橫琴口岸及綜合交通樞紐工程預留軌道交通地下空間建造技術

黃俊，郭淯晟，李奇志，劉維，李華揚

（中國建筑第二工程局有限公司華南分公司，廣東珠海519000）

1 工程概況

橫琴口岸及綜合交通樞紐開發工程位于廣東省珠海市橫琴新區環島東路與港澳大道交匯處東南角，建設總用地面積34.5 hm2，總建筑面積1.31 ×106m2。規劃中的澳門輕軌延伸橫琴線大陸段完全處在施橫琴口岸及綜合交通樞紐工程紅線內，輕軌北延段緊鄰橫琴口岸項目F2區，HE2地下車站位于C3區旅檢大廳下方。

由于橫琴口岸主體工程先行施工，而澳門輕軌延伸橫琴線開發時序未定，橫琴口岸建設方決定采用工程施工條件預留的方式，先施工HE2地下車站的外包圍護結構。澳門輕軌（見圖1）設計方案確定后，再在圍護結構內施工地下車站。

圖1 澳門輕軌總平面圖

根據規劃，HE2橫琴口岸地下車站為地下2層，地下車站上方后期將建成口岸東路，車站設置2個出入口、2個疏散口，其中A、B出入口直達3.5 m標高出關平臺，可通過樓扶梯到達8.5 m標高已建成的查驗平臺及12m標高入關平臺，1個安全疏散口直達查驗平臺，1個疏散口與風亭合建。車站設置2組風亭，布置在查驗平臺上方。如圖2所示。

圖2 地下車站剖面示意圖

中國建筑第二工程局有限公司華南分公司負責HE2地下車站的外包圍護結構及相關先行施工的內容。HE2地下車站的外包圍護結構設計，需充分考慮地下車站的方案設計、未來擬采用的施工方法、預留施工操作空間、口岸禁限區的范圍、場地的地質條件等因素，為將來HE2地下車站的施工創造良好條件。

2 工程水文地質

場地原始地貌屬于填海軟土區域，地質條件復雜，場地內依次為：沖填土層，厚度約3.8 m；淤泥層，厚度約20.8 m；粉質黏土層，厚度約9.7 m；淤泥質土層，厚度約1 1.6 m；沙礫層，厚度約36.6 m；全風化巖層，厚度約4.2 m；強風化花崗巖層，厚度約5m；中風化巖層，厚度約10.2 m。穩定水位埋深平均值0.86 m，平均標高2.61 m。

3 HE2 地下站外包結構總體設計方案

根據規劃，HE2地下車站站臺寬度為12m，考慮到HE2地下車站后建，需要預留施工場地，決定將HE2地下車站外包結構外擴8m，車站外包結構的尺寸增至21.145 m，渡線處車站外包結構的尺寸為21.645 m，車站主體預留工程長度為108m。適當考慮遠期發展的彈性需求，車站主體預留的寬度在現有條件下盡量加寬，因此，HE2地下車站外包結構寬度最終取22.145 m。HE2地下車站后期實施時，其站臺寬度可取不小于12.5 m。

HE2地下車站為地下2層，基坑開挖深度約22m，車站施工以明挖法為主，局部蓋挖逆作法及蓋挖順作法，下方明挖暗埋段長130m，寬23m?？紤]到外包結構施工完畢后，外包結構內的空間無法滿足基坑支護施工機械需要的操作空間，因此，基坑支護需先行施工，最后施工東門頭大跨度鋼平臺，滿足后期基坑開挖的凈空與寬度要求。

4 地下外包結構設計與施工

4.1 基坑支護形式選定

根據現場條件及工程經驗，本設計范圍內地下車站采用蓋挖逆作+明挖順作結合的方式施工。根據YB 9258—1997《建筑基坑工程技術規范》及DB33/T 1096—2014《建筑基坑工程技術規程》，本車站主體基坑安全等級為一級。按廣東地區常用的圍護結構類型可選用鉆孔樁和地下連續墻[1]。

考慮到橫琴口岸地下車站（HE2地下車站）地質條件較差，流塑狀淤泥層厚、含水量大，為確保基坑安全，主體圍護結構和附屬圍護結構均采用地下連續墻支護形式。如圖3所示，主體基坑采用1m厚地下連續墻，附屬基坑采用0.8 m厚地下連續墻，采用工字鋼接頭，主體及附屬嵌固深度根據實際計算結構取25m嵌固。

