王 凱
(北京賽瑞斯國際工程咨詢有限公司,北京 100070)
如今北京地鐵地下運營線路縱橫交錯,新建多條線路交叉施工,新建車站與現有車站接駁施工質量差,造成滲漏的質量通病屢見不鮮,對現有車站設備設施與運營均存在一定的影響。為提高地鐵換乘T型節點建設的施工質量,應對施工全過程進行質量控制。本文以北京地鐵12號線和昌南線交匯處車站換乘T型節點建設施工為例,分析其施工控制要點[1]。
薊門橋站位于北三環中路與西土城路交叉路口處,12號線薊門橋車站沿北三環中路東西向布置,結構形式是PBA工法暗挖三層島式車站[2],站臺寬度14m,車站規模246.5m×23.7m,車站底板埋深約37.93m,標準斷面頂板覆土約12.1~15.8m。昌平南延線車站沿西土城路南北向布置,結構形式為PBA工法暗挖二層島式車站,站臺寬度14m,車站規模263m×23.1m,車站底板埋深29.5m,標準斷面頂板覆土約10m。兩車站均采用PBA暗挖工法施工,薊門橋站為12號線與昌南線的換乘車站,兩線車站采用T型節點換乘,同期建設。
兩線車站T型節點換乘站位置在三環主路薊門橋下方,拱頂與橋基礎距離10.9m,該橋位于12號線車站和昌南線車站換乘節點處,換乘節點處工序復雜,工期長,受力轉換多,保證橋梁沉降在允許范圍是本工程的重難點。
為減少工程施工對薊門橋區結構的影響,施工前根據產權單位要求對相關工程進行檢測和評估[3],及時按設計監測要求布設測點,導洞開挖及初支施工過程中嚴格按監理方案加密監測頻率,根據監測變形結果及速率及時調整施工參數指導施工。降止水方案的選擇要滿足技術可行、經濟合理的要求。為及時、準確地了解地下水位變化情況和降水實際效果,在結構外側按照專家論證后的降水方案要求布置水位觀測孔。
為控制地表沉降,保證薊門橋區安全,減少沉降影響,橋下采用支頂加固措施,現場采用打設管棚措施進行沉降控制,管棚鋼管規格采用Q235bΦ219mm×12mm無縫鋼管,單節長度1.9m。管棚施工一次打設長度51m,環向間距400mm,橫通道內共計布置44個孔,管棚中心設計在導洞開挖線上方20cm位置。管棚頂進施工結束后,鋼管內注入水泥漿填充。
現場施工過程中對橋區整體沉降影響如圖1,當施工過程中薊門橋東橋臺沉降超出控制值時,立即組織專家進行論證,通過深孔注漿暫緩橋臺不均勻沉降過程,千斤頂頂升調整沉降量,保證車輛通行安全。
圖1 現場施工過程中對橋區整體沉降的影響
車站小導洞開挖方式采用臺階法施工,即先下后上,先邊后中的開挖方式,相鄰開挖面錯開距離10m以上;同一導洞相向開挖時,開挖至兩端掌子面相距15m時停止一端開挖,停止端施工封端墻,另一端施工至封端墻處貫通。嚴格遵循先護后挖“十八字”施工原則。導洞開挖前對作業面采用超前探孔檢查前方土體情況,采用深孔注漿超前加固結構頂部土體,對深孔注漿效果達不到設計要求部位,采用小導管補充注漿[4]。控制注漿壓力和注漿量,保證開挖過程土體穩定。對開挖掌子面進行動態監測,判斷其穩定性并超前預報前方地質情況,用以指導施工。
施工橫通道內相對馬頭門嚴禁同時破除,待一側導洞進洞長度滿足設計要求且不小于15m后,對側馬頭門進行破除;對應的上、下層導洞錯開距離不小于15m。做好馬頭門位置超前小導管、深孔注漿加固措施,確保拱部土體穩定。下層橫向導洞開挖時,保證下層橫導洞前后各15m范圍內的邊、中導洞已貫通成環。下層導洞及橫向導洞貫通后,澆筑條基。確保在無水狀態下進行小導洞開挖施工,嚴禁帶水作業。嚴控格柵步距,縮短開挖時間,實現“快封閉”的方針,減小開挖風險。
