南京地鐵一號(hào)線新街口站蓋挖逆作法關(guān)鍵技術(shù)研討與實(shí)踐

1、南京地鐵一號(hào)線新街口站蓋挖逆作法關(guān)鍵技術(shù)研討與理論【內(nèi)容提要】在高靈敏度、低浸透性、飽和、軟流塑的軟弱地層中采用蓋挖逆作法修筑大型地鐵車(chē)站，對(duì)于確保工程精度、防水質(zhì)量等難度較大。本文介紹丁南京地鐵一號(hào)線新街口站蓋挖逆作法關(guān)鍵技術(shù)，為類(lèi)似工程提供了可資借鑒的工程經(jīng)歷?！菊可w挖逆作法施工關(guān)鍵技術(shù)1前言在目前通用的地鐵車(chē)站工法中，蓋挖逆作法對(duì)工程賦存環(huán)境具有相對(duì)較小的不利影響，其綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較為理想。其路面敞口作業(yè)時(shí)間較短，對(duì)工程周邊的商業(yè)及交通環(huán)境影響較??；其構(gòu)造體本身作為圍護(hù)構(gòu)造的支撐體系，剛度較高，可顯著減小圍護(hù)構(gòu)造及周邊環(huán)境的變形；其造價(jià)介于明挖與暗挖之間，較為低廉。故此蓋挖逆作法在

2、商業(yè)繁榮、建筑密集、交通繁忙的城市中心區(qū)域或交通樞紐具有極大應(yīng)用價(jià)值。在我國(guó)北京、上海、廣州、南京的大型地鐵車(chē)站工程中均有所應(yīng)用。因工藝原因，蓋挖逆作法亦具有局限性，主要表如今以下幾個(gè)方面：施工過(guò)程中產(chǎn)生的不均勻沉降對(duì)構(gòu)造體系的不利影響比順作法嚴(yán)重；構(gòu)造體由上向下施作，施工縫多。由于混凝土構(gòu)造硬化過(guò)程中的收縮與下沉的影響，不可防止的出現(xiàn)裂縫，對(duì)構(gòu)造的剛度、耐久性、防水性均產(chǎn)生不利影響；多數(shù)交匯于同一節(jié)點(diǎn)的工程構(gòu)件非同步施工，其連接精度控制難度較大；層板一般采用土模施工，混凝土的表觀質(zhì)量控制難度較大。新街口站采用蓋挖逆作法施工。針對(duì)上述問(wèn)題，采取了相應(yīng)技術(shù)措施，獲得了較好的效果，現(xiàn)將有關(guān)情況介紹

3、如下：2工程概況新街口站是一號(hào)線和二號(hào)線之間的換乘站。南北向一號(hào)線新街口站位于新街口圓形廣場(chǎng)以南，淮海路、石鼓路以北中山南路下方；東西向二號(hào)線新街口站位于漢中路和中山東路地下。一號(hào)線新街口車(chē)站北端為一內(nèi)徑50的大圓盤(pán)構(gòu)造，為近、遠(yuǎn)期車(chē)站的交匯點(diǎn)。新街口站的總建筑面積為3557973平方米。車(chē)站長(zhǎng)362703，寬242(局部寬3655)，總高1724(局部1903)；設(shè)置2坡，南高北低。該站為地下三層島式車(chē)站，站臺(tái)寬14，地下一層至三層分別為商業(yè)層、站廳層、站臺(tái)層。該站主體圍護(hù)構(gòu)造為8厚地下連續(xù)墻，南延段局部圍護(hù)構(gòu)造為S樁。中間立柱為600(少量700、800)鋼管柱，其根底為1500的鉆孔灌注

4、樁。車(chē)站共設(shè)16個(gè)出人口及3個(gè)風(fēng)道。根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，該站地質(zhì)情況復(fù)雜。根據(jù)巖土體的時(shí)代、成因類(lèi)型和物理力學(xué)性質(zhì)，場(chǎng)地工程地質(zhì)從上而下分為四個(gè)大層：層人工填土、層中、晚全新世沖淤積成因土層、層更晚新世早全新世沖積成因土層、層下白堊葛村組沉積巖。施工區(qū)域地下水分為三層：淺層孔隙潛水層、中部弱承壓含水層及深層孔隙承壓含水層。地下水位在08-18之間車(chē)站構(gòu)造均置于淤泥質(zhì)粘土層中，其土質(zhì)具有高壓縮性、高靈敏度、低浸透性、飽和、軟流塑的特征。該站施工區(qū)域地面環(huán)境非常復(fù)雜，車(chē)站周邊建筑物包括分布于中心廣場(chǎng)周邊的金陵飯店、中國(guó)銀行及分布于中山南路兩側(cè)的新百大樓、中央商嘗商貿(mào)大樓、東方商場(chǎng)及天安大廈等。周

