常州社會通道下穿鐵路常州站區工程代建管理及施工技術

何 驍 東華地鐵公司南京地鐵

常州社會通道下穿鐵路常州站區工程由上海鐵路局南京地鐵公司作為項目建設期法人，全權負責項目建設全過程的組織管理。通過專業化項目管理，該工程有效控制了建設規模、建設工期和建設投資，最終達到了控制安全、提高投資效益和管理水平的目的。

1 工程概況

1.1 箱涵工程

采用1～15m框架。框架橋橫向長189.3m。穿越既有站場和在建滬寧城際站場，采用頂進法施工，從雙側頂進，頂進框架長30m，本次框架橋設計凈高按5.5m進行設計，15m框架邊墻厚1.1m，頂板厚1.1m，底板厚1.2m。頂進部分框架基礎采用φ60cm的高壓旋噴樁加固，樁長9.5m，間距均為1.2×1.2m。所有框架混凝土均采用C40抗滲混凝土，其抗滲等級不小于P8。

頂進框架南側引道為一個現澆框架，長57m。

頂進框架北側引道為一個現澆框架，長64m。

頂進框架在常州站2、3號站臺處設5m長濕接縫。

橋頂設TQF-I型防水層，兩側與土壤接觸部分設溶劑型再生橡膠瀝青防水涂料兩層，箱頂設C40玻璃纖維混凝土排水坡。

施工時箱體采用架設D24m型施工便梁頂進施工，由于北側工作坑設于代建滬寧城際鐵路的站場，所以工期還必須滿足滬寧城際鐵路的總體計劃。

1.2 引道工程

引道結構采用現澆鋼筋混凝土框架，結構形式同頂進框架。

1.3 給排水工程

地道圬工采用摻外加劑的防水鋼筋混凝土，抗滲標號為P8，同時設置外貼式防水層。為防止雨水流入地道，出入口高于鄰接站臺面至少10cm，其間用C25鋼筋混凝土在2m范圍內順坡連接。地道內污水經集水井匯集后，通過應急泵排出地道外。

1.4 既有鐵路"四電"、給水設施及站臺拆除及加固配合工程

本工程施工區域涉及既有鐵路車務、牽引供電、通信、信號、給水等專業拆復建及站臺拆除加固配合，由鐵路設計院根據主體工程施工影響范圍和工期要求，做鐵路配合輔助設計，鐵路各相關單位配合專業拆復建施工。

2 工程的代建管理

本工程由常州市高速鐵路建設指揮部委托南京上鐵地方鐵路開發有限公司代建。作為涉鐵工程的專業化管理公司，為全方位完成代建任務，組建了精干的項目管理組，充分發揮專業化管理的優勢，對工程的施工安全、質量、進度、投資控制全過程負責。針對工程對鐵路運輸影響大慢行時間長；深基坑圍護如何確保施工安全及基坑降排水；施工頂進期間保證既有鐵路路基的穩定；較長框架結構的止水和框架結構的裂縫預控；既有站臺拆除及雨棚加固過渡；涉及既有鐵路車務、牽引供電、通信、信號、給水等專業拆復建配合等難點和特點，精心組織協調，會同設計、業主、鐵路局各有關部門和相關單位多層次全方位對施工單位提出的施工組織設計反復論證和優化，辦理安全審批手續。施工前期主動地與業主溝通，協助解決"三通一平"、拆遷等實際問題，掃除工程障礙，施工過程積極組織鐵路各設備單位按照總體工程計劃進行拆復建配合，召開工程推進會細化節點計劃，加快工程進度，會同業主監理組織工地例會，安全質量分析會，專項施工方案審查會及現場封鎖施工把關。通過上述代建管理工作，確保了本工程在保證京滬大動脈安全暢通的前提下，質量良好按期圓滿完成業主委托的工程代建任務。事實證明采用工程代建制是控制建設規模、建設工期和建設投資的行之有效的管理方法。以專業化的項目管理公司代替建設單位行使建設期項目法人的職責，以合同的形式，界定了出資者、建設管理者、使用者等各當事人的責任、權利、義務，從而對項目的預期目標實行嚴格控制和有效約束，從而有效提高項目管理水平，有效控制了工程的安全、質量、工期和造價。