臺階距離長度不得小于3m,拱部分段開挖保證土體穩定,禁止超挖、欠挖,掏神仙土,順著拱外弧線用人工進行環狀開挖并留核心土,開挖過程中土體穩定,漿脈清晰,無滲漏水情況下,可先沿拱腳側開挖土體,再開挖拱部側土體。
市區內修建地鐵車站,占地是一項非常困難的事情,同期修建地鐵可減少占地征拆費用,本車站共設6座豎井,其中兩座豎井共用,提高豎井利用率。12號線薊門橋站初支、二襯施工順序均采用先中跨后邊跨方式進行施工,在確保結構穩定,監測數據變化速率符合要求的前提下,及時施工二襯扣拱,完成受力轉換封閉成環。昌南線薊門橋車站初支扣拱方式經專家論證后,三跨段采用先邊后中方式進行,四跨段采用隔一挖一方式。較原有先中后邊開挖方式多增加一處施工作業面,有效提高工程進度。昌南線開挖方式改變,要求現場加強監測,通過與薊門橋站監測數據進行對比分析,改變開挖順序后現場監測數據無明顯變化。
為減少開挖過程沉降對地表管線及現況橋梁、道路的影響,在初支完成和二襯施工完成后必須及時進行背后回填注漿和二次注漿,減小對地面的影響和封堵地下水路。初期支護背后回填注漿應跟進施工掌子面,距離控制在保證漿液不會從掌子面滲出和噴射,混凝土達到一定強度后及時進行。
鋼筋在初支承載和傳遞土壓力方面起著關鍵作用,在二襯施工中有保持混凝土整體性,抗拉、抗變形的作用,對混凝土表面裂縫同樣有抑制作用。同期鋼筋施工控制重點:加工用料應嚴格按圖紙進行,同期施工鋼筋類型多,種類雜,材料堆放空間小,在進行格柵安裝時必須注意格柵使用是否正確。首榀格柵的加工應按圖紙要求加工制作完成后,在平整地面上進行試拼裝,進行首件驗收,通過驗收合格后進行批量加工制作。如果格柵安裝精度控制不嚴,常出現連接板不密貼、螺栓上不齊、擰不緊,縱向連接筋長度不足等情況,針對不同情況現場采用塞鋼筋或鋼楔子并與節點板焊牢,幫焊鋼筋與格柵主筋連接,采用L型連接筋等方式解決。
二襯主體結構鋼筋除考慮鋼筋的安裝位置外還應考慮后續施工部位的連接要求,在安裝精度上要能保證后續鋼筋連接后,間距和保護層能夠滿足相關結構要求。在主要節點位置的鋼筋要進行明確的施工交底,確定安裝順序,以保證后續鋼筋的合理連接。在施工過程中出現問題較集中區域為扶壁柱、門框梁、兩站間變形縫節點等位置,要求在施工過程中對現場圖紙進行會審,明確后續部位預留鋼筋位置、間距等細部參數要求,確保結構尺寸符合設計要求。同期施工鋼筋工程,在施工薊門橋站二襯結構鋼筋時對后續昌南線結構鋼筋進行預埋,預埋時嚴格控制鋼筋的位置、數量、間距和直螺紋絲頭保護。預埋鋼筋的施工有效減少和避免后續施工植筋對梁體和結構的破壞,避免出現因植筋強度不足、位置不準確、深度不夠等諸多質量隱患問題,保證鋼筋施工質量和結構安全。
地鐵車站常出現滲漏水情況,如何通過車站同期施工,減少結合部位的防水質量隱患,加強防水保護措施,是防水質量把控的重中之重。防水工程以混凝土本身自防水效果為主,防水板防水為輔,要求達到混凝土表面無濕漬的驗收標準。梁板結合部位防水、側墻施工縫防水、兩車站結合變形縫部位防水及與各附屬結構連接部位防水、變形縫防水是防水施工的控制重點。
施工縫、變形縫位置的防水能否達到預期的防水效果對車站防水施工質量起到決定性作用。在昌南線與12號線交接部位除正常變形縫位置外,與12號線主體結構防水施工同樣是防水質量控制重點。二襯完成后出現的滲漏水多為防水板保護不到位,防水接茬未連接導致,在混凝土鑿毛過程中減少對防水板的破壞,澆筑混凝土前充分做好防水保護措施,能有效避免和減少防水板的修補工作。鋼邊橡膠止水帶在不同部位使用不同型號,中孔型鋼邊橡膠止水帶用在變形較大的變形縫位置,平蹼型鋼邊止水帶用于施工縫位置。止水帶均居中結構混凝土安裝,采用鐵絲間距40cm固定在結構鋼筋上,在混凝土澆筑過程中避免碰觸止水帶或固定鋼筋,以免導致止水帶不居中、扭曲變形,影響止水效果[5]。底板和仰拱位置的止水帶采用開口向上的盆式安裝,利于空氣排出,保證該位置混凝土密實度和防水效果。現場應盡可能少設接頭,除現場對接采用熱硫化焊接外,T型和十字接頭必須采用工廠成品接頭。