5、邊管網(wǎng)密布，包括上水、下水、電力、電信等在內(nèi)的各種管線累計(jì)150余條。3新街口站總體施工方案新街口站蓋挖逆作法施工方案是根據(jù)該站的地質(zhì)條件、地面交通、施工場(chǎng)地條件及工期要求，通過(guò)屢次方案優(yōu)化選擇論證確定的。該方案概括為一明三暗全蓋挖逆作法。一明是指主體構(gòu)造頂板以上45的土方明挖，三暗是指商業(yè)層、站廳層、站臺(tái)層的土方均采用暗挖，并依次由上而下施作層板及邊墻構(gòu)造。新街口站蓋挖逆作法的總體程序是：施作車(chē)站圍護(hù)構(gòu)造地下連續(xù)墻及中間鋼管混凝土柱頂板以上土方開(kāi)挖、頂板地模施作、頂板構(gòu)造及頂板防水層及保護(hù)層施作回填頂板以上土方商業(yè)層土方開(kāi)挖、地模施作、層板及邊墻構(gòu)造施作站廳層土方開(kāi)挖及構(gòu)造施作站臺(tái)層土方開(kāi)挖

6、及構(gòu)造施作站臺(tái)層層板及樓梯等零星工程。其標(biāo)準(zhǔn)斷面的施工程序如圖1。4新街口站主要關(guān)鍵技術(shù)的研究和理論4.1圍護(hù)構(gòu)造地下連續(xù)墻防止不均勻沉降主要技術(shù)措施新街口站主體構(gòu)造基坑均采用30S8防水混凝土地下連續(xù)墻作為圍護(hù)構(gòu)造，它即作為施工期間的基坑擋土止水圍護(hù)構(gòu)造，又與內(nèi)襯墻結(jié)合而成復(fù)合墻作為永久構(gòu)造的側(cè)墻使用。連續(xù)墻幅寬08，幅長(zhǎng)6左右，深度3539。為抑制連續(xù)墻墻體不均勻沉降對(duì)主體構(gòu)造的整體質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，采取了以下措施：首先，在設(shè)計(jì)階段調(diào)整連續(xù)墻墻深，使其墻趾穿越深層孔隙承壓含水層(一3d2粉細(xì)砂層及-4e粗砂混卵礫石層)而進(jìn)入一1強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖泥巖層利、于05，從而使墻趾坐落于穩(wěn)定可靠的基

7、巖持力層上。第二，為進(jìn)步墻底地基承載力，減小墻體的不均勻沉降，在連續(xù)墻的鋼筋籠內(nèi)預(yù)留兩根30壓漿管，待墻體混凝土灌筑完畢且到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度30左右后，即向墻趾壓注1：2水泥砂漿。理論證明這種技術(shù)措施是行之有效的。壓注的水泥砂漿填充了墻趾的空隙并對(duì)墻趾沉積層進(jìn)展有效的加固補(bǔ)強(qiáng)，從而減少了不均勻沉降發(fā)生的可能性。第三，為進(jìn)步連續(xù)墻整體剛度，在連續(xù)墻墻頂設(shè)置了一道08x10的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，將連續(xù)墻連接為統(tǒng)整體。第四，在連續(xù)墻施工階段各工序嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及操作規(guī)程進(jìn)展，并特別強(qiáng)調(diào)在清槽階段的施工質(zhì)量，確保泥漿比重及沉渣厚度符合標(biāo)準(zhǔn)前方可轉(zhuǎn)入下道工序施工。首先采用撩抓法清底，而后采用導(dǎo)管吸泥漿法循環(huán)清底

8、。清底后槽底泥漿比重小于125，沉渣厚度不大于100。清槽完畢后，用側(cè)錘測(cè)量成槽深度，而后再次用平測(cè)錘測(cè)量成槽深度，兩次的差值即為沉渣厚度。再由監(jiān)理檢驗(yàn)槽深和泥漿比重，具備相應(yīng)資質(zhì)的單位采用超聲波探測(cè)儀檢測(cè)槽壁垂直度，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求后進(jìn)人下道工序施工。通過(guò)上述各項(xiàng)技術(shù)措施，確保了地下墻整體施工質(zhì)量，有效控制了墻體的不均勻沉降，經(jīng)實(shí)測(cè)墻體的不均勻沉降值最大4左右。42車(chē)站中間樁柱主要施工工藝鋼管柱是蓋挖逆作法施工的地下車(chē)站之重要的工程構(gòu)件。施工階段其為臨時(shí)支柱，使用階段那么為車(chē)站永久性的主要豎向承載與傳力構(gòu)造。中間樁柱由中柱及根底中樁兩局部組成。本站鋼管柱的外徑為600(局部700、80

