俞 民

（中鐵十五局集團(tuán)第五工程有限公司，天津 300131）

0 引言

隨著現(xiàn)代軌道交通施工技術(shù)的發(fā)展，越來越多的地鐵車站結(jié)構(gòu)在受到場(chǎng)地限制、道路通行等前提條件影響下，采用 PBA 法進(jìn)行施工，而車站風(fēng)道作為地鐵車站的附屬結(jié)構(gòu)，往往獨(dú)立與車站結(jié)構(gòu)（在車站旁側(cè)）采用明挖或蓋挖逆作、順做法施工，最后通過車站預(yù)留接口與車站實(shí)現(xiàn)連通。本文所述工程的達(dá)官營站 2# 風(fēng)道在選址時(shí)，受到了施工場(chǎng)地的局限性（車站兩側(cè)為高層建筑居民樓小區(qū)，周邊分布雨、污水方溝、熱力隧道、燃?xì)?、上水等重要管線）的限制。而且 2# 風(fēng)道要兼做盾構(gòu)機(jī)接收通道，需要在地下空間內(nèi)與車站的主體結(jié)構(gòu)聯(lián)合施做，其工序轉(zhuǎn)換繁多，施工工藝復(fù)雜，在國內(nèi)同行業(yè)施工中較為罕見。因此，在施工過程中要采取合理的施工方法，既要保證周邊管線風(fēng)險(xiǎn)和自身風(fēng)險(xiǎn)的安全可控，又要保證結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。本文以北京地鐵 16 號(hào)線達(dá)官營車站與 2# 風(fēng)道結(jié)合部位的施工為例，通過對(duì)施工技術(shù)的研究探討，以期為其他類似工程的施工提供借鑒和參考。

1 工程概況

北京地鐵 16 號(hào)線達(dá)官營站 2 號(hào)風(fēng)道位于北京市三里河南延路與廣安門外大街交叉處的西北角，2 號(hào)風(fēng)道采用“PBA”8 導(dǎo)洞（車站側(cè) 29 軸）+“PBA”2 導(dǎo)洞（風(fēng)道側(cè) 30 軸）+CD 法（初支扣拱進(jìn)洞）施工，29 軸（車站側(cè)）采用順做法施工，30 軸采用逆作法施工。風(fēng)道結(jié)構(gòu)寬 11.9～14.4 m、高 23.3 m，為 3 層單跨拱形直墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)覆土厚約為 12.1～12.7 m。風(fēng)道平面圖如圖 1 所示。

圖1 風(fēng)道平面圖

結(jié)構(gòu)拱頂由鋼格柵+噴射混凝土的初期支護(hù)和模筑鋼筋混凝土的二次襯砌構(gòu)成，兩次襯砌之間設(shè)柔性防水層；PBA 工法主體結(jié)構(gòu)邊樁采用灌注樁（Φ1 200@1 500），此樁起支護(hù)土體作用兼做承載力樁基，承受暗挖逆筑法頂拱腳豎向壓力；灌注樁與結(jié)構(gòu)內(nèi)襯墻組成復(fù)合墻結(jié)構(gòu)，兩者之間設(shè)置防水層。拱頂位于卵石圓礫層、底板位于強(qiáng)風(fēng)化礫巖。側(cè)墻厚度 0.9 m，頂拱厚度 0.9 m，底拱厚度 1.3 m，中板厚度 0.6 m。二襯頂拱、頂縱梁等外圍結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土等級(jí)為 C 40，抗?jié)B等級(jí) P 10，二襯底縱梁、底板及風(fēng)道側(cè)墻等外圍結(jié)構(gòu)混凝土等級(jí)為 C 40，抗?jié)B等級(jí)為 P 12。結(jié)構(gòu)斷面如圖 2、圖 3 所示。

圖2 風(fēng)道標(biāo)準(zhǔn)斷面圖（單位：mm）

圖3 車站標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（單位：mm）

2 主要施工方法

2.1 樁柱體系施工

2 號(hào)風(fēng)道采用 PBA 法施工，與達(dá)官營站連接部分設(shè)置 4 根立柱分別與車站的 A～D 軸重合，柱頂縱梁與車站的頂縱梁聯(lián)合澆筑，車站范圍外的 2 號(hào)風(fēng)道北側(cè)墻在高通道范圍內(nèi)采用臨時(shí)側(cè)墻作為支撐體系，2# 風(fēng)道的南側(cè)側(cè)墻采用在小導(dǎo)洞內(nèi)施工挖孔樁作為支撐體系［1-3］。主要施工工藝流程圖如圖 4 所示。