4.2 地連墻施工重難點分析

1）超深地下連續墻施工過程中，施工機械的施工便道需滿足重型液壓抓斗成槽機、混凝土車、履帶吊的行走要求，確保地面沉降不會影響周邊管線以及周邊建筑物，故選擇何種結構的重車行走便道是超深地下連續墻安全、順利施工的重難點。

2）由于項目所在區域為珠海市橫琴新區，緊鄰蓮花大橋及在建建筑物，該區域屬于舊改區域，地表下存在大量管樁等舊基礎，如何保證地連墻的開挖正常是項目的重點。

3）由于施工地質條件差，上部45m主要為素填土及淤泥、粉質黏土，其中淤泥層厚度為9.9 ～19.7 m，淤泥質土厚度為2.6 ～12.5 m，下部45～78.3 m為砂層，且周邊環境復雜，如何保證地連墻的成槽垂直度是本項目的難點。

4.3 地連墻施工應對措施

4.3.1 提高場地承載力

圖3 預留工程圍護結構布置圖

地下連續墻施工選用的機械對場地承載力要求較高，所以，要保證作業面的地基有足夠的強度，根據該司的施工經驗確定地基處理方案：導墻施工完成后，在基坑一側沿地連墻邊線設置15m寬的施工道路，采用400mm厚鋼筋混凝土路面，內部配筋雙層雙向HRB400級直徑為16mm的鋼筋，間距200mm，混凝土等級C30。土地連墻施工總平面布置發圖4所示。

圖4 地連墻施工總平面布置圖

4.3.2 全套管全回轉鉆機清障

本工程建設場地在原橫琴通關口岸區范圍內，經前期三軸攪拌樁施工探挖溝槽發現大量舊基礎地下障礙物，障礙物主要種類包括：CFG樁、舊基礎（地梁、承臺）、預制管樁、化糞池等。其中，以CFG樁數量最多，分布最為密集，對地連墻施工影響最大。

采用全套管全回轉鉆機破除，先使用挖機將障礙物CFG樁或預制管樁樁頭探明并暴露于場地外表面，以便明確拔樁的位置，明確機器的安裝位置。套管的對中安裝采用履帶吊配合安裝鉆機的液壓裝置、配重、動力裝置以及防回轉裝置等，并采用履帶吊將第一節套管（帶有切割頭）安裝在液壓裝置上，同時，將其余的套管調運到指定位置，便于后續的接管。開動機器進行鉆進破除，壓入第一節套管，校核套管的垂直度，若垂直則采用履帶吊配合沖擊錘將樁基擊碎，然后再采用抓斗將套管里的碎石及泥土抓出。安裝第二節套管重復上述操作，進行鉆進破除，清除渣土，直至清除到底。碎渣清除后，采用中粗砂回填孔洞，并用沖擊錘進行壓實。在回填的過程中逐步拔除套管。

4.3.3 地連墻的成槽垂直度控制

攪拌樁垂直度偏差大，會影響成槽機成槽，因此，需嚴格控制三軸攪拌樁的垂直度。成槽機在工作過程中如遇孤石等障礙物，易導致成槽偏位，因此，在施工中如遇到舊樁、孤石等，應立即采用全套管全回轉鉆機進行清障處理，確保成槽施工的垂直度。在成槽的過程中，采用成槽機自帶的垂直裝置進行垂直度的實時校核，發現問題及時糾正，地連墻成槽完成后，用超聲波進行成槽垂直度以及成槽效果檢測。

5 地上外包結構

5.1 口岸東門頭大跨度平臺結構形式比選

為滿足后期橫琴地下站（HE2地下車站）施工，需滿足其凈空及凈寬要求，大跨度室外鋼平臺平面（見圖5）尺寸為110m，跨度達28m。根據常規設計經驗，普通混凝土結構梁，當跨度大于20m時，梁的撓度和裂縫寬度較難控制。而大跨度梁的撓度與裂縫寬度、梁截面尺寸及配筋率有較大關系，要控制梁的撓度以及裂縫寬度，最有效的方法就是加大梁的截面高度，為了滿足下方施工空間，梁的有效截面高度不可能無限的增加。故本工程的大跨度梁只能采用工字型鋼骨梁。