9、0)，鋼管壁厚t為16，材料為16n。核心混凝土為50微膨脹混凝土，柱群在平面上呈網(wǎng)格狀布置，中樁為30鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，直徑15，鋼管柱下端錨人柱基2左右。在鋼管柱錨固段上設(shè)抗剪栓釘，其構(gòu)造如圖2鋼管柱與鋼套管位置關(guān)系圖。本工程施工區(qū)域主要為淤泥質(zhì)粘土，故鋼管柱的安裝采用濕作業(yè)先插法。其主要施52212藝流程為：鉆孔灌注樁鉆進(jìn)成孔-整體吊放鉆孔灌注樁鋼筋籠及鋼套管首次灌注樁基混凝土至預(yù)定位置樁基表層混凝土鉆除抽排鋼套管內(nèi)泥漿樁底壓注水泥漿一在鋼套管內(nèi)安裝自動(dòng)定位器吊放安裝鋼管柱，并完成其上下端定位灌注樁基杯口混凝土至設(shè)計(jì)位置灌注鋼管柱內(nèi)混凝土至設(shè)計(jì)位置上節(jié)鋼套管回收同時(shí)鋼管柱周?chē)h(huán)形回填

10、干砂。見(jiàn)圖3中間樁柱施工流程圖。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.鋼管柱綜合質(zhì)量的影響因素主要包括樁基施工質(zhì)量、鋼管柱加工質(zhì)量、鋼管柱安裝定位質(zhì)量及柱內(nèi)混凝土施工質(zhì)量等。本文重點(diǎn)討論后二點(diǎn)。鋼管柱質(zhì)量控制的關(guān)鍵問(wèn)題之一是確保柱體的安裝精度，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定立柱中心線和根底中心線的允許偏向正負(fù)5，立柱的不垂直度誤差不得大于柱長(zhǎng)的1.論文聯(lián)盟.LL.編輯。鋼管柱的安裝定位主要采取上下兩點(diǎn)定位法。其下端的定位依靠自動(dòng)定位器完成，上端的定位采用四根置于鋼套管和鋼管柱之間的位于同一平面上的四根可調(diào)絲桿定位。自動(dòng)定位器是預(yù)先加工的錐形裝置，準(zhǔn)確校正其平面位置、高程和垂直度后，用4只螺栓與預(yù)焊于鋼套管管壁上的安裝支腳連接，澆筑

11、樁基混凝土后，定位器結(jié)實(shí)錨固于混凝土中。其構(gòu)造特點(diǎn)決定了其可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋柱的引渡、限定、準(zhǔn)確定位的功能。采用全站儀測(cè)設(shè)中間樁柱設(shè)計(jì)平面位置，并在護(hù)筒施工區(qū)域外十字軸線方向上做護(hù)樁，以確保樁心位置。采用水準(zhǔn)儀及30鋼尺相結(jié)合，測(cè)設(shè)鋼管柱底標(biāo)高，并在鋼套管管壁十字軸線方向?qū)?yīng)做4點(diǎn)以控制定位器安裝標(biāo)高。柱心的測(cè)設(shè)方式為：先從地面用垂球?qū)缎囊郎y(cè)至鋼套管內(nèi)樁基外表，較為準(zhǔn)確地標(biāo)定初安裝位置，其后將120萬(wàn)的投點(diǎn)儀由全站儀直接置于地面樁心位置，將樁心直接投測(cè)于定位器中心，指揮定位器準(zhǔn)確安裝后澆筑混凝土。中間柱施工中另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是如何確保中間樁柱的混凝土灌筑質(zhì)量。中間柱根底鉆孔灌注樁30普通水下混凝土采

12、用導(dǎo)管法灌筑。鋼管柱核心混凝土采用50御澎脹混凝土。比較標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的泵送頂升澆灌法、立式手工澆搗法及高位拋落無(wú)振搗法等三種灌注方法，結(jié)合本工程鋼管柱的構(gòu)造特點(diǎn)選擇高位拋落無(wú)振搗法灌注柱內(nèi)混凝土。為抑制該法施行過(guò)程中的混凝土壓覆氣泡而形成核心混凝土不密實(shí)的缺點(diǎn)，采用高能振搗棒插入柱內(nèi)混凝土全程振搗。這種高位拋落結(jié)合振搗施工工藝有效確保了柱內(nèi)混凝土的密實(shí)度。50微膨脹混凝土的配合比見(jiàn)表1。表150微膨脹混凝土的配合比43土模施工技術(shù)新街口站頂板厚度08，層板厚度04，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為30，車(chē)站構(gòu)造劃分為16個(gè)施工段平均段K22左右。本站頂板及層板均處于淤泥質(zhì)粘土層中，這種地層的典型特征是：高靈敏度、

