鬧市區復雜地質條件下高風險軌交地下車站的施工

譚 娟

中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司 江蘇 南京 210028

隨著我國社會經濟的發展，城市交通擁堵問題越來越嚴重。地鐵可以有效地解決城市交通堵塞的情況。南京地鐵7號線是南京地鐵網中一條東北至西南走向的線路，為全地下線。本文以南京地鐵7號線中的丁家莊地下站為研究對象，該站位于南京城市核心區，具有工程地質條件復雜、施工安全風險高，工程內容齊全、涉及工藝多，施工接口多、協調工作量大等特點。本文詳細介紹了丁家莊地下車站施工的關鍵技術，希望能為鬧市區復雜地質條件下高風險軌交地下車站的施工提供一定的指導作用。

1 工程概況

南京地鐵7號線丁家莊站位于寅春路與奮斗路路口，為地下2層島式站臺車站，單柱雙跨和雙柱三跨箱形框架結構，柱距9 m，采用明挖法施工，車站外包總長475.5 m，標準段外包寬19.7 m，頂板覆土厚度3.0～3.6 m。車站共設7個出入口、4個安全出入口、3個風道，其中1、2號安全出入口與2號風道合建，4號安全出入口與3號風道合建，車站小里程端為盾構始發井，車站大里程端為盾構接收井。

車站主體基坑深16.6～20.8 m，丁家莊溝（31軸位置）以北的車站基底為粉質黏土層，其余基底主要為全-強風化閃長巖?；又饕獏^域采用φ1 000 mm@1 200 mm鉆孔灌注樁＋內支撐體系，其中左線1—38軸和右線1—4軸、12—42軸的圍護樁間采用φ600 mm@1 200 mm三重管旋噴樁加固，樁底進入粉質黏土不小于0.5 m；車站軌排井段（41—45軸）采用φ1 200 mm@1 500 mm鉆孔灌注樁＋預應力錨索體系，車站主體采用明挖順作法施工。車站附屬結構為地下單層結構，基坑平均開挖深度9.30～12.11 m。圍護結構采用φ800 mm@1 000 mm鉆孔灌注樁＋內支撐支護體系，采用明挖法施工。

2 車站工程地質及水文地質條件

丁家莊站屬于崗地-坳溝地貌單元。地形起伏較為平緩，地勢呈南高北低狀，填土層厚2.2～4.8 m，基巖埋藏深度3.8～21.5 m，填土層以下主要為新近沉積可塑（局部軟塑）a層粉質黏土（車站中部）和Q3可塑-硬塑粉質黏土（車站兩端），下伏基巖以燕山期侵入巖閃長巖為主。

本區地下水類型可分為孔隙潛水和基巖裂隙水?？紫稘撍饕x存于坳溝區②層粉質黏土中，水量受降水影響明顯，水量不大，穩定水位埋深0.7～8.0 m，標高為12.44～21.35 m；基巖裂隙水主要分布于場地全-強風化巖層、基巖破碎帶及裂隙發育帶中，具有一定的承壓水性質，水量較貧乏，穩定水位埋深為3.7 m，標高為17.33 m，年變幅一般為0.5～1.0 m。

3 地下車站關鍵工序施工工藝

1）圍護結構施工：車站主體采用φ1 000 mm@1 200 mm鉆孔灌注樁＋內支撐體系，其中左線1—38軸和右線1—4軸、12—42軸的圍護樁間采用φ 600 mm@1 200 mm三管旋噴樁加固；車站軌排井段（41—45軸）采用φ1 200 mm@1 500 mm鉆孔灌注樁＋預應力錨索體系；附屬圍護結構采用φ800 mm@1 000 mm鉆孔灌注樁＋內支撐支護體系。

2）內支撐、錨索施工：車站第1道為鋼筋混凝土支撐，其他為φ609 mm鋼管內支撐，車站軌排井段（41—45軸）設置5道預應力錨索；附屬結構1、2、3、5、6號出入口采用2道φ609 mm鋼支撐，1道換撐；4號出入口、1號風亭采用2道φ609 mm鋼支撐；7號出入口、3號安全出入口、2號風亭、3號風亭采用2道φ609 mm鋼支撐，1道換撐。

