分邊墻，并為站臺(tái)層防水及鋼筋預(yù)留接頭條件?？紤]邊墻主筋連接接頭要求，需挖深1.4 m左右的槽，車站內(nèi)一側(cè)砌筑240 mm厚磚墻作為站臺(tái)層上部墻體的模板，以確保墻槽穩(wěn)定。此處防水板上部與邊墻的防水板連接為一體，下部長出混凝土澆筑范圍≥0.7 m，向內(nèi)折平鋪在槽底，上下采用土工布和木板保護(hù)，然后用砂回填。側(cè)墻的豎向主筋采用直螺紋套筒連接，上部與拱圈預(yù)留接頭連接，下部鋼筋接頭預(yù)擰直螺紋套筒并插入墻體槽內(nèi)砂中。圖8中關(guān)鍵部位2做法詳見圖9?？v向分布筋接頭亦采用直螺紋套筒連接，接頭相互錯(cuò)開布置。此構(gòu)造措施的目的是保證下部墻體在施工縫部位混凝土能夠澆筑密實(shí)，此處也加強(qiáng)了對(duì)防水板甩頭的保護(hù)，提高防水性能。同時(shí)此處施工縫施作注漿管和微膨脹止水膠。拱部與墻體連接部位施工縫構(gòu)造措施上述方法基本相同，此處不再贅述。

圖9 逆筑法墻體施工縫處理示意

3.2.4 縱向、環(huán)向施工縫防漏措施

施工縫變形縫是地下工程防水的薄弱環(huán)節(jié)，也是防水施工中的重點(diǎn)。如前所述地鐵工程施工縫的一般做法是縱、環(huán)向施工縫在混凝土基面涂刷水泥基滲透結(jié)晶材料，并沿縱向粘貼遇水膨脹止水膠和安裝注漿管。由于地鐵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工流水段周期長，同時(shí)又很難做到無水施工，這樣就造成了施工縫長時(shí)間被水侵潤，進(jìn)而使得施工縫的遇水膨脹類材料提前膨脹而失效。為了克服這一困難，應(yīng)在盡量提高施工速度的同時(shí)采取引、排水措施使施工縫干燥。當(dāng)發(fā)生施工縫滲漏現(xiàn)象時(shí)，采用預(yù)埋注漿管注漿是主要彌補(bǔ)措施，注漿管應(yīng)采用螺紋骨架全斷面可重復(fù)單向注漿管，該材料注漿孔直徑2～5 mm，出漿孔間距＜30 mm，施工時(shí)首先應(yīng)檢查注漿管外觀質(zhì)量，尤其是骨架外編織布不得有破損，每段注漿管長度宜為5～6 m且應(yīng)編號(hào)，固定間距不應(yīng)大于300 mm。樓板施工縫采用膨潤土橡膠止水條，止水條設(shè)置在施工縫表面的預(yù)留凹槽內(nèi)。

3.2.5 側(cè)墻流水段劃分

施工流水段的劃分應(yīng)考慮混凝土澆筑條件和能力并同時(shí)考慮控制混凝土收縮裂紋，在結(jié)構(gòu)施工時(shí)，流水段劃分可根據(jù)《建筑施工手冊(cè)》中混凝土裂縫的形成與控制相關(guān)章節(jié)進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，PBA工法車站側(cè)墻環(huán)向施工縫的間距以15～20 m為宜。因混凝土澆筑后初期收縮最大，所以每段墻體施工速度也應(yīng)適當(dāng)控制，以7 d一個(gè)循環(huán)為宜。

3.2.6 特殊部位混凝土施工

1)保證拱部混凝土密實(shí)措施

在暗挖隧道內(nèi)澆筑拱部混凝土往往出現(xiàn)澆筑不實(shí)、拱頂部位存在空隙的現(xiàn)象。原因有4個(gè):①拱部防水層鋪貼時(shí)與初期支護(hù)結(jié)構(gòu)不密貼，有空隙;②拱頂部位空氣不易排出，混凝土澆筑不滿;③拱結(jié)構(gòu)混凝土收縮形成空隙;④拱部混凝土特別是中縱梁附近混凝土很難振搗，造成混凝土不實(shí)。針對(duì)上述原因可采取以下措施:

