蔡 龍

（中鐵二十局集團第五工程有限公司 云南昆明 650200）

1 前言

城市軌道交通主要分為車站和區(qū)間隧道施工。車站一般采用明挖法、蓋挖法、半蓋挖法施工，區(qū)間隧道一般采用明挖法、礦山法、盾構法［1］。盾構法以施工安全、高效、噪聲和擾動低等優(yōu)點，被越來越多的城市地鐵區(qū)間隧道施工采納。盾構機一般需連續(xù)掘進多個區(qū)間隧道，存在盾構過站這一環(huán)節(jié)。通常盾構機過站采用站外拆解吊運過站［2］、站內空推過站［3］，但前提均需在車站主體完工后才具備過站條件。由于車站周邊環(huán)境復雜，且容易受征地拆遷、交通導改［4］和管線遷改等影響，難免會存在車站施工無法滿足常規(guī)過站條件的情況，因此為保證區(qū)間隧道及整體工期目標提出了“先隧后站”法施工技術，即車站部分圍護結構施工完成后，基坑土方開挖之前，盾構先掘進通過車站，再施作車站剩余圍護及主體結構。該施工技術在昆明軌道交通施工中已成功應用，在保證車站施工安全、質量、進度的前提下，區(qū)間隧道洞通工期提前了10個月，取得了良好的經濟和社會效益。

2 工程概況

昆明軌道交通五號線工程土建六標包含兩站三區(qū)間：青少年宮站－怡心橋站盾構區(qū)間（313.433 m）、怡心橋站（173.4 m）、怡心橋站－廣福路站盾構區(qū)間（1 151.694 m）、廣福路站（201.3 m）、廣福路站－河尾村站盾構區(qū)間（1 212.558 m）。盾構區(qū)間外徑6 200 mm，內徑5 700 mm，采用2臺φ6 480 mm土壓平衡盾構機施工，計劃從河尾村站始發(fā)向廣福路站掘進，在廣福路站站內空推過站后繼續(xù)向怡心橋站掘進，在怡心橋站站內空推過站后，最終在青少年宮站接收吊出。怡心橋站為昆明軌道交通五號線工程第12座車站，位于滇池路與福景路交叉口、怡心橋北側地下，車站沿怡心橋東西向布置（見圖1）。車站主體總外包長度173.4 m，標準段外包寬度22.3 m，基坑深度28.1～28.4 m，覆土厚度為4.03～4.28 m。主體采用半蓋挖順筑法［5］施工，圍護結構采用1 200 mm厚連續(xù)墻?；娱_挖深度范圍內土層主要為①2素填土、②2-2泥炭質土、②3-3黏土、②5-3細砂、③2-3粉質黏土和③4-3細砂。

圖1 怡心橋站總平面

怡心橋站因滇壹酒店拆遷、電力管線遷改困難、地質情況復雜等因素，致使車站工期嚴重滯后，在盾構機到達時車站仍處于圍護結構施工階段，較盾構過站節(jié)點相差約10個月。為確保青怡區(qū)間的洞通節(jié)點，同時減少盾構機停機等待時間以及停機風險［6］，考慮在怡心橋站采用“先隧后站”法施工。

3 “先隧后站”法施工方案的確定

項目根據設計圖紙并結合現場實際情況提出“先隧后站”和新上場2臺盾構機兩種施工方案。通過與原設計方案對比發(fā)現，無論哪種方案均對怡心橋站施工基本無影響，但“先隧后站”施工方案可提前10個月實現洞通節(jié)點，同時還能滿足河尾村站（盾構始發(fā)站）、青少年宮站（盾構接收站）等滇池路沿線站點還路于民的工期要求；另外盾構機施工時間也縮短10個月，工期、成本、風險等均得到更好控制。因此擬考慮采取“先隧后站”法施工方案。

4 “先隧后站”施工技術

4.1 施工工藝流程

“先隧后站”法施工主要施工工藝流程：施工準備→車站凈空驗算→站內盾構掘進線路設計→車站端頭加固與圍護結構優(yōu)化→盾構掘進通過車站→車站主體施工→施工結束。

4.2 車站凈空驗算

項目盾構機刀盤直徑6 480 mm，垂直方向盾構掘進位于基底以上900 mm位置，其上再無其他結構；水平方向右側連續(xù)墻距離格構柱僅6.4 m，連續(xù)墻與格構柱均為先施工結構，無法滿足盾構掘進通過需要，需調整格構柱［7］位置以滿足盾構掘進通過要求。經過優(yōu)化格構柱位置調整后距離兩側連續(xù)墻分別為9.5 m、12.2 m，可滿足盾構掘進通過需求。

4.3 站內盾構掘進線路設計

根據怡心橋站線路中心線以及盾構機掘進轉彎要求［8］，為使掘進線路更加平順，更有利于盾構機掘進通過，在保證盾構機刀盤不與圍護結構或格構柱沖突的情況下，盡可能擴大轉彎半徑。大里程擴大端按350 m轉彎半徑調整至標準段掘進線路上，小里程再按350 m轉彎半徑調回至線路中心線掘進線路。

車站標準段線路中心線距離外側連續(xù)墻3.15 m，無法滿足掘進半徑3.25 m需要，因此考慮標準段盾構掘進線路為線路中心線向車站中心偏移500 mm距離（見圖2）。

圖2 怡心橋站站內設計掘進線路

4.4 車站圍護結構優(yōu)化

“先隧后站”法施工要求盾構機須穿過車站圍護結構（1 200 mm厚地下連續(xù)墻），原方案連續(xù)墻幅寬僅5.5 m，且待穿區(qū)域為C35鋼筋混凝土結構，連續(xù)墻主筋為HRB500型φ32 mm鋼筋，盾構機穿越連續(xù)墻非常困難甚至無法穿過。鑒于此，對該位置圍護結構進行以下優(yōu)化：

