城市復雜化境地鐵無柱結構車站全鋪蓋逆作施工技術研究

紀曉輝

中鐵隧道集團三處有限公司 廣東 深圳 518052

1 工程背景

芳村大道東站為地下三層島式站臺車站，位于廣州市荔灣區，全長220m，沿著城市主干道芳村大道東路敷設。車站基坑西側房屋大部分為1～4層建筑，主要為商鋪、居民住宅和杏花社區村民自建房屋；靠近北端有廣州市雋潤貿易有限公司（B3）、廣州柴油機廠招待所（B5）, 廣州柴油機廠住宿樓（A6）；基坑東側房屋從北往南依次是海歷柴油機設備有限公司、廣州寶澤(A2)、廣州柴油機廠職工宿舍(A9)、沖口綜合樓小區(A9)，兩棟A9樓陽臺距車站圍護結構距離最近僅1.9m。在車站周邊環境復雜，施工場地狹小的條件下。通過結構受力、施工場地布置、施工難度、質量防水及施工工效等方面對半鋪蓋順作法、全蓋挖順作法、全蓋挖逆作法三種施工方案進行了分析比選，全鋪蓋逆作法施工方案更優。

2 工程概況

芳村大道東站為地下三層11m島式站臺車站，全長220m，標準段寬為20.5m，標準無柱段寬為20.9m，車站基坑開挖深度約為27.2m。

2.1 結構設計概況

車站圍護結構采用φ1000mm@1100mm鉆孔灌注樁，共計454根，砼設計等級為C35。基坑外側樁間采用φ600旋噴樁進行止水。基坑內側采用掛設8@200mmx200mm鋼筋網片噴射C20混凝土找平。

車站主體結構為三層單柱兩跨（公共區為無柱單跨）鋼筋混凝土結構形式，詳見圖1。采用結構自防水與附加柔性防水層相結合的防水模式。

圖1 無柱段結構、鋪蓋剖面圖

車站采用全鋪蓋逆作法施工，設一道鋼筋混凝土支撐。鋪蓋系統為400mm厚鋼筋混凝土現澆蓋板，間隔40～50m設置一個預留孔洞用以土石方外運及材料運輸。

2.2 工程水文地質

地層由上至下依次為人工填土層<1>、沖積-洪積砂層<3-1～4>、沖積-洪積-坡積土層<4N-1～3、4－2A、4－2B、4－3>、殘積土層<5N－1～2>、全風化巖層<6>、強風化巖層<7-1～3>、中風化巖層<8-1～3>、微風化巖層<9-1～3>等。地下水按賦存方式分為第四系土層孔隙水、層狀基巖裂隙水、塊狀基巖裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水。本場地地下水較為貧乏，水文地質條件較為簡單。

3 總體施工方案及施工方法

3.1 總體施工方案

（1）交通疏解三期主要為車站土石方開挖及主體結構施工階段，場地狹小，場地有效圍蔽寬度為15m，車站兩端頭北側主要為鋼筋加工場、材料堆放場；中間為土石方開挖及運輸、材料運轉、施工設備及車輛通道。

（2）車站共分10個結構段，鋪蓋及結構板上設置預留孔，用以出土及材料運輸。

（3）車站開挖方式，頂板及以上土石方開挖，采用半鋪蓋明挖（后做鋪蓋）；頂板以下土石方為全鋪蓋蓋挖，采用挖機翻轉倒運至洞口、電動液壓抓斗垂直提升進行土方外運。巖層開挖采用靜力爆破+二次破碎。

（4）施工材料轉運主要采用2臺15T龍門吊進行水平、垂直運輸。

（5）結構中、頂板采用盤扣式矮支架施工，側墻施工采用自主設計制造的輪式自行液壓模板臺車。

3.2 結構頂板施工

結構頂板采用盤扣式矮支架+常規地模施工。土石方開挖至頂板底以下2.1m，施做20cm墊層砼基礎，模板支架全高為1.9m，頂板無柱段大腋角尺寸為2200x3900mm，腋角及下吊墻采用地模方式如圖2所示。

圖2 結構頂板施工剖面示意圖

3.3 結構中板施工

結構中板采用盤扣式矮支架，土方開挖至中板底以下2m，10cm砼墊層基礎，模板支架全高1.9m。結構中板支架模板搭設、下吊墻處理方法與頂板基本相同如圖3所示。

圖3 結構中板施工剖面示意圖

3.4 結構側墻施工

結構側墻采用輪式自行液壓模板臺車施工，臺車最大重量為47T，主架體由工16#、工18#工字鋼焊接而成。行走系統采用3對實心橡膠輪胎，電機驅動。平移系統由平移小車、水平油缸、平移架等組成如圖4所示。