3 總體施工防護方案及施工方法

本工程主要有圍護工程、基坑開挖、框架預制和頂進、既有線線路加固及防護和附屬工程等，為了保證快速、優質地完成工程的施工任務，代建單位南京地鐵公司會同設計、業主、鐵路局各有關部門和相關單位多層次全方位對施工單位提出的施工組織設計反復論證和優化，確定的實施性總體施工方案如下：

3.1 工作坑施工方案

3.1.1 工作坑圍護及加固

為了滿足鐵路北側城際鐵路的工期要求，在鐵路南北兩側分別設置一個頂進工作坑，南北側對頂。北側工作坑邊距5道中心線6.36m，南側工作坑邊距6道中心線9.8m。工作坑開挖深度約為9.5m。基坑周邊設鉆孔樁，鉆孔樁外側采用高壓旋噴樁作止水帷幕。鐵路南側工作坑東邊的鉆孔樁圍護離既有的房屋距離較近。基坑內按圖紙采用φ600mm鋼管進行對撐。基坑內靠鐵路一側設1:1.5邊坡，并在路肩設置鋼筋網片加沙漿抹面防護。為增加后背頂力，后背設鉆孔樁。工作坑開挖前先進行基坑鉆孔樁和高壓旋噴樁圍護及城際鐵路框架下進行地基加固的預制方樁施工。

3.1.2 工作坑設置

鐵路北南兩側工作坑均考慮將現澆框架和預制框架的圍護結構相結合，工作坑底凈長按52m設置，預制一個30m長頂進框架。預制框架左右兩側各留設1.6m寬作業面，并在工作坑底部東側位置設置一條5.5m寬出土通道，工作坑凈寬26.9m，開挖深度約為9m。

3.1.3 工作坑開挖

基坑土方開挖遵循"分層、分塊、對稱、平衡、限時"的施工原則。豎向從上至下分層進行，縱向由開挖起始點至末端形成臺階，橫向先開挖中間土體，后開挖兩側土體。如發現位移量大時則停止施工，并進行處理。在嚴格按照施工順序和操作規程施工的同時，加強對基坑四周原地面和建筑物的觀測，基坑開挖前沿基坑邊設置變形觀測點，點距10m,開挖完成一周內每天8:00和16:00各觀測一次位移、沉降，此后每日各觀測一次，確保基坑的安全、特別是既有鐵路的安全。3.1.4工作坑降排水措施

本工程工作坑場地面積較大，降雨量較大時應較快地排除場內積水，為此基坑地表排水布置為：(1)在基坑周邊布置閉合的截水溝，防止場地雨水流入基坑內。(2)基坑內降水采用明溝和集水井排水。在基坑內四周設一道排水溝，坡度為1%，坡向集水井。(3)基坑施工階段及時抽水，保持工作坑不積水。此外由于基坑開挖較深，地下水位較淺，還需對基坑進行井點降水，將開挖較深施工區域形成一個封閉的井點，有效的降低底下水位。基坑內的井點降水，井點管按間距1.2m均勻布置，井管長6～8m，由真空泵抽水。真空泵抽出的地下水自流到旁置的集水桶中，用水泵將水抽上地面排出。3.1.5工作坑滑板及后背施工方案

