譚 娟

中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司 江蘇 南京 210028

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通擁堵問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。地鐵可以有效地解決城市交通堵塞的情況。南京地鐵7號(hào)線是南京地鐵網(wǎng)中一條東北至西南走向的線路，為全地下線。本文以南京地鐵7號(hào)線中的丁家莊地下站為研究對(duì)象，該站位于南京城市核心區(qū)，具有工程地質(zhì)條件復(fù)雜、施工安全風(fēng)險(xiǎn)高，工程內(nèi)容齊全、涉及工藝多，施工接口多、協(xié)調(diào)工作量大等特點(diǎn)。本文詳細(xì)介紹了丁家莊地下車站施工的關(guān)鍵技術(shù)，希望能為鬧市區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下高風(fēng)險(xiǎn)軌交地下車站的施工提供一定的指導(dǎo)作用。

1 工程概況

南京地鐵7號(hào)線丁家莊站位于寅春路與奮斗路路口，為地下2層島式站臺(tái)車站，單柱雙跨和雙柱三跨箱形框架結(jié)構(gòu)，柱距9 m，采用明挖法施工，車站外包總長(zhǎng)475.5 m，標(biāo)準(zhǔn)段外包寬19.7 m，頂板覆土厚度3.0～3.6 m。車站共設(shè)7個(gè)出入口、4個(gè)安全出入口、3個(gè)風(fēng)道，其中1、2號(hào)安全出入口與2號(hào)風(fēng)道合建，4號(hào)安全出入口與3號(hào)風(fēng)道合建，車站小里程端為盾構(gòu)始發(fā)井，車站大里程端為盾構(gòu)接收井。

車站主體基坑深16.6～20.8 m，丁家莊溝（31軸位置）以北的車站基底為粉質(zhì)黏土層，其余基底主要為全-強(qiáng)風(fēng)化閃長(zhǎng)巖。基坑主要區(qū)域采用φ1 000 mm@1 200 mm鉆孔灌注樁＋內(nèi)支撐體系，其中左線1—38軸和右線1—4軸、12—42軸的圍護(hù)樁間采用φ600 mm@1 200 mm三重管旋噴樁加固，樁底進(jìn)入粉質(zhì)黏土不小于0.5 m；車站軌排井段（41—45軸）采用φ1 200 mm@1 500 mm鉆孔灌注樁＋預(yù)應(yīng)力錨索體系，車站主體采用明挖順作法施工。車站附屬結(jié)構(gòu)為地下單層結(jié)構(gòu)，基坑平均開(kāi)挖深度9.30～12.11 m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用φ800 mm@1 000 mm鉆孔灌注樁＋內(nèi)支撐支護(hù)體系，采用明挖法施工。

2 車站工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

丁家莊站屬于崗地-坳溝地貌單元。地形起伏較為平緩，地勢(shì)呈南高北低狀，填土層厚2.2～4.8 m，基巖埋藏深度3.8～21.5 m，填土層以下主要為新近沉積可塑（局部軟塑）a層粉質(zhì)黏土（車站中部）和Q3可塑-硬塑粉質(zhì)黏土（車站兩端），下伏基巖以燕山期侵入巖閃長(zhǎng)巖為主。

本區(qū)地下水類型可分為孔隙潛水和基巖裂隙水?？紫稘撍饕x存于坳溝區(qū)②層粉質(zhì)黏土中，水量受降水影響明顯，水量不大，穩(wěn)定水位埋深0.7～8.0 m，標(biāo)高為12.44～21.35 m；基巖裂隙水主要分布于場(chǎng)地全-強(qiáng)風(fēng)化巖層、基巖破碎帶及裂隙發(fā)育帶中，具有一定的承壓水性質(zhì)，水量較貧乏，穩(wěn)定水位埋深為3.7 m，標(biāo)高為17.33 m，年變幅一般為0.5～1.0 m。

