施工技術在地鐵車站施工中的運用

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摘要：地鐵車站建設中，隧道跨度越大，結構穩定性越差，為保證現場施工安全和工程結構安全，必須采取相應的支護措施。以某地鐵車站工程為例，分別介紹了車站暗挖段的超前支護、導洞開挖、主體結構混凝土澆筑與防水處理等環節施工要點。在施工期間，對車站工程周邊的地面沉降和地下管線沉降進行了觀測。結果表明，地面沉降速率和地下管線沉降量均在允許范圍之內，確保了該工程順利交付驗收。

關鍵詞：超前支護；暗挖法；ECB防水板；沉降觀測

在工程技術日益成熟和市民出行需求不斷增加的影響下，現代地鐵車站的規模越來越大。暗挖法具有挖土量少、占地面積少、對周邊設施影響小等一系列特點，是現階段地鐵車站施工中常用的技術形式。對于淺埋大跨度車站工程，現場暗挖施工必須要采取科學的大跨度隧洞的支護方案。其中，主體小導洞開挖支護、主體結構鋼筋綁扎與混凝土澆筑等，都是現場施工管理的要點。只有落實精細化管理，保證各個環節的施工質量都能達到標準，才能確保地鐵車站工程順利通過驗收。

1工程概況

某市地鐵2號線一期工程車站全長215.9m，車站暗挖段為地下兩層結構，長度72.0m。根據地質勘測結果，暗挖段拱頂覆土厚度在8.3～10.1m，大跨淺埋暗挖增加了施工難度。土層自上而下分別有雜填土、粉質黏土、細砂、中砂、礫石等，土層穩定性稍差。同時，車站上方為城市主干道，車流量密集，動靜荷載較大。為節約工期，該工程采用東西側交替施工的方法，東側明挖段主體結構頂板施工完畢后開始進入暗挖，做40m長的超前支護段，沿著暗挖段上、下導洞開挖30m后到達掌子面，然后封閉，開始進行西側施工。西側明挖段做同樣處理，做32m長的超前支護后，暗挖段上、下導洞開挖，直到東西側貫通。

2車站暗挖段施工技術

超前支護采用“雙層大管棚+小導管超前注漿”的支護形式，漿液材料為水:水泥=1:1的水泥漿。其中，大管棚材料使用的是φ110mm的熱軋無縫鋼管，小導管材料使用的是φ45mm的水煤氣花管[1]。導洞開挖后，進行初期支護。導洞頂部和兩側墻壁的初期支護均采用“鋼筋格柵+混凝土”的形式。導洞頂板、墻壁清理干凈后，使用鋼釘將鋼筋格柵固定在頂板、墻壁的表面。現場配制C25混凝土，使用專用設備噴射混凝土形成鋼筋混凝土支護結構。噴射混凝土的平均厚度為240mm。導洞內鋼筋格柵的間隔距離為80cm。暗挖段邊樁圍護樁使用機械鉆孔樁，單樁長度為20m，相鄰兩個樁的距離為2.5m，并采用掛網方式連接。樁間掛網選用鋼筋網，噴射C25混凝土。

3主體導洞開挖支護技術

3.1導洞開挖支護

在導洞開挖支護施工中，采用“臺階法”開挖導洞，見圖1。臺階長度為4.8m，每階高度為50cm。按照自上而下的順序依次開挖臺階，上導洞臺階開挖結束后，保留核心土；然后參照格柵間距繼續開挖第二、第三層臺階。所有臺階開挖完畢后，清理泥土，噴射混凝土，封閉掌子面。等到初噴混凝土完全硬結后，在架設格柵鋼架，將鋼筋網片固定到格柵鋼架內，并使用鐵絲將兩者綁扎、固定。最后選擇C25混凝土進行復噴，保證平均厚度達到250mm。等到復噴混凝土完全硬結后，即可完成導洞斷面支護。導洞開挖支護時，還應關注以下技術要點：（1）按照“快封閉”原則，每階臺階開挖結束后快速完成掛網、噴射混凝土的封閉處理，可以降低對周邊環境的不良影響，保證結構穩定；（2）上臺階施工期間，在鎖腳錨管與鋼筋格柵焊接完成后，需要在格柵下方墊上一塊600mm×300mm×20mm的木板，擴大承壓面，防止格柵在上部荷載作用下嵌入土體而發生結構變形；（3）雙向開挖小導洞時，如果掌子面凈距離不足5m，則暫停一側掌子面的開挖，并通過掛網噴射混凝土的方式封閉該掌子面，然后繼續從另一側開挖剩余土體。