(1)滑板作為澆筑橋涵框架結構的底模，是控制框架頂進過程中的滑道，也是防止框架"扎頭"的重要措施，同時又是頂進時排列頂柱、頂鐵的場地。本工程滑板結構由下至上為20cm碎石墊層+50cm鋼筋砼滑板,根據設計圖紙，滑床板采用平坡。施工過程中，要求滑板的平整度必須達到用3m靠尺檢查，平整度小于5mm，并在滑板面施作"三油三氈"，以減小框架橋在啟動時的靜摩擦力和吸附力；同時，在工作坑底板和后背連接處配置加強鋼筋，作為輔助后背而增加后背的承載能力，提高滑板的抗拉裂能力。為了增加滑板的底面抗滑能力，采用在基坑底挖槽灌注混凝土錨梁提高抗滑力。為確保框架橋頂進方向的準確，在框架橋兩側滑板上每3～4m設一導向墩。滑板前端為接長滑板留出鋼筋。

(2)本工程后背采用長20.4m，寬1.5m、高2.5m的C20鋼筋砼作為頂進后背。為增加后背頂力，后背設φ120cm，L=2500cm鉆孔樁，并采用與滑板加強連接的措施增加后背的抗力，能承受框架橋頂進的全過程中所出現的最大頂力，并且有適當的安全儲備。

3.2 既有線線路加固方案

本工程為既有線箱形橋頂進，箱身順鐵路線路寬度17.2m，正交穿越站區6股道。為保證頂進時線路的絕對安全和列車正常運行，施工前必須對線路進行加固，便梁采用D24m便梁，便梁支墩采用C25鋼筋混凝土條形基礎。為提高地基承載力，在條形基礎下進行高壓旋噴樁加固。支墩采用系梁形式，尺寸為51.1m(長)×2.5m（寬）×1.5m（高）。施工時要求線路慢行45Km/h，架設D24m便梁需申請封鎖點。

3.3 站臺拆除及雨棚加固過渡方案

工程穿越常州站3個站臺和1排雨棚柱基礎，箱涵頂進前對雨棚立柱進行托換處理，保證夜間施工完成后白天站臺的臨時通行。托梁下采用條形基礎作為支座。由于車站雨棚為先簡支后連續結構，先對其上部采用鋼筋混凝土結構臨時支撐加固，然后采用長36.8m，高度1300mm，寬度1300mm的鋼筋混凝土梁對站臺及雨棚立柱進行加固和過渡。為了減小對站臺的影響，托梁位于站臺面下，在托梁上布置槽鋼，上方鋪設8mm厚鋼板，同一站臺雨棚立柱之間設置鋼筋混凝土系梁，既有雨棚立柱打洞，穿φ40mm圓鋼，另加有槽鋼螺栓扣緊雨棚立柱，以增加整體穩定性。為防止一側雨棚柱杯基鑿除后立柱不穩定狀態，在施工前設置臨時支撐。雨棚托梁施工流程為：既有雨棚柱間臨時支撐→鑿除靠線路側的雨棚柱半邊杯基→立柱與梁間傳力構件施工→綁扎托梁鋼筋→澆注托梁混凝土→鑿除靠站臺內側的雨棚柱半邊杯基→施工另一側雨棚柱托梁→立柱間系梁施工。

3.4 箱身預制施工方案

本工程穿越鐵路框架1個，分二節預制，鐵路南側箱身長30m，鐵路北側箱涵長30m，線路中間設置5m長濕接縫。為了保證頂進挖土過程中前方土體的穩定，在第一節箱身預制時在箱身前端兩側側墻上設置2塊鋼筋混凝土翅膀，板厚40cm，水平鋼筋采用Φ16＠200，伸入墻內3m。豎向鋼筋同墻體鋼筋。同時為了防止頂進過程出現栽頭現象，在底板的前端設置一個船頭坡，頂進到位后翅膀和船頭坡鑿除（如圖1所示）。