圖4 2 號(hào)風(fēng)道樁柱體系施工工藝流程圖

2.2 風(fēng)道豎井二襯結(jié)構(gòu)施工

待達(dá)官營站 L3 一期豎井高通道及二期豎井的樁柱體系全部施工完成后，組織豎井的二襯結(jié)構(gòu)施工，施工前進(jìn)行豎井清底，清底后，采用順做法先澆筑豎井底板，然后在豎井內(nèi)分層搭設(shè)滿堂碗扣支架，從下向上依次進(jìn)行混凝土澆筑［4］。

2.2.1 豎井結(jié)構(gòu)概況

2 號(hào)風(fēng)道大豎井由達(dá)官營站 L3 一期和二期豎井聯(lián)合組成，豎井初支結(jié)構(gòu)為 35 cm 厚 C20 噴射混凝土，采用倒掛井壁法前期已施工完成，結(jié)構(gòu)凈空尺寸為 16.69m×4.5 m，中間設(shè) 3 道臨時(shí)橫向中隔壁支撐，二襯施工前南北向各 1.5 m 范圍內(nèi)采用磚砌體進(jìn)行回填處理（見圖 5、圖 6）。

圖5 豎井暗挖結(jié)構(gòu)概況圖（單位：mm）

圖6 豎井結(jié)構(gòu)尺寸及施工步序概況圖（單位：mm）

豎井二襯結(jié)構(gòu)凈空為 11.932 m×2.7 m，結(jié)構(gòu)總高度為 25.354 m，頂板厚度為 0.9 m，負(fù)一層、負(fù)二層中板厚度為 0.6 m，底板厚度為 1.5 m，側(cè)墻厚度為 0.9 m，采用模筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，從下向上分 7 步澆筑完成，最大側(cè)墻澆筑高度為 7.712 m。

2.2.2 豎井基底清理及施工準(zhǔn)備

豎井結(jié)構(gòu)施工前對(duì)基底進(jìn)行人工清理，將淤積的渣土清理干凈，并用水對(duì)基底面進(jìn)行沖洗，沖洗完成后進(jìn)行中線復(fù)核，復(fù)核無誤后報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師檢查。同時(shí)安排測(cè)量人員檢測(cè)風(fēng)道底板、側(cè)墻的凈空尺寸，根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)基底初支進(jìn)行找平處理，清除凸出物。準(zhǔn)備好結(jié)構(gòu)施工的防水材料、鋼筋、鋼筋接駁器、模板等。精確測(cè)設(shè)豎井中線和控制標(biāo)高，定出準(zhǔn)確位置。提前收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，拆撐前做好初始數(shù)據(jù)的收集和分析，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果及時(shí)進(jìn)行調(diào)整分段拆撐的長度［5-7］。

2.2.3 豎井臨時(shí)中隔壁支撐拆除

豎井結(jié)構(gòu)施工時(shí)，拆撐嚴(yán)格按照襯砌步序進(jìn)行，拆除時(shí)搭設(shè)臨時(shí)拆撐腳手架平臺(tái)，依次從下向上進(jìn)行支撐拆除。根據(jù)底板、側(cè)墻、中板、頂板與初支結(jié)構(gòu)臨時(shí)中隔壁的位置關(guān)系進(jìn)行破除，待底板強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，縱向拆除負(fù) 3 層側(cè)墻范圍內(nèi) 3 道臨時(shí)豎井臨時(shí)中隔壁，拆撐過程中加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整拆撐高度。拆撐完成后及時(shí)施作負(fù) 3 層側(cè)墻，待負(fù) 2 層中板澆筑完成后再拆除負(fù) 2 層側(cè)墻支撐，依次對(duì)中隔壁支撐拆除，直至頂板施工完成。拆撐時(shí)根據(jù)施工步序嚴(yán)格控制拆除高度，臨時(shí)中隔壁拆除時(shí)在底板、中板上滿鋪木板，避免大塊鑿落，砸壞已澆筑的混凝土面［8］。

2.2.4 豎井模板支架搭設(shè)

豎井每個(gè)節(jié)段拆撐結(jié)束后，及時(shí)將拆除的型鋼及虛渣外運(yùn)，外運(yùn)完成后基底清理干凈，在基底自下而上搭設(shè)側(cè)墻模板內(nèi)支撐架（兼作防水、鋼筋施工平臺(tái)）。

豎井南北兩側(cè)分別設(shè)計(jì) 1.5 m 范圍的磚砌體回填，砌體施工時(shí)與模架體系同步自下而上進(jìn)行，兼做南北側(cè)模架的側(cè)向支撐［9］。