（1）調整待穿幅連續(xù)墻幅寬為7.5 m，盾構機穿越位置連續(xù)墻鋼筋改用玻璃纖維筋［9］。為保證連續(xù)墻的整體性以及鋼筋籠吊裝安全，在區(qū)間穿越位置外200 mm設置內圈φ3 450 mm、尺寸為300×1 200 mm的環(huán)圈梁，同時在穿越區(qū)域兩側增加500×1 200 mm豎向扶壁柱，在底部增加1 200×600 mm的鎖口圈梁（見圖3）。

圖3 怡心橋站待穿幅連續(xù)墻配筋（單位：mm）

（2）因刀盤直徑大于管片外徑15 cm，車站基坑開挖至該位置時可能存在滲漏水風險，在待穿幅連續(xù)墻內增設水平和垂直注漿管。預埋注漿管采用φ50 mm PVC管，間距為500～1 000 mm，水平注漿管沿區(qū)間隧道邊沿外擴500 mm布設。在基坑開挖至區(qū)間位置時，若出現滲漏情況及時進行注漿封堵。

4.5 車站端頭加固優(yōu)化

怡心橋站常年地下水穩(wěn)定水位位于地下3.6～5.6 m，車站及周邊地下水豐富。盾構區(qū)間隧道與車站接口處存在約15 cm縫隙，雖在盾構掘進過程中進行同步和二次注漿，但該位置較深，水壓較大，仍是薄弱環(huán)節(jié)，存在較大的風險。采取在連續(xù)墻外側設置 φ1 000＠800 mm 素咬合樁［10］＋φ800＠600 mm 雙液注漿加固的方式，加固范圍為隧道寬度方向外擴3.5 m，厚度為線路及線路上下各3 m。

4.6 盾構機刀盤優(yōu)化

因怡心橋站存在玻璃纖維筋混凝土地下連續(xù)墻，區(qū)間內無換刀條件，故盾構機在廣福路站始發(fā)前，將部分刮刀更換為滾刀。刀盤主要切削刀具宜采用滾齒刀交替布置的形式，在確保隧道掘進高效性的同時，滿足C35連續(xù)墻的高效破除。具體情況如下：刀盤中心、正面采用滾齒刀交替布置的形式，邊緣全部采用滾刀配置。交替布置后的齒刀，可滿足軟土地層掘進的高效性，而交替布置后的滾刀可對連續(xù)墻進行有效破除，提高效率。滾刀可采用特殊手段，增大在軟土地層的轉動能力，防止出現永久性偏磨。

4.7 車站開挖過程中相關措施

（1）吹沙注漿

怡心橋站采用“先隧后站”法施工，主體施工前盾構區(qū)間已掘進完成，為保證基坑的穩(wěn)定以及周邊重要構（建）筑物安全，基坑開挖至第四道混凝土支撐底，并完成第四道混凝土支撐后，在第四道混凝土支撐面進行引孔，對車站范圍內需拆除的盾構區(qū)間進行吹沙注漿［11］。

吹沙注漿實施前須首先對管片進行分區(qū)封堵，本項目按照車站分段進行管片封堵，即共分七段，采用區(qū)間洞內植筋加焊接鋼筋網片的方式。模板采用木模板，方木加固，打孔澆筑混凝土。

封堵墻完成后，在每個分段管片頂部采用混凝土鉆孔機開2～3個直徑200 mm孔，下放鋼套管保護成孔護壁，套管固定在混凝土支撐上。采用導管法灌注細沙，接導管至地面，細沙從地面下放至盾構區(qū)間內。

細沙灌注1／3后進行注漿。注漿采用83×4.0 mm注漿鋼管，水泥采用32.5級礦渣硅酸鹽水泥，水泥漿液水灰比為1∶1，注漿管布設間距3 m，注漿壓力不大于0.2 MPa，注漿后等強3 d再進行下一層細沙灌注。共分三次填充、注漿，最后一次注漿壓力不大于0.5 MPa。

（2）管片拆除

開挖至盾構管片時需對車站范圍內已完成吹沙注漿的管片予以拆除。管片拆除采用破碎機直破，按照土方開挖的思路，分段分層破除并開挖。豎向臺階法開挖至第五道支撐底，及時施作第五道支撐，待支撐強度達到設計強度85%后，再繼續(xù)向下開挖至基底。

（3）自動化監(jiān)測

為保證怡心橋站“先隧后站”法施工以及后續(xù)車站主體施工的安全、順利實施，確保實施過程監(jiān)測數據的及時性，采取在常規(guī)監(jiān)測的基礎上新增自動化監(jiān)測措施，出現異常情況可及時發(fā)現，有效降低施工風險，為工程的順利實施提供最有力的幫助［12］。

5 總結

怡心橋站“先隧后站”法施工，通過采取以上相關優(yōu)化和措施，盾構機順利、安全、快速地通過怡心橋站并到達青少年宮站吊出，既滿足了盾構區(qū)間洞通節(jié)點以及滇池路還路于民的節(jié)點要求，同時對怡心橋站車站施工進度和施工質量基本無影響。該項技術在怡心橋站的成功應用，解決了車站因某些特殊原因工期嚴重滯后情況下關聯(lián)盾構區(qū)間無法實施或無法提供常規(guī)過站條件的問題，可節(jié)約大量工期和成本，施工風險雖有些許提高，但仍處于可控范圍。怡心橋站“先隧后站”法施工成功應用，對昆明市類似工程具有較強的借鑒性，甚至對全國范圍類似工程具有一定的指導意義。