外貼式橡膠止水帶采用專用焊接與變形縫兩側防水板可靠焊接,在施工防水板時同時施作,焊縫寬度不小于30mm,接頭部位采用熱融對接焊接,寬度不小于50mm,并在接縫四周20cm范圍內采用厚度2mm自粘密封膠帶進行加強。
防水板焊接使用雙焊縫或三焊縫焊機,減少單縫熱融焊接使用。鋪設完成后防水板應平整、伏貼,自然無起伏和波浪,不得拉得過緊或出現大鼓包。涉及到后續昌南線施工需開挖的連接部位和附屬出入口等部位要做模板或鋼板加強保護,避免開挖過程中對防水造成破壞。
待防水板全部焊接完成后,須對焊縫進行充氣試驗,檢測焊縫焊接質量。如不合格對該焊縫重新進行焊接直至試驗合格,發現破損查明原因后進行補焊,邊角剪成圓角。破損區域集中部位應使用大塊防水板進行滿焊修補,不能出現重疊修補情況。防水板鋪設長度要超出劃分區段,鋼筋綁扎長度至少40cm并妥善保護,便于下道防水板焊接和質量控制。與昌南線連接部位的防水板應按附屬部位要求留足甩茬并進行保護,減少防水板損壞。
水泥基滲透結晶型防水材料可根據施工部位采用干撒法、涂刷法或噴涂法施工[4],兩道之間涂刷方向宜垂直,兩層之間的時間間隔一般宜為24~48h。在未達到強度及養護期間需進行妥善保護。
遇水膨脹止水膠應使用專用膠槍擠出,混凝土表面堅實、平整,膠體連續、均勻、無氣泡和孔洞,固化期間進行保護,避免發生空鼓脫離、遇水失效的現象。
注漿管的安裝使用專用固定件,安裝不得出現折角,與混凝土面密貼牢固,引出長度超出混凝土不小于150mm且與結構鋼筋固定牢固,任意安裝位置的混凝土厚度不小于100mm,在交接部位重點留置注漿管且妥善保護。
混凝土結構是車站防水的主要構成部分,混凝土澆筑質量關系到車站最終的防水效果和結構實體是否能夠達到設計結構強度要求。施工前,施工單位需按設計要求的配合比對商混廠家進行考察,選擇符合設計要求的混凝土生產企業作為供料單位,并在生產過程中能夠保證供料的穩定性和到場混凝土的工作性。
鋼筋工程驗收前清理模板,模板雜物對混凝土表面外觀質量和接縫部位防水效果有重要影響,施工縫的鑿毛同樣是施工過程的控制重點之一,清除上道工序施工時不密實的混凝土結構,使上道混凝土與下道混凝土結合緊密。施工細部防水構造,澆筑前適當對模板和施工縫進行潤濕,混凝土采用輸送泵泵送入模,砂漿潤濕泵管,確保澆筑過程連續。不同部位混凝土澆筑順序也不相同,但統一應滿足的要求為分層澆筑時,下道混凝土的澆筑時間要在上道混凝土初凝前完成,避免出現冷縫,影響整體外觀質量和防水效果。側墻水平施工縫位置澆筑成內高外低的斜面,振搗密實,水平止水帶位置加強振搗使氣體排出,阻止地下水滲透通路。
在各企業追求進度的同時,較好地控制工程實施過程中安全、質量是施工控制的重點,在充分掌握施工控制依據的前提下,通過高效的安全、質量管理,減少不必要的返工同樣是對工程進度的推進。在工程施工過程中抓住工程重點、難點,解決突出問題,促進工程實體質量目標的再提升。北京地鐵12號線和昌南線交匯處車站換乘T型節點同期建設施工在質量、安全、進度上對我們提出了更高的標準和要求,希望該工程的有效管理經驗能促進地鐵建設水平的提升。