豎井頂板及側(cè)墻模板均采用 15 mm 厚木膠板，主肋和次肋采用方木，次肋為 100 mm×100 mm 方木，頂板、中板、側(cè)墻間距都按 200 mm 布設(shè)；主肋為150 mm× 150 mm 方木，布設(shè)間距同腳手架立桿橫向間距，頂板及中板南北向鋪設(shè)，東西向間距為 600 mm，側(cè)模支撐體系間距同腳手架步距為 900 mm，局部調(diào)整為 600 mm（靠近頂板及中板節(jié)點(diǎn)處）。

豎井支架內(nèi)支撐架采用 JGJ 130-2011《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定的Φ48.3 mm×3.6 mm 扣件式鋼管腳手架，分層搭設(shè)，最大搭設(shè)高度為 9.86 m（負(fù)三層），腳手架立桿南北向縱距為900 mm，東西向橫距為 600 mm，橫桿步距為 900 mm，局部調(diào)整為 600 mm。支撐體系圖如圖 7 所示。

圖7 豎井南北向斷面支撐體系圖（單位：mm）

2.2.5 豎井防水施工

豎井防水采用 400 g/m2土工布，及 1.5 mm厚高分子自粘膠膜防水卷材，防水施工前先對(duì)基面進(jìn)行處理，驗(yàn)收合格后再敷設(shè)防水卷材。

底板防水在豎井清底、基面處理完成后進(jìn)行鋪設(shè)，鋪設(shè)完成后，預(yù)留側(cè)墻節(jié)高甩槎，澆筑 5 cm 厚的混凝土保護(hù)層，在保護(hù)層上進(jìn)行底板的鋼筋、模板及混凝土施工。

側(cè)墻防水施工在內(nèi)支撐架平臺(tái)上進(jìn)行，平臺(tái)搭設(shè)完成后周邊留設(shè)不小于 1.2 m 的作業(yè)空間，并在懸挑的腳手架上分層鋪設(shè)腳手板，依次從下向上鋪設(shè)，按施工工序要求分別在負(fù) 3 層中板、負(fù) 2 層中板、負(fù) 1 層頂板以上位置分別設(shè)置甩槎接頭，并做好保護(hù)措施，便于下一步工序的銜接。施工時(shí)注意，中隔壁臨時(shí)支撐拆除后，需要割除突出的鋼筋頭，用砂漿找平鋪設(shè)基面，再鋪設(shè)防水層［10］。

2.2.6 豎井鋼筋施工

鋼筋加工在外掛換乘廳地面的加工場(chǎng)地進(jìn)行，加工時(shí)提前計(jì)算好下料長度，根據(jù)每個(gè)節(jié)段的施工高度，預(yù)留出鋼筋接頭位置，鋼筋接長采用直螺紋套筒接駁，提前加工好絲扣，并做好絲頭保護(hù)，加工完成后從加工場(chǎng)運(yùn)至 L3 施工場(chǎng)地，采用橋式起重機(jī)集中調(diào)運(yùn)至井下作業(yè)平臺(tái)上。

側(cè)墻鋼筋安裝時(shí)，在平臺(tái)上放樣出側(cè)墻輪廓線，依該輪廓線來控制鋼筋的內(nèi)外保護(hù)層。根據(jù)技術(shù)交底先綁扎外側(cè)側(cè)墻鋼筋，再綁扎內(nèi)層鋼筋，最后綁扎中板鋼筋，鋼筋施工完成后，及時(shí)報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師檢查，側(cè)墻鋼筋的接長采用直螺紋連接，施工時(shí)預(yù)留接頭部位要相互錯(cuò)開，鋼筋在施工中要保護(hù)好防水層不被損壞。綁扎鋼筋同時(shí)做好施工縫清理和施工縫防水細(xì)部施做等工作［11］。

2.2.7 豎井模板安裝

側(cè)墻鋼筋安裝完成后開始安裝側(cè)墻模板，模板采用 18 mm 厚的木膠板，并與 10 cm×10 cm 方木釘實(shí)，模板長邊延豎井側(cè)壁水平方向，短邊豎向放置，短邊搭接處必須支墊方木且與方木用鋼釘釘牢，檢查好模板拼縫、錯(cuò)臺(tái)滿足要求后，在平臺(tái)上放出模板外輪廓線，安裝模板，安裝后吊線錘檢測(cè)好側(cè)模的垂直度，并與模架柱肋方木頂緊，報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后澆筑側(cè)墻混凝土。

中板和頂板模板直接在各段架頂直接安裝，安裝時(shí)嚴(yán)格控制頂面高程和平面位置，并檢查好接縫的嚴(yán)密性，檢查合格后綁扎鋼筋澆筑混凝土［12］。