圖1 翅膀、船頭坡示意圖

框架預制分兩次澆筑砼，第一次澆筑底板砼，第二次澆筑墻身及頂板砼。由于一次澆筑砼方量多，體積大，聚集的水泥水化熱量大，在混凝土內外散熱不均勻的情況下，混凝土內部會產生較大的溫度應力，此外，由于混凝土的收縮徐變，將導致溫度裂縫的產生。同時，頂進施工時，框架受力狀態隨時發生變化，因此采取箱身內預埋冷凝管的施工方法，來保證框架的質量。箱身防滲防漏是本次施工成敗關鍵，工藝上采取的對策為：

（1）嚴禁使用對拉螺栓加pvc塑料套管工藝。對拉螺栓用φ14圓鋼制成，中間帶一塊止水鋼片。端頭作成螺紋式，用特制套頭固定，在混凝土澆筑完成后拆模時，將套頭取出，在砂漿內滲入UEA微膨脹水泥，分兩次抹平套頭，以防滲漏。

（2）加強對止水帶的保護（詳見圖2），頂進時采用槽鋼將止水帶包在船頭坡里，防止在頂進中損壞。

（3）為保證橋面防水層的鋪設質量，箱頂面涂刷防水涂料時應平整、干燥、無浮碴、浮灰、油污狀態。平整度不符合要求的用鑿除的方法進行處理或用水泥砂漿找平；蜂窩麻面應用水泥砂漿填補平整。用水泥砂漿或水泥凈漿處理時，應添加適量水溶性膠粘劑（如107膠等），增強水泥砂漿或水泥凈漿與填補面的連接。防水層鋪設完畢24h后方可進行保護層的施工。施工時按設計要求作好散水坡。

圖2 橡膠止水帶保護示意圖

3.5 框架箱身頂進施工方案

3.5.1 頂進施工順序

架設D24m便梁→拉槽→箱涵頂進→拆除便梁、恢復線路。

3.5.2 頂進施工控制及預防措施

箱體頂進誤差控制是關鍵，為此對箱體頂進的方向、標高所采取的技術措施為：

（1）保證方向措施：

①兩側滑板每3m設置導向墩，頂進時橫向頂緊箱體，限制側向位移；

②在頂進過程中盡量保持平衡頂進，發現左右偏差較大時，采用增減一側頂力調整或用挖土調整。

（2）保證標高措施：

①頂進前接長框架橋前端的滑板，并對框架橋預制場至就位之間的地段進行加固，確保框架橋頂進時不過早產生"扎頭"現象;

②框架橋前端兩邊墻設鋼筋砼刃腳，刃腳底部與水平成5°角，采用切土強迫頂進，增加抬頭力矩，同時又可有效保證支墩安全;

③合理安排，采用快速頂進施工方法，防止因中途停頓時間過長、重新啟動而造成的下沉;

④澆筑滑板時，設計坡度提高至5‰，以確保頂進就位后標高誤差控制在規范允許范圍內;

⑤如頂進過程中，發現標高偏高，可在底刃腳前端超挖略低于底板逐漸調整;

⑥在每次頂進前應細致檢查液壓系統，頂柱（鐵）安裝和后背變化等;

⑦挖運土方與頂進工作循環交替進行。每前進一頂程，應及時切換油路，并將千斤頂活塞拉回復原，補放頂鐵。

3.5.3 回填石碴恢復線路

箱身頂進就位后，盡量縮短線路架空時間，盡快恢復線路。在確保行車安全條件下，在拆除加固設施前，備足底碴、道碴和上碴的工具、勞力，安排好抽橫梁的施工作業程序。箱身頂面全部采用道碴回填。回填到位后在站內預存一些道碴，以便養護時補碴。

4 結束語

常州社會通道工程是一項對鐵路既有線運輸及設備影響很大的工程。施工期鐵路慢行時間長達六個月；各類施工封鎖幾十次，由于參建各方恪盡職守，根據工程特點，選擇了正確的施工方案和建設管理模式，施工過程中嚴格按照設計和既定方案組織實施，嚴格遵守鐵路局各項安全規定及相關規范，工程取得了圓滿成功，對今后類似復雜施工條件下的下立交工程有很好的借鑒作用。