13、高壓縮性、低強(qiáng)度、飽和、可塑或軟塑狀態(tài)，不適宜作為天然地基。在此種地層上大面積施作地模及構(gòu)造混凝土易于引起不均勻沉降。經(jīng)研究試驗(yàn)決定采用復(fù)合構(gòu)造地模，即10厚碎石層+8厚20素混凝土層。根據(jù)詳細(xì)的地質(zhì)條件，對(duì)局部進(jìn)展換填處理，以保證地模的強(qiáng)度、剛度及施工精度，最大限度地減小層板構(gòu)造在施工過(guò)程中的不均勻沉降。土?；翆拥氖┕ひc(diǎn)為：按構(gòu)造幾何形狀，設(shè)計(jì)標(biāo)高及縱向2的設(shè)計(jì)坡度整平基土平面；土方開(kāi)挖前對(duì)基坑內(nèi)地下水提早20天進(jìn)展大口徑深井降水處理，洞中蓋挖局部土方結(jié)合輕型井點(diǎn)降水及明排水處理，確?；撩娓究菰?；在土方開(kāi)挖過(guò)程中嚴(yán)禁超挖，并預(yù)留20左右人工檢底；加強(qiáng)對(duì)局部軟弱地段的水泥石灰土換填處理

14、。各層板梁構(gòu)造土模構(gòu)造施工要點(diǎn)：板構(gòu)造土模頂面標(biāo)高進(jìn)步2作為預(yù)留沉降量；基土夯實(shí)整平經(jīng)檢驗(yàn)合格后，鋪設(shè)10碎石層及8厚20素混凝土，準(zhǔn)確控制其標(biāo)高后進(jìn)展趕光壓漿處理；中梁及車(chē)站頂板縱向邊緣的側(cè)模構(gòu)造采用12厚磚胎模，其外表抹5厚砂漿找平層，土模施作完畢后涂刷長(zhǎng)效脫模劑以保證脫模效果。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)反映，頂板地模最大累計(jì)沉降6，中板那么根本無(wú)沉降，除頂板局部由于雨水沖淋而造成脫模效果不佳外，其余局部均線條平順，混凝土表觀質(zhì)量良好。44綜合防水施工技術(shù)與明挖順作法比較，蓋挖逆作法施工的地鐵車(chē)站，其程度施工縫的數(shù)量較多。故防水質(zhì)量的保證顯得極為重要。新街口站防水工程采取綜合治理的技術(shù)措施，獲得了較好的防水

15、效果。本站的主體構(gòu)造及人行通道均按防水等級(jí)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展設(shè)計(jì)，風(fēng)道及風(fēng)井構(gòu)造的防水等級(jí)為二級(jí)。構(gòu)造防水施工要點(diǎn)包括：對(duì)于圍護(hù)構(gòu)造地下連續(xù)墻的滲漏水首先采取有效措施予以封堵；車(chē)站的混凝土構(gòu)造那么采用30高性能補(bǔ)償收縮防水混凝土，其抗?jié)B等級(jí)不低于S1。在各工序施工過(guò)程中，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，確?；炷恋拿軐?shí)度。特別對(duì)于瞄嚇的程度施工縫采取了特殊的技術(shù)處理措施。根據(jù)蓋挖逆作法的工藝特點(diǎn)，板梁構(gòu)造為先澆混凝土，其下的內(nèi)襯墻構(gòu)造為后澆混凝土。由于混凝土收縮、下沉等原因，兩者之間的程度施工縫易于產(chǎn)生微裂縫而難以密實(shí)，此處采用澆注假牛腿及二次振搗工藝。設(shè)置特制的斜向模板，以保證假牛腿頂面高出施工縫20；車(chē)站頂板上采用可以與構(gòu)造密實(shí)粘貼的聚氨酯涂料，防水層向上連續(xù)鋪設(shè)至地下連續(xù)墻上30的寬度，并且在拐角增設(shè)一層同材質(zhì)的防水層；在地下連續(xù)墻與各層板構(gòu)造交接部位進(jìn)展鑿毛處理并涂刷一道水泥基浸透結(jié)晶型剛性防水層，利用其遇水逆向浸透作用進(jìn)步混凝土的抗?jié)B陛能。特殊部位的防水技術(shù)要點(diǎn)是：施工縫部位，在條件允許的情況下采用250鋼板膩?zhàn)又顾畮нM(jìn)展防水密封處理，在不能采用鋼板膩?zhàn)又顾畮Р课?，采?0 x20遇水膨脹橡膠條進(jìn)展防水密封處理。在層板與邊墻間的程度施工縫部位，采用預(yù)埋30管注漿的方式進(jìn)展強(qiáng)防水處理。在變形縫部位，構(gòu)造內(nèi)部采用300寬的中埋式PV止水帶進(jìn)展防水處理，外側(cè)采用外貼式PV止水帶進(jìn)展處理(頂