2.2.8 豎井混凝土澆筑

混凝土澆筑前，將泵管從 L3 豎井口分節(jié)接至底板澆筑面，以后隨澆筑進(jìn)度分節(jié)向上拆除，輸送口處布置3 m 長橡膠軟管，人員、振搗設(shè)備全部到位后，再申請(qǐng)澆筑混凝土。采用商品混凝土澆筑，混凝土運(yùn)輸車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)合格后，采用車載泵泵送入模。

澆筑時(shí)防止偏壓較大，按提前規(guī)劃好的澆筑順序，分層對(duì)稱循環(huán)澆筑，均勻布料，嚴(yán)禁單部位澆筑高度過高，對(duì)模板形成偏壓，分層澆筑厚度不超過 50 cm，每小時(shí)澆筑高度≤ 0.5 m（根據(jù)模板支架承載能力計(jì)算確定）。

混凝土采用插入式振搗棒振搗，振搗時(shí)根據(jù)振搗棒的功率影響半徑，合理確定插入間距，防止產(chǎn)生漏振、過振。振搗時(shí)派專人檢查模板支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定情況，如發(fā)現(xiàn)頂托絲桿松動(dòng)及時(shí)進(jìn)行緊固。

2.2.9 模板及支架拆除

側(cè)墻模板在混凝土強(qiáng)度能保證其表面及棱角不因拆除模板而受損后即可拆除，梁和中板頂板的模板必須待混凝土強(qiáng)度≥ 75 % 以后才能拆除。

2.3 順作施工高通道內(nèi)梁、柱、拱體系

車站樁柱體系施工完成后，自下而上采用順作法施工高通道內(nèi)梁柱體系，施工時(shí)先對(duì)第 6 層橫通道臨時(shí)仰拱初支面進(jìn)行清理，然后進(jìn)行鋼筋混凝土條基施工，條基施工完成后，對(duì)第 5 層橫通道仰拱進(jìn)行換撐施工，將支撐換至底縱梁頂部，沿車站橫向澆筑 29 軸車站底縱梁及風(fēng)道底拱甩槎，并預(yù)埋 4 個(gè)立柱鋼筋甩筋。然后分兩次澆筑 A-D 軸立柱，并預(yù)留中板及夾層板接茬，澆筑至頂縱梁底標(biāo)高后，將頂縱梁部位第 1 層高通臨時(shí)仰拱換撐至頂縱梁底，然后澆筑頂縱梁并向 28 軸方向預(yù)留車站橫向二襯扣拱甩筋，向 29 軸方向預(yù)留風(fēng)道縱向扣拱甩筋，最后澆筑頂縱梁頂異形冠梁，順做梁柱體系施工完成。工藝流程及斷面如圖 8 所示。

圖8 梁柱體系順做流程圖

2.4 PBA 法施工 28-29 軸車站橫向扣拱

在高通道內(nèi)梁柱體系施工完成后，意味著高通道內(nèi)順作支撐體系施工完成，通過通道頂縱梁預(yù)留接茬和 28-29 軸頂縱梁預(yù)留接茬聯(lián)合進(jìn)行“T”字型澆筑，將風(fēng)道和車站的樁柱體系結(jié)合澆筑為整體，然后進(jìn)行 PBA 車站 28-29 軸部位的小導(dǎo)洞初支扣拱施工，施工完成后將 28-29 軸小導(dǎo)洞中隔壁拆除，采用臺(tái)車進(jìn)行橫向二襯扣拱模筑混凝土施工，施工時(shí)與風(fēng)道頂縱梁預(yù)留的鋼筋接頭進(jìn)行有效連接，澆筑完成后 28-29 軸形成整體支撐體系，即可進(jìn)行逆作法施工風(fēng)道的二襯扣拱、30 軸側(cè)墻及底拱。

2.5 逆作法施工風(fēng)道二襯扣拱、30 軸側(cè)墻及底拱

第一步：待高通道內(nèi)條基、梁柱體系及拱部高通道內(nèi)異型冠梁先期施做完成后，風(fēng)道南側(cè)導(dǎo)洞采用上下臺(tái)階法先施工導(dǎo)洞①，然后滯后導(dǎo)洞①工作面約 10 m，施工導(dǎo)洞②（見圖 9）。

