上海市基礎工程集團有限公司 上海 200002
上海軌道交通12號線大木橋路站位于大木橋路、零陵路交叉口,與已建成運營的軌道交通4號線呈十字換乘,車站長約164.7 m,寬度21.3 m,開挖深度23.8 m,地下3層,二柱三跨島式結構。既有運營4號線大木橋路站車站長354 m,寬度24.6 m,開挖深度16.1 m,地下2層,三柱四跨島式結構。相對位置如圖1所示。
圖1 換乘車站相對位置示意
換乘段地下3層結構4號線施工時已完成,結構形式為厚1 200 mm底板,厚1 000 mm封堵墻+厚400 mm內襯墻,頂板覆土約3.3 m。
12號線大木橋路車站施工時需與既有4號線下1層(換乘大廳)及下3層(新線軌行區(qū))貫通。新線與既有線換乘段剖面如圖2所示。
圖2 新線與既有線換乘段剖面示意
本工程地鐵保護等級為一級。運營線路和在建線路及結構保護要求具體如下:兩軌道橫向高差<4 mm;軌道軌向偏差和高低差最大尺度值為4 mm/10 m,地鐵結構橫向差異沉降量<0.4%;地鐵結構的最終絕對沉降(或隆起)量和水平位移量<10 mm,施工引起的地鐵結構變形量<0.5 mm/d[1,2]。
發(fā)生如下情況時,應及時報警并采取可靠應急措施,保證地鐵線路安全:
1)地鐵結構沉降或隆起量達到累計變形量>10 mm;
2)地鐵結構水平位移量達到累計變形量>10 mm;
3)地鐵結構沉降或隆起量速率達到0.5 mm/d;
4)隧道收斂日均變形量≥2 mm,累計變形量>10 mm。
為確保既有4號線車站運營的安全,減少因封堵墻鑿除后結構受力體系轉換的影響??紤]換乘段開門洞及結構施工的總體施工步驟(圖3、圖4)為:
1)放坡開挖,暴露出4號線頂板并做好擋水墻;
2)自上而下切割鑿除框架梁位置封堵墻(地下連續(xù)墻);
3)自下而上依次澆筑Z5及各層結構板及梁;
4)自上而下依次分層、分塊切割封堵墻(地下連續(xù)墻)及地下3層內襯強;
5)自下而上依次封閉底板、中板、頂板。
圖3 鑿板封板順序
圖4 施工工況示意
新線與既有線連接需對原既有線封堵墻(平面尺寸為22.2 m×23.6 m鋼筋混凝土,厚度1.0 m,下3層1.4 m)。為減小因鋼混凝土破除振動及噪聲、揚塵對既有運營4號線的影響,考慮采用合金鏈條鋸靜力切割技術。
由于項目地處上海市中心繁華地段,施工場地狹小。大型起重設備需??吭诩扔羞\營車站上部進行封堵墻切割及鋼混凝土塊吊裝外運作業(yè)[3-5]。為減小施工起重荷載對既有車站的影響及保證施工速度,按1.0 m×1.0 m分塊切割,單塊切割體質量2.5~3.0 t,采用QUY50 t履帶吊配31 m把桿起吊,在作業(yè)半徑為20 m工況下,其額定起重量(含吊鉤及吊具)為4.2 t。
1)按換乘段施工步驟分工況進行變形控制,最終控制值在1.0 mm以內,施工預警值控制在0.7 mm,施工報警值設置為0.8 mm。
2)合金鏈條鋸靜力切割技術具有作業(yè)空間要求小、靜力切割無振動、低噪聲和無污染等特點,是拆除混凝土的新方法。
3)防水施工技術。由于需先進行中間傳力體系施工再進行兩側施工,故存在多條施工縫。為保證防水效果,施工時采取了預埋中埋式橡膠止水帶+遇水膨脹膠條雙道防水措施。
4)新老混凝土的連接。新老混凝土采用植筋技術進行鋼筋相連,混凝土界面采用無機界面膠和碳纖維網(wǎng)加固,混凝土采用高一強度等級的微膨脹混凝土。同時新老底板連接時,為減小承壓水突涌風險,底板施工預留倒牛腿及原封堵墻500 mm不切除,鋼筋連接采用高性能鉆頭鉆穿預留的厚500 mm封堵墻后進行植筋連接。具體施工方法如圖5所示。
圖5 新老底板連接做法示意
施工過程中除對新施工結構進行變形受力監(jiān)測外,還對既有車站和行走軌道結構進行每天24 h的連續(xù)監(jiān)測以保證既有線的運營安全。
12號線大木橋路站與既有線換乘段對接施工實際施工工期5個月。施工期間隧道沉降變形最大值上行線+4.50 mm,下行線+4.05 mm;隧道收斂變形最大值上行線-2.00 mm;下行線+1.00 mm;靜力水準變形最大值上行線+2.45 mm,下行線+0.75 mm。
目前12號線大木橋路站主體結構全部完成,監(jiān)測數(shù)據(jù)已趨近穩(wěn)定、無突變情況(圖6)。
圖6 軌道累計沉降監(jiān)測曲線
1)由于建設時間的差異以及規(guī)劃的原因,形成后期建設的車站需要下穿早期施工的車站,施工難度很大,技術要求很高。因此地鐵的線網(wǎng)規(guī)劃很重要,換乘車站最好能一次同步施工完成,降低后期施工風險和造價[6]。
2)建立遠程監(jiān)測系統(tǒng),在不影響既有線正常運營的前提下,隨時掌握既有線的變形監(jiān)測數(shù)據(jù),指導新線施工[7]。
3)合理利用新技術、新工藝,減小因施工設備、施工工藝陳舊、落后而造成既有線路運營的安全問題[8-10]。