3 地下車站關(guān)鍵工序施工工藝

1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工：車站主體采用φ1 000 mm@1 200 mm鉆孔灌注樁＋內(nèi)支撐體系，其中左線1—38軸和右線1—4軸、12—42軸的圍護(hù)樁間采用φ 600 mm@1 200 mm三管旋噴樁加固；車站軌排井段（41—45軸）采用φ1 200 mm@1 500 mm鉆孔灌注樁＋預(yù)應(yīng)力錨索體系；附屬圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用φ800 mm@1 000 mm鉆孔灌注樁＋內(nèi)支撐支護(hù)體系。

2）內(nèi)支撐、錨索施工：車站第1道為鋼筋混凝土支撐，其他為φ609 mm鋼管內(nèi)支撐，車站軌排井段（41—45軸）設(shè)置5道預(yù)應(yīng)力錨索；附屬結(jié)構(gòu)1、2、3、5、6號(hào)出入口采用2道φ609 mm鋼支撐，1道換撐；4號(hào)出入口、1號(hào)風(fēng)亭采用2道φ609 mm鋼支撐；7號(hào)出入口、3號(hào)安全出入口、2號(hào)風(fēng)亭、3號(hào)風(fēng)亭采用2道φ609 mm鋼支撐，1道換撐。

3）土方施工：車站土方施工采用明挖法，首先進(jìn)行表層土方開(kāi)挖，每工作面表層土方開(kāi)挖擬投入2臺(tái)斗容量1.5 m3反鏟挖掘機(jī)（PC220）；冠梁以下土石方開(kāi)挖以2臺(tái)斗容量1.5 m3反鏟挖掘機(jī)（PC220）為主，另配用2臺(tái)CAT320D挖掘機(jī)（帶破碎錘）、2臺(tái)加長(zhǎng)臂25 m挖掘機(jī)、4臺(tái)小挖機(jī)（PC60）進(jìn)行垂直挖運(yùn)。

4）車站主體（附屬）施工：車站采用明挖順作法施工，分層分段，待挖到基底后采用“具備一段施工一段”的原則，主體結(jié)構(gòu)形成階梯式流水施工作業(yè)。

5）防水施工：采用結(jié)構(gòu)自防水為主，全外包防水為輔，自防水采用P8、P10防水混凝土，全外包防水為底板側(cè)墻采用預(yù)鋪式防水卷材，頂板采用聚氨酯涂料。

4 地下車站施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

丁家莊站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁＋高壓旋噴樁樁間止水。為防止鉆孔灌注樁施工時(shí)坍孔和保證成孔質(zhì)量，減少多機(jī)作業(yè)互相干擾，實(shí)際施工時(shí)采用分區(qū)、分段間隔跳孔的方式施工，并采用泥漿護(hù)壁，水下灌注混凝土，展開(kāi)平行、流水作業(yè)[1-10]。鉆孔使用與樁徑對(duì)應(yīng)的鋼護(hù)筒，保證護(hù)筒中心與樁位中心偏差不大于50 mm，傾斜度偏差不得大于0.5%，埋深在黏土層中不宜小1 m，在砂土層中不宜小于1.5 m。護(hù)筒采用十字線定位標(biāo)記，并使用黏土穩(wěn)固填實(shí)。在成孔過(guò)程中，當(dāng)?shù)貙虞^好或樁較淺時(shí)，鉆孔可干孔作業(yè)，如遇地層條件不允許，可采用泥漿護(hù)壁鉆孔，孔位允許偏差為0～＋50 mm，孔徑允許偏差±50 mm，孔深偏差＋300 mm，樁身垂直度＜1%，沉渣厚度≤50 mm；然后將按設(shè)計(jì)圖制作的鋼筋籠放入孔中，采用預(yù)拌混凝土水下灌注至頂面，澆筑混凝土的坍落度應(yīng)控制在18～22 cm之間。

