地鐵項目車站主體結構與附屬結構交匯處圍護結構拆除工藝研究

周虎

【摘? 要】地鐵施工中，車站附屬結構通常在車站主體結構后施工，附屬結構與車站交界處存在原有主體圍護結構，為打通附屬結構與主體結構，交匯處主體圍護結構需要拆除。根據附屬結構的受力要求，部分車站附屬結構設計支撐對撐到交匯處主體圍護結構、附屬支撐以及交匯處主體圍護結構的拆除存在高風險，對車站主體結構與附屬結構交匯處圍護結構拆除工藝進行研究是必要的。

【Abstract】In subway construction， the subsidiary structure of the station is usually constructed after the main structure of the station. The original main enclosure structure exists at the intersection of the subsidiary structure and the station. In order to get through the subsidiary structure and the main structure， the main enclosure at the intersection needs to be dismantled. According to the stress requirements of the subsidiary structure， the design support of some subsidiary structure of the station is of high risk to the dismantling of the main support structure， subsidiary support and the main enclosure structure at the intersection， so it is necessary to study the demolition process of the enclosure structure at the intersection of the main structure and the subsidiary structure of the station.

【關鍵詞】附屬結構;交匯處圍護結構;拆除

【Keywords】subsidiary structure; enclosure structure at the intersection; demolition

【中圖分類號】TU64? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）02-0184-03

1 工程背景

石灣站1號風亭為異形風亭，共設置2道混凝土支撐（600mm×800mm）。支撐設計時考慮基坑受力將附屬與主體結構冠梁采用中間支撐連成一體。因1號風亭支撐與主體結構冠梁相連接，車站主體圍護樁不能提前拆除，導致風亭主體結構分多塊施工。為完成附屬主體結構的施工，需要結合基坑受力和支撐影響全面考慮施工工藝及流程。支撐設計如圖1所示。

2 正常情況施工工藝

地鐵施工中，一般附屬圍護結構設計階段盡可能在附屬與主體交匯處不設置支撐，方便交匯處圍護結構破除以及附屬主體結構的施工[1]。按照不設置支撐的情況整體施工流程為：圍護結構拆除→底板施工→第二道支撐拆除→側墻施工→頂板施工→第一道支撐拆除。

附屬結構無支撐對撐到主體結構冠梁時，附屬結構整體施工工藝流程銜接順暢，所有工序一步到位，附屬主體結構可以一次澆筑成型，基坑防水效果好，安全風險小，能夠快速實現基坑封閉。

3 方案比選

根據石灣站1號風亭支撐體系的設置以及現場的實際施工情況，參照類似工程的施工經驗，現場擬采用下列兩種方式施工。

3.1 擬采用方案一

風亭與車站交匯處主體圍護樁分兩期破除，第一期破除不受力圍護樁，累計破除15根。破除清理完成后施工此處附屬主體結構底板、側墻、頂板，將附屬主體結構與車站主體結構連接為一體，保證基坑安全。結構穩定后破除受力圍護樁，施工剩余附屬主體結構（見圖2）。

施工步驟：①基坑開挖見底后先進行一期圍護樁拆除，拆除至風亭底板底下20cm;②一期圍護樁拆除后進行一期底板鋼筋綁扎及混凝土澆筑，封閉部分基底;③底板達到設計混凝土強度時進行風亭第二道支撐拆除，拆除完成后施做側墻防水、鋼筋及混凝土的澆筑;④側墻施工完成后進行一期頂板的鋼筋綁扎和混凝土澆筑，此時附屬結構與主體結構連接為一體，結構受力相對穩定;⑤一期頂板澆筑完成達到設計強度后進行第一道所有支撐拆除;⑥第一道支撐拆除完成后圍護樁無其他影響因素，進行二期圍護樁破除;⑦二期圍護樁破除完成后進行二期主體結構施工，此時所有結構施工完成。整個施工過程中施工縫數量多，必須加強施工縫處防水處理，確保底板不滲漏。

3.2 擬采用方案二

風亭與車站交匯處主體圍護樁一次性破除，過程中采用雙拼工25進行換撐施工，保證基坑受力穩定（見圖3）。

施工步驟：①1號風亭基坑開挖見底后先進行一期底板鋼筋綁扎及混凝土澆筑;②1號風亭基坑一期底板澆筑完成采用雙拼工25工字鋼在原混凝土支撐投影位置進行換撐，防止因第二道支撐拆除后底板發生位移;③底板達到設計混凝土強度時進行第二道支撐拆除，拆除過程中密切關注軸力計的軸力變化;④第二道支撐拆除完成后進行側墻防水、鋼筋施工及混凝土澆筑;⑤側墻施工完成后進行頂板鋼筋綁扎及混凝土澆筑，此時風亭形成整體，受力穩定;⑥一期頂板澆筑完成達到設計強度后進場第一道支撐以及底板換撐拆除;⑦支撐拆除完成后進行冠梁及樁基破除，破除工作一次到位;⑧冠梁及樁基拆除完成后進行二期主體結構施工，完成車站與主體結構的連接。換撐雙拼工字鋼必須焊縫飽滿，符合焊接技術要求，同時必須安裝軸力計，每天監測2次，軸力不允許超過2000kN。遇到軸力突然增大超過2000kN時，加密雙拼工字鋼，澆筑C35素混凝土，確保基坑穩定。

