裝配式地下通道在昆明地鐵建設中的應用

李琪 唐琪舍 王澤生

地鐵地下連接通道采用箱涵頂進法施工，可極大地緩解人員密集區的交通壓力，同時還能保證施工質量，縮短工期，降低施工安全風險，值得在軌道交通工程建設中推廣。

城市軌道交通把中心城區集聚拓展與交通需求相結合，近年來得到了各地政府和各級主管部門的高度重視，2017年中國內地軌道交通在建城市42個，在建線路6218km，投資完成額創歷史新高。昆明軌道交通項目規劃1～9號線網長296.7km，目前在建的地鐵6號線起點為塘子巷站，終點到達長水機場，其中，拓東體育館站與拓東大成中央商務區的地下連接通道采用裝配式預制混凝土箱涵頂進法施工，實施效果良好，可供行業參考和借鑒。

一、工程概況

工程位于拓東路與環城南路交叉口地下，此路口是主城區通往呈貢新區、機場等的主要通道，人流、車流量大，且路口經多次改造，地下管線情況復雜，如采用常規的明挖法施工，將對東部片區乃至整個昆明市的交通造成長期、巨大的影響，綜合考慮交通環境、管線搬遷難度及工期等因素，采用箱涵頂進法施工。

工程規模∶地下通道凈尺寸為4.0m×6.0m，長9 6.4 8 m。頂進始發井為沉井，結構凈尺寸為12.0m×10.3m，接收井利用已完成的車站結構。施工場地地面標高為1894.00m，根據巖土工程勘察報告，箱涵主要在（2）4-3灰黃色粉土和（4）1-3黏土層中頂進，頂部覆土約為5.5m。地下通道沿線穿越不同管徑、材質的十條以上的管線，主要有兩條直徑為?529和?219的燃氣管道，還有三條大口徑的雨、污水管管底距箱涵頂分別僅有1.88m、1.92m、2.31m。

二、箱涵預制

箱涵采用工廠化制作，為4.9m×6.9m矩形斷面，混凝土強度C50，抗滲等級P8，單節標準長度1.5m，壁厚0.45m，重約37t，如圖1所示。箱涵兩端分別預埋鋼套環和鋼環，涵內預留壓漿、起吊及翻身孔。

圖1 預制箱涵斷面圖

采用具有足夠剛度和精度的可拆式鋼結構模具；鋼筋骨架兩端的環向鋼筋密纏2～3圈，預留孔洞周邊設置加強環筋，在標準模架上定位焊接成型；混凝土澆筑按照對稱、均勻和分層的要求向模內布料，經高頻插入式振搗器振搗成型。混凝土采用蒸汽養護，脫模強度不低于37.5MPa。檢驗項目包括外觀質量、尺寸偏差、混凝土強度、抗滲性能、軸向受壓荷載和頂板、底板外壓荷載，檢驗方法可參考《混凝土和鋼筋混凝土排水管試驗方法》（GB/T 16752）。配備能承受單節箱涵重量的吊、運機械設備；運輸和存放時，可在箱涵下面和側面擱置柔性墊料防止碰傷；箱涵堆放不得重疊，避免產生裂紋或永久性變形；損壞的箱涵應根據損壞程度，作報廢、現場修補、返廠修理等處理。

三、箱涵頂進

1.施工準備

常規施工用水、用電、通風及照明等設施的安裝；施工材料、設備及機具齊備，箱涵、始發井混凝土強度滿足施工要求；建立測量控制網。在洞圈上安裝簾布橡膠板密封洞圈，壓板的螺栓孔采用腰子孔形式，可隨時調節；在井底部澆筑約60cm高C20素混凝土，并預埋鋼板作為基座，基座上的兩根軌道平行、等高；后靠背與角鋼固定支架焊接牢固，與工作井內襯墻預留一定的空隙，固定后填筑C20素混凝土；多刀盤土壓平衡式矩形頂進機頭外形尺寸為4.9m×6.9m，總重量約195t，分兩段吊裝。機頭吊起后作片刻的停頓，確定安全后，緩慢吊入工作井，安放在基座的軌道上；頂進機就位后反復調試，進行精確定位，并保證千斤頂的性能完好。分階段進行詳細的技術交底，讓施工人員全面了解各種重點和難點，提高質量和安全意識。

2.出洞段施工

鑿除出洞口范圍內地下連續墻→設備調試→頂進機頭靠上封門→頂進機切削加固土體→機頭切口進入原狀土。頂進機出洞后，根據各類監測數據的反饋不斷進行參數調整，及時總結出正面土壓力、出土量、頂進速度、注漿量等主要施工參數的最佳值。

3.進洞段施工

頂進貫通前應提高測量的頻率和精度，確認頂進狀態、評估進洞姿態并擬訂具體的施工方案，確保頂進機能準確進洞。頂進機機頭加上土倉內殘留的土，總重量將達到200t左右，預先搭設接收架可避免造成底板結構的損傷。車站施工時底板上預制兩條40cm寬的鋼筋混凝土梁作接收架的基礎，上部焊接鋼軌道，高程根據測量結果確定。頂進機距車站6m時，停止第一節箱涵的壓漿，壓漿位置在以后頂進中逐漸后移，保證進洞前形成完好的6m左右的土塞；頂進機切口進入接收洞口加固區域時，適當減慢頂進速度，調整出土量，逐步減小機頭正面土壓力；第一節箱涵前端離車站內壁約35cm時停止推進，通過伸縮千斤頂和加設墊塊脫開機頭與箱涵，機頭向前頂出，平穩落在接收架上；操作千斤頂，將剩余部分的箱涵繼續頂入，與內壁齊平。

四、箱涵連接

整個工程共使用63節標準長度的箱涵，最后1節箱涵在頂進機距離接收洞口較近時，測量確定精確長度預制。箱涵采用“F”型承插式接口，接縫防水采用鋸齒形彈性密封止水圈和雙組分聚硫密封膏。如圖2所示。

圖2 箱涵連接大樣圖

五、實施效果

本工程自2016年7月開工，2016年10月完工，歷時3個月，常規明挖施工一般需要4～6個月。但箱涵頂進法包括工作井制作、下沉施工對交通基本沒有影響，而明挖法需中斷交通，加上管線遷改，對道路通行的影響將達1年左右。箱涵頂進施工（包括工作井）的單位造價約為14～18萬元/m，明挖法施工的單位造價約為7～10萬元/m（不含管線遷改），明挖法優勢明顯，但在地下管線遷改數量多、交通組織困難的情況下，整個工程投資將大幅增加，甚至與箱涵頂進法的費用持平。工程從開工至今的施工監測數據顯示，周圍環境和主體結構的變形量均在允許范圍之內，對地下通道裝修前的實體檢查也未發現箱涵接口處有漏水、沉降的現象，且箱涵在工廠內預制，工程質量及施工安全性優于明挖法和礦山法施工。

六、結語

裝配式建筑是建造方式的重大變革，是推進供給側結構性改革和新型城鎮化發展的重要舉措，在地鐵地下通道建設中采用箱涵頂進法施工，是裝配式建筑在市政基礎設施工程建設中的又一應用，對建筑工業化發展有著重要的意義。