丁家莊站采用φ600 mm止水旋噴樁，與圍護(hù)樁咬合施工，采用P.O 42.5水泥，水灰比為1.0，并在0.9～1.1范圍內(nèi)調(diào)整，可適當(dāng)添加外加劑。左線1—38軸和右線1—4軸、12—42軸的圍護(hù)樁間采用φ600 mm@1 200 mm三管旋噴樁加固，樁底進(jìn)入④-3b1-2或②-3b2粉質(zhì)黏土不小于0.5 m，28 d加固后土體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥1.0 MPa。旋噴樁垂直度偏差不大于0.5%，樁定位偏差不大于50 mm。施工時(shí)先用鉆機(jī)引孔，把漿液管下到預(yù)定加固范圍最深點(diǎn)，再用旋噴機(jī)自下而上進(jìn)行高壓噴射注漿切割土體，將開(kāi)孔和成樁同時(shí)進(jìn)行，一次成樁。

4.2 內(nèi)支撐、錨索施工

丁家莊站支撐采用鋼筋混凝土支撐＋鋼管支撐。鋼管支撐采用φ609 mm鋼管，壁厚16 mm。在開(kāi)挖過(guò)程中，按要求在圍護(hù)樁兩側(cè)樁面上測(cè)定出接觸點(diǎn)，保證支撐與樁（墻）面垂直且位置準(zhǔn)確，接觸處應(yīng)緊密結(jié)合，用掛網(wǎng)噴射混凝土找平，并測(cè)量對(duì)應(yīng)的支撐長(zhǎng)度，在地面上預(yù)先配置支撐長(zhǎng)度，便于快速裝配，每道支撐安裝后應(yīng)及時(shí)對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力，并按時(shí)觀察預(yù)應(yīng)力損失及墻體水平位移的情況，及時(shí)復(fù)加預(yù)應(yīng)力以補(bǔ)足其損失的預(yù)應(yīng)力值。

車站軌排井段基坑豎向設(shè)置5道錨索，豎向間距3 m、水平間距1.5 m，預(yù)應(yīng)力錨索錨固體直徑均為200 mm。錨索采用潛孔沖擊鉆機(jī)成孔，鉆孔深度大于錨索設(shè)計(jì)長(zhǎng)度0.3～0.5 m。錨索鋼絞線采用4根直徑15.2（17.8）mm低松弛高強(qiáng)鋼絞線，在孔外留不少于0.5 m張拉段。錨固段注漿宜使用P.O 42.5及以上水泥，一次注漿采用水泥砂漿，水灰比為0.38～0.45，水泥砂漿的灰砂比為1∶1～1∶1.2，注漿體強(qiáng)度不小于30 MPa，待一次注漿初凝后進(jìn)行二次注漿，二次注漿采用純水泥漿，注漿壓力為2.5～3.0 MPa，水灰比為0.45～0.50，要穩(wěn)壓2 min。錨索張拉分3級(jí)進(jìn)行，即按設(shè)計(jì)張拉力的50%、75%及105%逐級(jí)施加預(yù)應(yīng)力，錨索張拉應(yīng)力采用雙控，預(yù)應(yīng)力控制為主，用鋼絞線的伸長(zhǎng)量做校核，最后錨固并封錨。