3）土方施工：車站土方施工采用明挖法，首先進行表層土方開挖，每工作面表層土方開挖擬投入2臺斗容量1.5 m3反鏟挖掘機（PC220）；冠梁以下土石方開挖以2臺斗容量1.5 m3反鏟挖掘機（PC220）為主，另配用2臺CAT320D挖掘機（帶破碎錘）、2臺加長臂25 m挖掘機、4臺小挖機（PC60）進行垂直挖運。

4）車站主體（附屬）施工：車站采用明挖順作法施工，分層分段，待挖到基底后采用“具備一段施工一段”的原則，主體結構形成階梯式流水施工作業。

5）防水施工：采用結構自防水為主，全外包防水為輔，自防水采用P8、P10防水混凝土，全外包防水為底板側墻采用預鋪式防水卷材，頂板采用聚氨酯涂料。

4 地下車站施工關鍵技術

4.1 圍護結構施工

丁家莊站圍護結構采用鉆孔灌注樁＋高壓旋噴樁樁間止水。為防止鉆孔灌注樁施工時坍孔和保證成孔質量，減少多機作業互相干擾，實際施工時采用分區、分段間隔跳孔的方式施工，并采用泥漿護壁，水下灌注混凝土，展開平行、流水作業[1-10]。鉆孔使用與樁徑對應的鋼護筒，保證護筒中心與樁位中心偏差不大于50 mm，傾斜度偏差不得大于0.5%，埋深在黏土層中不宜小1 m，在砂土層中不宜小于1.5 m。護筒采用十字線定位標記，并使用黏土穩固填實。在成孔過程中，當地層較好或樁較淺時，鉆孔可干孔作業，如遇地層條件不允許，可采用泥漿護壁鉆孔，孔位允許偏差為0～＋50 mm，孔徑允許偏差±50 mm，孔深偏差＋300 mm，樁身垂直度＜1%，沉渣厚度≤50 mm；然后將按設計圖制作的鋼筋籠放入孔中，采用預拌混凝土水下灌注至頂面，澆筑混凝土的坍落度應控制在18～22 cm之間。

丁家莊站采用φ600 mm止水旋噴樁，與圍護樁咬合施工，采用P.O 42.5水泥，水灰比為1.0，并在0.9～1.1范圍內調整，可適當添加外加劑。左線1—38軸和右線1—4軸、12—42軸的圍護樁間采用φ600 mm@1 200 mm三管旋噴樁加固，樁底進入④-3b1-2或②-3b2粉質黏土不小于0.5 m，28 d加固后土體無側限抗壓強度≥1.0 MPa。旋噴樁垂直度偏差不大于0.5%，樁定位偏差不大于50 mm。施工時先用鉆機引孔，把漿液管下到預定加固范圍最深點，再用旋噴機自下而上進行高壓噴射注漿切割土體，將開孔和成樁同時進行，一次成樁。

4.2 內支撐、錨索施工

丁家莊站支撐采用鋼筋混凝土支撐＋鋼管支撐。鋼管支撐采用φ609 mm鋼管，壁厚16 mm。在開挖過程中，按要求在圍護樁兩側樁面上測定出接觸點，保證支撐與樁（墻）面垂直且位置準確，接觸處應緊密結合，用掛網噴射混凝土找平，并測量對應的支撐長度，在地面上預先配置支撐長度，便于快速裝配，每道支撐安裝后應及時對其施加預應力，并按時觀察預應力損失及墻體水平位移的情況，及時復加預應力以補足其損失的預應力值。