在隧道拱部鋪設(shè)防水卷材時(shí)應(yīng)加密防水板固定點(diǎn)，一般固定點(diǎn)間距不超過50 cm，使防水板和隧道初期支護(hù)形成一個(gè)整體，避免其下沉與隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)間形成空腔。鋪設(shè)防水板時(shí)也不要繃得太緊，防止?jié)仓炷習(xí)r因受力被拉裂，此處混凝土墊塊密度也應(yīng)適當(dāng)增加。

對(duì)于拱頂空隙，因目前的施工工藝限制很難避免，減少拱頂空隙可選用自密實(shí)混凝土澆筑拱部結(jié)構(gòu)，適當(dāng)加大混凝土的塌落度，一般控制在21～23 cm?；炷翝仓r(shí)，對(duì)拱部混凝土采用附著振搗器振搗，振搗器布置密度宜2 m×2 m。對(duì)于跳段施工的拱部結(jié)構(gòu)，當(dāng)兩側(cè)都設(shè)置端模時(shí)，注意觀察封端模板的板頂溢漿情況，據(jù)此判斷混凝土是否已澆至拱頂;當(dāng)一端或兩端都有已施工的結(jié)構(gòu)時(shí)，可在距離已施工結(jié)構(gòu)50 cm左右拱頂位置設(shè)置排氣管并兼做注漿管，澆筑同時(shí)注意觀察排氣管的溢漿情況判斷是否澆筑滿。排氣管構(gòu)造參考穿墻管做法。

對(duì)于拱頂空隙，當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，應(yīng)進(jìn)行注漿填充?？紤]可注性和強(qiáng)度要求二襯背后回填注漿材料可選用水泥漿，一般采用P．O 52.5水泥，配合比應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定，注漿壓力宜為0.2～0.5 MPa。

2)側(cè)墻施工縫部位混凝土密實(shí)措施

①側(cè)墻模板頂端設(shè)置杯口構(gòu)造;②當(dāng)即將澆筑到墻頂施工縫時(shí)，停止?jié)仓? h，然后從墻體一端向另一端順序澆筑接縫部位混凝土，邊澆筑邊用插入式振搗器振搗。澆筑過程中應(yīng)始終保持杯口處混凝土面高于墻體施工縫15～20 cm。

4 結(jié)語

1)在暗挖車站施工前必須要預(yù)先制定施工方案(含防水方案)，方案的編制要前后呼應(yīng)，結(jié)構(gòu)與防水施工順序協(xié)調(diào)統(tǒng)一，并做好方案交底工作，做到人人心中有數(shù)。

2)防水工程細(xì)節(jié)決定成敗，防水施工時(shí)無論管理人員還是操作人員必須嚴(yán)字當(dāng)頭，不放過任何瑕疵和紕漏，防水工程沒有允許偏差概念。

3)對(duì)于特殊部位如頂縱梁施工縫、變形縫、縱環(huán)向施工縫、各種接口部位要特殊對(duì)待、嚴(yán)防死守。拱部和側(cè)墻混凝土振搗困難宜考慮采用自密實(shí)混凝土澆筑。

4)目前北京地鐵采用的C40、P10耐久性混凝土的技術(shù)路線值得商榷，一味追求高強(qiáng)度可能帶來混凝土收縮加大引起混凝土收縮裂縫的負(fù)面影響，北京多座地鐵車站存在混凝土裂縫的問題。

5)全包防水層設(shè)計(jì)初衷良好，但100%做到很困難，應(yīng)考慮防排結(jié)合的防水設(shè)計(jì)。

［1］謝文梅．地鐵黃莊站三連拱拱部防滲漏施工技術(shù)［J］．鐵道建筑，2007(10):38-40．

［2］北京市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)．GB 50299 地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范［S］．北京:中國計(jì)劃出版社，2003．

［3］國家人民防空辦公室．GB 50108 地下工程防水技術(shù)規(guī)范［S］．北京:中國計(jì)劃出版社，2009．

［4］王夢(mèng)?。疁\埋暗挖技術(shù)通論［M］．合肥:安徽教育出版社，2004:403-406．

［5］建筑施工手冊(cè)(第四版)編寫組．建筑施工手冊(cè)(第四版)［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003．