圖5 鋼平臺平面示意圖

大跨度工字型鋼骨梁相對普通的矩形梁有以下優點：

1）在梁高度以及梁最大寬度相同的情況下，因大跨度梁梁高以及跨度較大，工字型鋼對減少自重效果明顯。

2）相同梁高度下，工字鋼梁腹板寬度與矩形梁的梁寬度相同時，梁的受彎性能基本上沒有受影響，梁底第1排、第2排可布置更多的梁底筋，從而增大其抗拉強度。

3）從經濟性和施工工期考慮，此梁的節點相比其他結構形式構造簡單，施工速度較快。

5.2 大跨度鋼骨柱、梁平臺施工重難點

1）澳門輕軌側鋼梁最重構件為205 kN（20.5 t），長度為28m，構件數量多達200余個，如何保證構件運輸及現場拼裝的準確性是本工程的重點。

2）如何保證鋼骨柱地腳螺栓預埋的準確性，鋼骨柱吊裝就位過程中垂直度的準確控制，鋼骨柱與鋼梁連接的拼裝準確性是本工程的重點[2]。

3）本工程所有鋼柱均采用分段制作、現場分節安裝的方式。作為主體結構，鋼柱高空對接焊接工作量大，且焊接時易造成結構變形，故控制鋼柱現場焊接變形是本工程的重點和難點。

5.3 大跨度鋼骨柱、梁平臺施工技術要點

5.3.1 構件運輸及拼裝的準確性控制措施

受限于運輸條件、塔吊性能等因素，采用“分段運輸、現場拼裝、整體吊裝”的施工方法，如圖6、圖7所示。根據設計規定要求及施工經驗設置預拱值，選用“螺栓臨時連接、結構全焊接”節點，在堆場區域對分段梁進行拼裝，通過全站儀進行精細校正，有效保證大跨度鋼梁的拼裝與安裝精度[3]。

圖6 鋼梁拼裝示意圖

圖7 鋼梁、鋼柱吊裝示意

5.3.2 鋼骨梁螺栓固定的控制措施

鋼骨柱與鋼梁連接處采用臨時螺栓固定，其螺栓個數為接頭螺栓總數的1/3以上，且每個接頭不少于2個，沖釘穿入數量不宜多于臨時螺栓的30%。組裝時先用沖釘對準孔位，在適當位置插入臨時螺栓，用扳手擰緊，如圖8所示。安裝時高強螺栓應自由穿入孔內，不得強行敲打。扭剪型高強螺栓的墊圈安在螺母一側，墊圈孔有倒角的一側應和螺母接觸，不得裝反。螺栓穿入方向宜一致，穿入高強螺栓并用扳手緊固后，再卸下臨時螺栓，以高強螺栓替換。不得在雨天安裝高強螺栓，且摩擦面應處于干燥狀態。高強螺栓錨固大樣如圖9所示。

圖8 按對稱順序，由中央向四周擰高強度螺栓

圖9 高強螺栓錨固大樣

5.3.3 鋼結構焊接質量控制措施

實施分段多層多道焊，每焊完一道后應及時清理焊渣及表面飛濺物，發現影響焊接質量的缺陷時，應清除后再焊。連續焊接時應控制焊區母材溫度，使層間溫度上、下限符合工藝條件要求。遇有中斷焊接作業的特殊情況，應采取保溫措施，再次焊接時，應重新預熱且應高于初始預熱溫度。焊接時嚴禁在焊縫以外的母材上打火引弧。焊道的起收弧處及焊道的接頭處是容易產生缺陷的地方，施焊應將其作為重點處理。焊后應認真清除焊縫表面飛濺、焊渣，焊縫不得有咬邊、氣孔、裂紋、焊瘤等缺陷，不得因切割連接板、刨除墊板等工作而傷及母材，連接板、引入板、引出板刨除后的表面應光滑平整。

6 結語

本文以橫琴口岸及綜合交通樞紐開發工程中澳門輕軌HE2橫琴地下車站為例，介紹了地下空間預留中遠期車站與正在進行結構施工的口岸主體的施工技術，對現有關鍵技術進行了詳細的分析，提出了地下連續墻施工技術的關鍵點，大跨度鋼骨柱、梁的吊裝方法，為今后類似項目提供參考。