4.3 土方施工

土方工程是影響工期的主線，根據(jù)基坑長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)流水分段以及工期總體安排，丁家莊站主體布置2個(gè)作業(yè)面進(jìn)行挖土作業(yè)，開(kāi)挖平面布置如圖1所示，自兩邊向中間方向施工，充分利用空間和時(shí)間，確保連續(xù)、高效，土方總工程量約200 000 m3?；娱_(kāi)挖過(guò)程中遵循“開(kāi)槽支撐、先撐后挖、分層開(kāi)挖、嚴(yán)禁超挖”的原則，由兩端向中間進(jìn)行，每個(gè)工作面從上到下分4層開(kāi)挖。開(kāi)挖第1層土?xí)r，每段的開(kāi)挖長(zhǎng)度一般不超過(guò)12 m，開(kāi)挖每小層不超過(guò)2.0 m；其他各道支撐開(kāi)挖時(shí)，每小段長(zhǎng)度一般不超過(guò)6 m，開(kāi)挖完畢后及時(shí)架設(shè)支撐并預(yù)加軸力。支撐架設(shè)與土方開(kāi)挖密切配合，在土方挖到支撐設(shè)計(jì)標(biāo)高下0.5 m時(shí)，及時(shí)架設(shè)鋼支撐，減少無(wú)支撐暴露時(shí)間，每個(gè)作業(yè)平臺(tái)安排留設(shè)2～4根支撐寬度，作業(yè)平臺(tái)按3%設(shè)置單向排水坡。第2層土方開(kāi)挖時(shí)，采用2臺(tái)挖掘機(jī)倒退挖土，然后逐級(jí)采用挖掘機(jī)接力方式從下往上轉(zhuǎn)移土方，并逐級(jí)架設(shè)鋼支撐。當(dāng)基坑開(kāi)挖至底板設(shè)計(jì)標(biāo)高以上50 cm時(shí)，停止機(jī)械開(kāi)挖，采用人工開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，防止擾動(dòng)基底土體。

圖1 基坑開(kāi)挖平面布置

4.4 車站主體（附屬）施工

丁家莊站（含附屬）為地下2層島式站臺(tái)車站，采用鋼筋混凝土單柱雙跨和雙柱三跨箱型框架結(jié)構(gòu)。首先進(jìn)行圍擋、圍護(hù)樁、樁間止水帷幕施工，開(kāi)挖土體至第1道支撐底，澆筑頂圈梁及第1道鋼筋混凝土支撐；再依次開(kāi)挖土體，架設(shè)第2、3道鋼支撐（大里程端4道），并施加預(yù)應(yīng)力，直至坑底；完成接地施工后施作墊層。其次敷設(shè)防水層，施工底板、邊墻結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)装鍙?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除第3道鋼支撐。在施工站臺(tái)層框架柱后，繼續(xù)施工地下2層側(cè)墻至中板腋角下，施工中板、邊墻及剩余地下2層側(cè)墻，待中板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除第2道鋼支撐，施工地下1層側(cè)墻至頂板腋角下。待結(jié)構(gòu)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除第1道支撐，施做壓頂梁與頂板之間的微膨脹混凝土，頂板回填覆土。最后對(duì)車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工。

4.5 防水施工

車站主體結(jié)構(gòu)、出入口以及機(jī)電設(shè)備集中區(qū)段的防水等級(jí)為一級(jí)，不允許滲水，結(jié)構(gòu)表面無(wú)濕漬[11-14]。頂板采用厚2.5 mm單組分聚氨酯防水涂料，側(cè)墻、底板采用厚1.5 mm高分子自粘膠膜預(yù)鋪防水卷材，施工縫采用丁基橡膠止水帶。車站風(fēng)道（風(fēng)井）、區(qū)間隧道及聯(lián)絡(luò)通道等附屬結(jié)構(gòu)、高架站地下室防水等級(jí)為二級(jí)，結(jié)構(gòu)不允許漏水，結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬，總濕漬面積不應(yīng)大于總防水面積的0.2%；任意100 m2防水面積上的濕漬不超過(guò)3處，單個(gè)濕漬的最大面積不大于0.2 m2；區(qū)間隧道及聯(lián)絡(luò)通道等附屬結(jié)構(gòu)工程平均滲水量不大于0.05 L/（m2·d），任意100 m2防水面積上的滲水量不大于0.15 L/（m2·d）。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)南京地鐵7號(hào)線丁家莊地下車站施工實(shí)例，詳細(xì)介紹了地下車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)，內(nèi)支撐、錨索，土方開(kāi)挖，車站（附屬）主體以及防水等關(guān)鍵工序的施工技術(shù)，提出了具體的施工方法。通過(guò)以上方法和措施，完成了丁家莊地下車站的施工，其施工經(jīng)驗(yàn)可供相關(guān)工程借鑒參考。