車站軌排井段基坑豎向設置5道錨索，豎向間距3 m、水平間距1.5 m，預應力錨索錨固體直徑均為200 mm。錨索采用潛孔沖擊鉆機成孔，鉆孔深度大于錨索設計長度0.3～0.5 m。錨索鋼絞線采用4根直徑15.2（17.8）mm低松弛高強鋼絞線，在孔外留不少于0.5 m張拉段。錨固段注漿宜使用P.O 42.5及以上水泥，一次注漿采用水泥砂漿，水灰比為0.38～0.45，水泥砂漿的灰砂比為1∶1～1∶1.2，注漿體強度不小于30 MPa，待一次注漿初凝后進行二次注漿，二次注漿采用純水泥漿，注漿壓力為2.5～3.0 MPa，水灰比為0.45～0.50，要穩壓2 min。錨索張拉分3級進行，即按設計張拉力的50%、75%及105%逐級施加預應力，錨索張拉應力采用雙控，預應力控制為主，用鋼絞線的伸長量做校核，最后錨固并封錨。

4.3 土方施工

土方工程是影響工期的主線，根據基坑長度、結構流水分段以及工期總體安排，丁家莊站主體布置2個作業面進行挖土作業，開挖平面布置如圖1所示，自兩邊向中間方向施工，充分利用空間和時間，確保連續、高效，土方總工程量約200 000 m3?；娱_挖過程中遵循“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”的原則，由兩端向中間進行，每個工作面從上到下分4層開挖。開挖第1層土時，每段的開挖長度一般不超過12 m，開挖每小層不超過2.0 m；其他各道支撐開挖時，每小段長度一般不超過6 m，開挖完畢后及時架設支撐并預加軸力。支撐架設與土方開挖密切配合，在土方挖到支撐設計標高下0.5 m時，及時架設鋼支撐，減少無支撐暴露時間，每個作業平臺安排留設2～4根支撐寬度，作業平臺按3%設置單向排水坡。第2層土方開挖時，采用2臺挖掘機倒退挖土，然后逐級采用挖掘機接力方式從下往上轉移土方，并逐級架設鋼支撐。當基坑開挖至底板設計標高以上50 cm時，停止機械開挖，采用人工開挖至設計標高，防止擾動基底土體。

圖1 基坑開挖平面布置

4.4 車站主體（附屬）施工

丁家莊站（含附屬）為地下2層島式站臺車站，采用鋼筋混凝土單柱雙跨和雙柱三跨箱型框架結構。首先進行圍擋、圍護樁、樁間止水帷幕施工，開挖土體至第1道支撐底，澆筑頂圈梁及第1道鋼筋混凝土支撐；再依次開挖土體，架設第2、3道鋼支撐（大里程端4道），并施加預應力，直至坑底；完成接地施工后施作墊層。其次敷設防水層，施工底板、邊墻結構，當底板強度達到設計強度后，拆除第3道鋼支撐。在施工站臺層框架柱后，繼續施工地下2層側墻至中板腋角下，施工中板、邊墻及剩余地下2層側墻，待中板達到設計強度后拆除第2道鋼支撐，施工地下1層側墻至頂板腋角下。待結構混凝土達到設計強度后，拆除第1道支撐，施做壓頂梁與頂板之間的微膨脹混凝土，頂板回填覆土。最后對車站內部結構、附屬結構進行施工。

4.5 防水施工

車站主體結構、出入口以及機電設備集中區段的防水等級為一級，不允許滲水，結構表面無濕漬[11-14]。頂板采用厚2.5 mm單組分聚氨酯防水涂料，側墻、底板采用厚1.5 mm高分子自粘膠膜預鋪防水卷材，施工縫采用丁基橡膠止水帶。車站風道（風井）、區間隧道及聯絡通道等附屬結構、高架站地下室防水等級為二級，結構不允許漏水，結構表面可有少量濕漬，總濕漬面積不應大于總防水面積的0.2%；任意100 m2防水面積上的濕漬不超過3處，單個濕漬的最大面積不大于0.2 m2；區間隧道及聯絡通道等附屬結構工程平均滲水量不大于0.05 L/（m2·d），任意100 m2防水面積上的滲水量不大于0.15 L/（m2·d）。

5 結語

本文通過南京地鐵7號線丁家莊地下車站施工實例，詳細介紹了地下車站圍護結構，內支撐、錨索，土方開挖，車站（附屬）主體以及防水等關鍵工序的施工技術，提出了具體的施工方法。通過以上方法和措施，完成了丁家莊地下車站的施工，其施工經驗可供相關工程借鑒參考。