地鐵車站關鍵施工技術控制要點

宗建

(中鐵七局集團第二工程有限公司 遼寧 沈陽 110000)

在我國基礎建設中，城市軌道交通建設取得了很大的成果[1]。隨著城市人口的增加，許多地方都在修建地鐵。交通、管網的快速發展中，地鐵建設受到了因素影響，如地下管線、鄰近建筑物、交通設施等[2-3]。地鐵車站多修建于城市主干道，路面施工空間小，適合采用洞樁施工法（Pile-Beam-Arch method，PBA）施工，以降低地鐵車站施工對既有工程的影響。本文以實際工程為背景，闡述了PBA 施工方法與關鍵施工工序控制要點。

1 工程概況

三好街站為地鐵三號線的第二十座車站，前一站為方形廣場站，后一站為工業展覽館站。三好街站為3號線和規劃8號線的換乘站，3號線車站先期建設，規劃8號線車站遠期建設。

三好街車站采用PBA 洞樁法施工，車站站臺有效寬度14 m，主體為框架結構，地下分為上下兩層結構，共計8 個導洞，車站長度為220.7 m。標準段車站寬度為22.7 m，標準段高度為15.6 m，頂板至地面厚度7.0 m左右。車站1 號施工豎井兼做站前區間盾構吊出井。車站平面圖如圖1所示。

2 PBA施工方法與研究現狀

PBA工法在施工中將樁、梁、拱支撐共同組合形成一體，使單一受力的個體共同組合成受力的整體，承受施工過程的荷載，先開挖豎井進行初期支護，而后進行土體的開挖，最終形成共同受力支護整體，確保在主體施工過程中具有相對的安全，并有效地控制地層沉降。這種施工方法優勢在于對路面交通、鄰近建筑物的影響較小，同時適合于工作面狹窄的隧道洞室。牛鑫等人[4]以哈爾濱2號線地鐵車站為背景，闡述了單柱雙跨式洞樁法車站扣拱施工技術。黃小平[5]以北京東直門站為工程背景，對下穿既有隧道二次襯砌施工工藝進行了介紹，并優化了二次襯砌施工。馮曉波[6]以西安廣濟洞樁法車站為工程背景，通過理論分析、數值模擬、現場監測相結合的方法對車站地表沉降與控制技術展開了研究。

3 PBA暗挖車站關鍵施工技術控制要點

3.1 初支扣拱施工控制

三好街站主體為兩層三跨結構，扣拱有中間導洞扣拱和兩邊導洞扣拱，采用臺階法開挖導洞并保留核心土，超前支護采取DN32×3.25 mm雙排超前小導管，弧形間距0.3 m 內側采用L=2.0 m；內側采用L=2.5 m，傾角20°隔品打設。

根據設計圖紙，邊導洞施工過程中需預留節點，節點形式預約側拱形聯軸器在側拱形大廳內，后期采用側拱形格柵和主筋焊接連接。結合現場施工情況，將節點焊接在鋼板上單側兩面，采用與格柵主筋規格相同的U型筋、U型筋和側導向拱形焊接在單面，焊接長度為10 d，剪頭鋼筋長度為30 cm，不影響小導向孔土方。

小孔內部的預留門間的連接使用10 d以上的焊接長度。施工條件不滿足時，使用與格柵主筋規格相同的L型筋，焊接嵌入鋼板和帶扣拱形主筋。L型筋之間存在角度偏差，在確保焊接質量的同時，可以根據現場情況及時調整。初支扣拱結構設計參數情況具體如表1所示。

表1 初支扣拱結構設計參數表

3.2 邊樁施工控制

3.2.1 人工挖孔護壁

洞內邊樁采用人工挖孔護壁來進行鉆進護筒，護壁厚度控制在10 cm左右，深度1.5～2.0 m，圓筒的內徑不小于鉆頭的20 cm，圓筒根據設計位置的中心線埋設在10 cm，開口斷徑為1.2 m。在汽缸上部開孔設置1～2個紙漿口，使紙漿口高于小導孔的底部，將溢出的泥排出泥池，用泥泵輸送到回收池。

3.2.2 泥漿拌制

用于打孔的泥采用優質膨潤土，施工中經常測量泥比重、黏度、砂含量和膠體率，使泥的頂棚面始終高于筒外位，泥漿比重如表2所示。

表2 泥漿比重

3.2.3 鉆進

循環鉆頭首先在鉆孔中輸入一定數量的泥漿后，啟動砂石泵，正常后，開始逆循環鉆頭，在鉆孔底部慢慢地旋轉鉆頭：慢慢地鉆頭正常工作后，慢慢地擴大轉速調整鉆頭的壓力，不能將水堵住鉆頭的進口。