圖4 輪式自行液壓模板臺車構造圖Ⅰ

對應上下層結構板施工完成且下層板達到設計強度后，將設備加工廠加工好的模板臺車構配件運至施工現場，利用現場龍門吊或25t汽車吊吊放至已完成的結構中板，人工配合叉車進行拼裝。

側墻鋼筋施工完成后，模板臺車通過行走系統、平移系統、豎向液壓油缸等配合調整就位，并將矮邊墻（下吊墻）拉桿螺栓接出與臺車主梁連接緊固。

4 施工中遇到的主要問題及解決方案

4.1 圍護樁預埋錨固筋與主體結構板筋接駁

圍護樁施工階段，鋼筋籠內預埋錨固筋并附帶鋼筋接駁器，主體結構施工時將其鑿出與結構板鋼筋連接如圖5所示。

圖5 圍護樁預埋結構板錨固鋼筋示意圖

預埋接駁器標高及方向是控制難點及重點，預埋偏差過大影響后期利用率，施工中注意解決措施如下：

（1）熟悉圖紙，對圍護樁地面標高實測，制作鉆孔樁施工參數表。需體現各樁位所在的地面標高、樁頂標高、樁底標高、各層結構板標高、各編號鋼筋下料長度、各鋼筋籠預埋件所在相對位置。由于施工誤差，預埋件保護層可適當加大。

（2）將籠頂部第一個加強環筋定位在樁頂標高處，根據鋼筋籠頂部第一個加強環筋精確定位頂板及中板預埋件位置。

（3）預埋件安裝時，確保預埋件朝向統一并垂直于籠身；鋼筋籠吊裝入孔前，檢查接駁器保護蓋是否完好，頂板缺口位置采用泡沫板填充并綁扎牢固，便于后期鑿除。

（4）以控制樁為參照，在鋼筋籠下放過程中調整預埋件朝向始終垂直于圍護樁槽段，吊筋精確定位預埋件標高，直到吊裝作業結束[1]。

4.2 側墻鋼筋施工

側墻矮邊墻（下吊墻）鋼筋預埋、加工及安裝存在一定誤差，直螺紋連接要求精度極高，施工控制難度大。施工中主要解決措施：矮邊墻鋼筋安裝時需通過吊線錘的方式確保豎向鋼筋與上層結構板下吊墻鋼筋接頭在同一垂線上；側墻鋼筋精確下料并考慮富余量，下口鋼筋采用等離子切割機切除超長部分鋼筋頭，再使用冷擠壓套筒進行連接，接頭檢測滿足設計要求[2]。

4.3 軌頂風道與結構中板同步施工

負二層結構中板施工時，結合滿堂矮支架，先行施工軌道風道，再施工結構中板，保證了軌頂風道一次性成型質量，節約了后做的成本投入。

5 結論

全鋪蓋逆作法適用于周邊環境、交通疏解、管線遷改復雜及場地狹小條件下的地下工程施工。具有以下優點：

（1）蓋板系統為C40、400mm厚現澆鋼筋砼蓋板，由冠梁、砼支撐、蓋板梁及臨時立柱樁形成鋪蓋支撐系統，滿足施工堆載及車輛軸重荷載要求。

（2）全鋪蓋逆作法施工利用主體結構各層板作為支撐體系，支撐剛度、安全性高；規避了鋼支撐在蓋板下的安拆風險、鋼支撐架設滯后和鋼支撐拆除軸力釋放的基坑收斂變形，能有效控制周邊道路、居民樓沉降，同時也減少了擾民阻工風險。

（3）主體結構板橫向主筋與圍護樁預埋錨筋進行直螺紋連接，質量可靠、安全性高。主體結構板采用矮支架施工，施工高度方便工人操作，降低了高處作業風險。

（4）采用矮支架法施工，模板安裝、鋼筋制安等工序便于質量控制；較常規地模施工方法，脫模容易且外觀質量好[3]。

（5）輪式自行液壓模板臺車面板采用大型鋼模板拼裝而成，作業板面光滑平整，澆筑成型后側墻平整度高、錯臺小，整體外觀質量較好。且機械化程度高，施工操作簡易、安全穩定性高。