3.2拱頂初支扣拱

本次工程中的拱頂初支扣拱分為兩部分，即邊導洞內扣拱和導洞間扣拱,導洞洞內扣拱見圖2。在進行車站主體邊樁頂冠梁施工時，可同步開展邊導洞的內扣拱作業。在導洞內扣拱施工時，格柵的一個端頭要使用螺栓固定到導洞的拱頂上，另一個端頭則使用U型筋與預埋鋼板焊接固定。導洞格柵就位后，即表示扣拱成功。導洞間扣拱則按照“由外向內”的順序開展，并且施工進度需要與車站拱頂土方開挖保持一致。導洞扣拱施工結束后，開展封底格柵作業。本次工程中使用的封底格柵為20a工字鋼，沿著車站方向東西布置，封底格柵的間隔距離為60cm，相鄰兩塊封底格柵使用連接筋（雙層22號鋼筋）焊接固定。格柵間掛雙層鋼筋網，使用C25混凝土噴射完成封底。3.3導洞主體部分施工技術

3.3.1模板的安裝

底板倒角模板采用的是單塊長度為1.2m的定型鋼模板，固定在底板鋼筋上。樁頂冠梁模板使用的是高度為1.2m、厚度為15mm的竹膠板，模板外側使用斜支撐。底部縱梁模板同樣采用15mm厚的竹膠板，使用U型托和小導洞初支側墻支撐模板[2]。模板工程的安裝流程如下：在鋼筋綁扎并驗收通過后，在施工現場彈出墻邊線。首先安裝外墻模板，然后采用吊裝方式將單側支架吊升到作業面，現場完成模板單側支架的安裝。單側支架的間隔距離為1200mm，支架中間處使用φ50mm加強鋼管進行固定。

3.3.2鋼筋的綁扎

鋼筋進場后需要仔細核對型號、尺寸、數量等是否符合要求，同時檢查外觀質量，對于輕微彎曲、生銹的，要進行調直、除銹；對于存在嚴重質量缺陷的不得使用。本次工程中基礎梁的形式為下翻梁，現場綁扎梁鋼筋時，需要先在基礎梁的上口架設5根橫桿，并焊接固定。然后等間距（50cm）插入箍筋，再穿入基礎梁的下部縱筋和構造鋼筋。底板主筋從梁的上部縱筋和構造鋼筋之間穿過，同樣采用焊接方式固定。鋼筋安裝完畢后，測量位置偏差和焊接質量，保證實際偏差控制在允許范圍，并且焊接牢固后，方可繼續下一步施工。

3.3.3混凝土澆筑

該工程主體結構采用混凝土澆筑而成，不同位置的施工方法和澆筑順序存在差異。頂、底板按照由邊墻向中線的順序連續澆筑；側墻采用泵車分層連續澆筑。澆筑作業中，要求混凝土的自由下落高度≤2.5m，如果超過該高度需要使用溜槽或串桶，避免出現混凝土離析情況。在分層澆筑時，中間的間隔時間要盡可能的短，要求上一層混凝土完成初凝后立即開始下一層的澆筑[3]。混凝土振搗作業時應保證表面返漿為止，避免出現蜂窩、麻面的現象?，F場澆筑時還應安排專人負責檢查模板接縫處、預留孔洞處有無漏漿情況，如果有要及時匯報、處理。振搗完畢后，用刮尺刮平表面，等到表面收水后再用木抹子壓實，之后進入養護工序。本次工程中采用濕麻袋覆蓋養護，定期灑水，避免混凝土干裂。