圖9 第一步施工步序圖圖

在導(dǎo)洞①內(nèi)施工條基，在上、下導(dǎo)洞內(nèi)施工挖孔樁及樁頂冠梁（挖孔樁按跳孔施工，隔 3 挖 1，導(dǎo)洞①拱部開孔時(shí)僅鑿除初支混凝土，格柵鋼筋不切斷）。邊樁外側(cè)與導(dǎo)洞間采用 C20 混凝土回填，在②導(dǎo)洞內(nèi)施作部分主體初期支護(hù)，初期支護(hù)與小導(dǎo)洞間的空隙采用 C20 素混凝土回填。

第二步：施工洞室 Ⅰ、Ⅱ 拱頂超前支護(hù)結(jié)構(gòu)，并注漿加固地層。臺(tái)階法開挖（臺(tái)階長 3～5 m）導(dǎo)洞 Ⅰ，施做中隔壁后（CD 扣拱），快速施作鋼格柵混凝土鋪底（鋼格柵與高通道初期支護(hù)節(jié)點(diǎn)板有效連接）；然后臺(tái)階法開挖 Ⅱ 土體（滯后導(dǎo)洞 Ⅰ 不小于 10 m，施工過程中不破壞導(dǎo)洞②初支結(jié)構(gòu)），施工頂拱初期支護(hù)，快速施作鋼格柵混凝土鋪底（鋼格柵與導(dǎo)洞②初期支護(hù)設(shè)置節(jié)點(diǎn)板有效連接）。施工時(shí)開挖步距同格柵間距，并加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)（見圖 10）。

圖10 第二步施工步序圖

第三步：導(dǎo)洞Ⅰ、Ⅱ 貫通后，由車站向豎井方向分 6 m 每段，鑿除小導(dǎo)洞②及高通道內(nèi)部分初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，施工風(fēng)道結(jié)構(gòu)拱部二襯，施工過程中加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)（見圖 11）。

圖11 第三步施工步序圖

第四步：待拱頂混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，沿風(fēng)道縱向分為若干個(gè)施工段，在每個(gè)施工段分層開挖土體至第一層中板（邊開挖邊施工樁間網(wǎng)噴混凝土及切割掉挖孔護(hù)壁），分段施工中板梁，并施工側(cè)墻防水層、保護(hù)層及側(cè)墻（見圖 12）。

圖12 第四步施工步序圖

第五步：待第一層中板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，沿風(fēng)道縱向分為若干個(gè)施工段，在每個(gè)施工段分段跳挖土體至第二層中樓板（邊開挖邊施工樁間網(wǎng)噴混凝土及切割掉挖孔護(hù)壁），分段施工此中板，并施工側(cè)墻防水層、保護(hù)層及側(cè)墻。跳挖土體凈距≥ 10～15 m，所開挖的土體范圍≤ 6 m（見圖 13）。

圖13 第五步施工步序圖

第六步：待中板混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，沿風(fēng)道縱向分為若干個(gè)施工段，在每個(gè)施工段分段跳挖土體至臨時(shí)支撐基底以下（邊開挖邊施工樁間網(wǎng)噴混凝土及破除挖孔護(hù)壁、高通道初支、挖土過程中不拆除導(dǎo)洞邊墻），快速架設(shè)鋼支撐。跳挖土體凈距≥ 10～15 m，所開挖的土體范圍≤ 6 m，根據(jù)監(jiān)測(cè)情況，必要時(shí)加設(shè)臨時(shí)鋼支撐（見圖 14）。

圖14 第六步施工步序圖

第七步：支撐架設(shè)完畢后，沿風(fēng)道縱向分為若干個(gè)施工段，在每個(gè)施工段分段跳挖土體至基底（邊開挖邊施工樁間網(wǎng)噴混凝土及破除挖孔護(hù)壁、下導(dǎo)洞、通道初支、挖土過程中不得拆除導(dǎo)洞邊墻），分段快速施做底板初支格柵鋪底（注意鋼格柵與小導(dǎo)洞初期支護(hù)設(shè)置節(jié)點(diǎn)板有效連接），鋪設(shè)底板及側(cè)墻防水層，澆筑底板及下邊墻結(jié)構(gòu)。跳挖土體凈距不得小于 10～15 m，所開挖的土體范圍≤6 m，根據(jù)監(jiān)測(cè)情況，必要時(shí)加設(shè)臨時(shí)鋼支撐至車站范圍內(nèi)風(fēng)道施工完成（見圖 15）。

圖15 第七步施工步序圖

3 結(jié)論

本文通過對(duì)北京地鐵 16 號(hào)線達(dá)官營車站 2# 風(fēng)道超高超寬斷面、復(fù)雜體系下施工技術(shù)的研究，通過采取合理的施工方法，在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，最大限度地避免了施工風(fēng)險(xiǎn)，希望為其他類似工程的施工提供借鑒和參考。Q