在開洞時，要經常觀察水面和水位的情況，防止泥漿從軟管腳處泄漏，如果紙漿泄漏的話，要立即填埋，確保安全孔。

形成的孔位在符合設計標準后，鉆頭應繼續工作一定的時間，確保底部不會收縮，檢查孔的深度、孔徑、孔壁、垂直度等，發現尺寸不符合要求時立即采取有效措施。

測定孔底沉渣是否超過基準值，如果超過基準值則進行二次清零。清除孔，設置鋼筋籠后，應立即灌入混凝土，防止沉淀超額及孔壁崩塌，孔樁沉積的厚度應控制在300 mm以內。

3.3 土方開挖控制

（1）使用拱形部分，沿著人造拱形外側的弧形，先挖兩側拱形線的位置側的土，然后挖拱形附近的土，以確保工程效果。在開鑿尺寸滿足要求后，立即豎起鋼柵，C25網噴灑混凝土。

（2）嚴格控制挖土過程，避免鉆井過度。保證開鑿中線、標高及小孔上下掌子面樓梯的長度符合設計要求，確保開鑿面平整，降低施工誤差、變形以及超挖等因素的影響。

（3）確保實時計量監視手掌面，確保實時監視數據反映手掌面施工狀況，拱形、拱形腿和墻壁的變形值超過設計要求值或發生突變時需要臨時支撐和及時施工，封閉形成閉環，并控制位移和變形。

（4）洞內土方運輸主要采用人工手推車結合小型農用三輪車運輸。上導洞渣土運輸到橫通道后，通過設置在橫通道端頭外延1 m 的鋼板溜槽直接傾倒渣土，傾倒渣土前井底和橫通道的信號工必須確認豎井底無人作業，確保人員安全。下導洞可以直接運輸到豎井坑底。渣土由抓斗起重機從豎井坑底運輸到地面堆土場，再由裝載機裝車運走。

3.4 降水施工方法及施工工藝

本合同段內的降水施工，考慮到場地和自身優勢，降水井施工均采用泵吸反循環鉆施工，降水井直徑600 mm，全孔下入Φ400/50 mm 無沙水泥無砂管，井口下部3 m 的濾水管外回填黏土，井深范圍內回填Φ3～15 mm濾料。降水施工工藝流程圖如圖3所示。

圖3 降水施工工藝流程圖

根據涌水量大小選取深井潛水泵的型號，潛水泵下放到設計深度，泵管連接緊密不漏水。其坑周圍暗埋排水管線與市政雨水排放系統連接，抽水通過主管道排入市政雨水系統。根據施工現場要求，降水井井口分為地面井和暗埋式兩種形式。暗埋式井口剖面具體如圖4、圖5所示。

圖4 暗埋式井口剖面

圖5 排水裝置

3.4.1 施工準備

（1）降水項目是建筑結構的附屬工程，在建設之前，應將其與結構施工單位最近得到的官方圖紙相比較。

（2）在施工過程中，施工與結構施工要緊密配合，要對施工方法、分段劃分、臨時設施與井位的關系、工期安排等進行細致的分析，如有矛盾，要及時協調。

3.4.2 施放井位

（1）在實施降水井井位前，應對場區的地下管道進行細致的勘查和核查，如果不能，可以采取人工開挖、探井等方式，以確保不存在各類障礙。

（2）為了避免各類障礙，可以在一定程度上改變井口的距離，井底與護樁外皮的距離為2.8 m，降水井的最大井距不應超過12 m（只有部分），并且降水井的總量不能減少。

（3）降水井成孔。為了保證降水量，緩解洗井困難，各管井均采用泵吸反循環鉆井。井身構造誤差：直徑偏差為±20 mm，垂直度偏差小于1%；該井的深度達到了設計的深度。

（4）替漿及下管。井筒采用無砂混凝土濾管，將井管置于預制水泥管靴上，并在水位下方纏繞1層80目的尼龍網，緩慢下降，在距離井口200 mm時接上節井管，并用尼龍網包裹，防止堵塞，垂直方向用3～4根30 mm寬、2～3m長的竹條與2根線將井管固定。為了避免上、下段的錯位，先將井筒沿井向垂直。吊放井筒應垂直，并保持在井眼的正中央。為了防止雨水、泥沙、雜質等掉入井內，井筒應高度不低于地面200 mm，并有臨時防護措施。

4 結語

綜上所述，地鐵暗挖車站PBA工法通過樁、梁、拱支撐組合形成整體，共同承受外力。施工在提供了更加安全可靠的保障的同時，提高了結構的整體受力能力、施工的質量和效率，減少了施工對路面交通道路的妨礙，降低成本的投入。針對暗挖車站復雜的地理環境，初期狹窄的工作面，施工單位應充分做好施工準備和關鍵工序的控制，能有效避免洞體塌方、市政管線破壞等事故，減少施工過程中的安全隱患。本文對類似地鐵車站的開挖提供了有效借鑒。