3.4導洞防水施工技術

導洞防水工程主要用材為2.0mm厚的ECB塑料外貼式防水板，具體施工流程如下：（1）基層部分。通過水泥砂漿抹面的方式使基面平整。水泥砂漿由水和水泥按照1:2.5的比例制備。抹面時如果發現基面上有凸起的石塊，應使用釬子鑿出后重新抹平，防止基面堅硬凸起物刺破防水板[4]。（2）緩沖層部分。緩沖層的主體材料為440g/m2的短纖無紡布，使用膨脹螺絲將該材料固定到基面上，頂拱上膨脹螺栓的間距為60cm，側墻上膨脹螺絲的間距為100cm。相鄰兩塊無紡布采用搭接處理，要求搭接寬度不得小于5cm。搭接部分的縫隙要使用防水膠進行處理。（3）防水板部分。使用熱風焊槍將防水板固定到預埋的塑料墊片上，焊接結束約10min后，人工檢查焊接是否牢固，如果有局部松動的要進行復焊，防止在澆筑混凝土時出現防水板脫落的情況。防水板與基面、緩沖層無紡布必須緊密貼合，不得有翹邊、空鼓的情況[5]。

4地鐵車站的監控量測

4.1監測對象與監測點布置

由于該工程周邊有密集的建（構）筑物，地下有多條市政管線，因此為保證工程施工安全和建筑物、地下管線的正常使用，必須要采取監控量測措施[6]。監測內容為地表沉降和地下管線情況。監測點布置見圖3。

4.2監測標準

地鐵車站工程周邊道路及地面的最大沉降速率≤4mm/d；市政管線的沉降控制標準見表1。4.3監測結果地面沉降與地下管線沉降結果見圖4、圖5。結合圖4、圖5可以發現，在本次工程的暗挖段施工中，6個監測點中最大沉降出現在DBA02-1監測點，整個監測周期內累計沉降量為68.4mm，則最大位移速率為68.4/365=0.19mm/d＜3mm/d，滿足要求。地下管線的沉降監測中，GXC04-13監測點有最大沉降，整個檢測周期內累計沉降量為9.1mm＜10mm，也滿足要求。

5結論

在淺埋大跨度地鐵車站的暗挖施工中，超前支護、導洞開挖和主體結構的鋼筋工程、混凝土工程是施工管理的重點。在本次工程中，通過落實精細化管理，保證了工程施工的順利進行?？紤]到該工程所在地區建（構）筑物密集，地下管網交錯分布，因此在施工期間同步開展了地面沉降觀測和地下管線沉降觀測。監測結果表明，地面沉降速率和地下管線最大沉降量均在要求范圍之內，間接說明了暗挖法施工在占地面積小、對周圍設施影響小等方面具有顯著優勢。

參考文獻

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[2]李克先,李術才,趙繼增.大跨度暗挖地鐵車站開挖工序優化研究[J].地下空間與工程學報,2017(5):9-11.

[3]馮松濤.蓋挖逆作法施工技術在地鐵車站建設中的應用[J].工程建設與設計,2022(6):114-115.

[4]昌進.超大斷面暗挖車站拱柱法施工技術在地鐵施工中的應用[J].現代城市軌道交通,2022(2):5-6.

[5]葉樹建.淺析大跨徑連續橋梁施工技術在橋梁施工中的應用[J].石河子科技,2022(2):26-28.

[6]張洪維.平拱結合中板施工技術在地鐵暗挖車站結構中的應用[J].工程機械與維修,2022(3):30-31.

作者:李軻 單位:中電建鐵路建設投資集團有限公司