3.3 方案分析

方案一和方案二各有優缺點，根據現場實際情況以及受力分析對兩個方案進行對比。

方案一：

優點：一期結構部分附屬主體結構與車站主體結構及時連接為整體，結構穩定，基坑安全可以得到保證。

缺點：①圍護結構破除隊伍需要2次進場成本增加約10萬元;②施工縫過多，不利于結構防水，容易導致結構滲漏，造成質量缺陷，增加結構堵漏成本;③工序煩瑣，涉及2次工序轉換，工期增加15天左右。

方案二：

優點：①底板分段處留在原有設計變形縫位置，減少施工縫，保證結構自防水的有效性;②工序較方案一轉換少，工期較方案一減約15天;③圍護結構一次性拆除到位，避免作業隊伍2次進場造成成本增加。

缺點：換撐采用臨時工字鋼，基坑穩定性較方案一差，需要增加應急措施。

根據現場實際工期要求以及成本控制，選擇方案二更為妥當。

4 方案實施

按照方案二施工的整體施工流程為：一期底板施工→雙拼工字鋼換撐→第二道混凝土支撐拆除→一期側墻施工→一期頂板施工→第一道混凝土支撐拆除→圍護結構拆除→二期底板、側墻、頂板施工。

現場施工時，換撐工字鋼處放置軸力計，每天測算軸力變化，根據軸力變化采取相應措施。該工程施工過程中軸力一直保持穩定，無須采取其他措施。

正常流程施工時，主體圍護結構在開挖過程中邊挖邊用炮機破除，因1號風亭與車站主體結構相交的圍護樁基承受支撐軸力，開挖過程不能破除，所以必須支撐拆除后才允許施工。因一期底板、側墻、頂板施工完成后，作業空間限制，炮機無法作業，所以采取水鉆、繩鋸配合吊車施工，分段切割樁基，逐步完成樁基的拆除。

施工時，首先使用PC120挖機開挖出冠梁位置，冠梁周邊采用45°放坡開挖，開挖后鋪設100mm×100mm鋼筋網片，斜坡澆筑20cm厚C20混凝土面層，防止邊坡滑坡、坍塌。

邊坡支護完成后，進行冠梁和圍護樁拆除。在每兩條樁間的位置穿進鋸繩進行冠梁切割。冠梁切割完成后采用？準22鋼絲繩吊住冠梁，吊車處于預受力狀態。在冠梁底下2m位置切割圍護樁，質量Q=3.14×0.5×0.5×2.5+1×0.8×1×2.5=6t，切割完成后吊車吊至板車運輸出施工場地。為方便切割，把切割設備放置在站內站廳層和風亭內部。

冠梁拆除完成后開始樁基拆除，先在樁頂下30cm處樁中位置水平鉆孔？準100吊裝孔，穿進？準22鋼絲繩預吊裝，在樁頂下3m位置進行鉆孔樁切割，單根質量Q=3.14×0.5×0.5×2.5=5.9t。切割原則遵循：從上至下，單根切割，先吊后割原則。逐根拆除圍護樁，直至所有圍護樁拆除完成，滿足出入口、風亭與車站銜接的要求。

圍護樁破除前必須做好地面擋水坎，不得低于30cm;站廳層出入口做好臨時圍蔽，避免車站內部作業人員進入施工區域;為防止車站涌水，現場必須配置不小于5.5kW水泵2臺;同時要做好防揚塵的相關措施，破除期間及時防揚塵灑水。

5 結語

地鐵施工存在許多難點，車站主體與附屬交界處圍護結構的拆除屬于高風險施工。設計階段充分考慮支撐的方式，在保證結構安全受力的前提下盡量避免附屬支撐與車站圍護結構相連接，方便圍護結構的破除及后續附屬主體結構的施做。本文主要依托佛山地鐵2號線石灣站1號風亭附屬與主體交匯處圍護樁拆除施工中的經驗進行科學的總結，從而達到安全、高效地完成基坑封閉。

【參考文獻】

【1】劉建航，侯學淵.基坑工程手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，1997.