地鐵車站下穿既有車站施工技術(shù)

1?工程概況1.1?車站概況北京地鐵蘋果園站位于蘋果園南路沿東西向布置，本站下穿段為地下兩層三跨島式車站。車站共設(shè)置4處出入口、2座風(fēng)亭、1個安全出口；規(guī)劃5處施工豎井、2個無障礙電梯、2個過街通道、2個換乘通道。1.2?地質(zhì)狀況蘋果園站的主體結(jié)構(gòu)位于地下水位以上，可不考慮潛水影響、季節(jié)影響、管線滲漏等，局部可能會存在上層滯水土層，上部結(jié)構(gòu)除約為2?m厚的雜填土以下基本為卵石地層，這種地層對工程開挖機(jī)具的損傷比較大。蘋果園站的地質(zhì)地層具體情況如圖1所示。圖1?蘋果園站的地質(zhì)地層具體情況示意1.3?周邊環(huán)境本站上方存在污水管線、通信管線、雨水管線等與民生密切相關(guān)的管線，因此會對施工產(chǎn)生較大影響，本站需要下穿既有地鐵1號線，屬于特種風(fēng)險源，會增加施工難度。站址位置處有多處商鋪和低矮平房，靠近京門鐵路，存在高層建筑及正在修建的商務(wù)區(qū)地基建筑。1.4?工程特點（1）由于本站施工為交叉工程，需要下穿既有地鐵1號線、既有管線等風(fēng)險源，不易進(jìn)行明挖施工，因此選用暗挖法。（2）由于本站需要控制的風(fēng)險源較多，因此應(yīng)積極采用監(jiān)控措施進(jìn)行信息反饋來指導(dǎo)施工，防止既有建筑物發(fā)生不良沉降。（3）沉降控制等級較高，既有地鐵1號線地鐵車站的沉降量不應(yīng)超過3?mm，其他通道沉降量不應(yīng)超過5?mm。2?工藝選擇由于受到既有地鐵1號線以及周圍既有建筑物的影響，本車站選用三拱三跨斷面的分離式暗挖結(jié)構(gòu)。為保證既有地鐵1號線、上部管線以及周圍既有建筑物的沉降值處于合理的范圍，保證結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性，通過開挖方案比選，最終確定采用PBA工法進(jìn)行施工。3?施工方法和步驟首先開挖施工輔助豎井至設(shè)計位置，完成后開挖施工橫通道，再按照先上后下、先邊后中的導(dǎo)洞開挖順序進(jìn)行主體車站的8個導(dǎo)洞的施工，開挖前通過超前深孔注漿對導(dǎo)洞周圍土體進(jìn)行超前預(yù)加固，導(dǎo)洞開挖完成后及時施作初期支護(hù)。施作初期支護(hù)后，在兩側(cè)底部導(dǎo)洞中施作條形基礎(chǔ)，在底部中間兩導(dǎo)洞施作底縱梁，在條形基礎(chǔ)上施作邊樁，在底縱梁處施作鋼管樁，在邊樁處施作絲杠。絲杠施作完成后，進(jìn)行邊樁冠梁施工，冠梁采用32a形工字鋼，施作后需將絲杠與工字鋼冠梁進(jìn)行焊接，從而達(dá)到調(diào)節(jié)高度的目的。邊導(dǎo)洞樁梁結(jié)構(gòu)施作完成后，在中導(dǎo)洞處鋼管樁上施作絲杠（施工方法與邊樁施工相同）以及進(jìn)行頂縱梁的施工，施作完成后及時進(jìn)行回填，運用CD法開挖邊扣拱以及中扣拱之后，及時進(jìn)行二次襯砌扣拱以及注漿回填。待受力體系完成后，將中板以上土體進(jìn)行開挖，開挖完成后進(jìn)行中板以及側(cè)墻施工，待其穩(wěn)定后，開挖中板以下土體，開挖完成后施作底板以及側(cè)墻，進(jìn)而完成車站整體結(jié)構(gòu)的施工。北京地鐵6號線蘋果園站雙層結(jié)構(gòu)“PBA”洞樁法施工步驟如圖2所示。圖2?“PBA”洞樁法施工步驟（a）第一步；（b）第二步；（c）第三步；（d）第四步；（e）第五步；（f）第六步；（g）第七步第一步：采用深孔注漿超前預(yù)加固上部左右兩側(cè)及底部土體，然后同步開挖左右導(dǎo)洞，開挖后及時施作初期支護(hù)；待結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后，對中部兩導(dǎo)洞兩側(cè)及底部土體進(jìn)行超前預(yù)加固，先開挖中部左側(cè)導(dǎo)洞，開挖后及時施作初期支護(hù)，貫通后待結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，施作中部右側(cè)導(dǎo)洞。第二步：進(jìn)行下部四導(dǎo)洞施工，施工順序與上部導(dǎo)洞相同，超前預(yù)加固范圍為開挖導(dǎo)洞一周。第三步：導(dǎo)洞施工完成后，施工條基、底縱梁、邊樁及鋼管柱，安裝絲杠，施工冠梁及頂縱梁，并及時回填。第四步：CD法開挖上部結(jié)構(gòu)兩邊跨導(dǎo)洞間土體，臺階法開挖兩中導(dǎo)洞之間土體，靠近邊導(dǎo)洞的一側(cè)先開挖，靠近中部導(dǎo)洞的土體后開挖，錯距為5?m，最后兩中導(dǎo)洞之間的土體開挖，錯距不應(yīng)少于20?m，初期支護(hù)的施作隨著開挖進(jìn)行。第五步：由結(jié)構(gòu)中部向兩側(cè)依次拆除頂板以下的導(dǎo)洞側(cè)墻的初期支護(hù)及邊跨與中部導(dǎo)洞之間開挖所留下的中隔壁，拆除完畢后在頂板的頂部以及側(cè)墻的外側(cè)施作防水材料進(jìn)行防水層的鋪設(shè)，施作完成后進(jìn)行頂板結(jié)構(gòu)的二次襯砌的澆筑施工，并澆筑裸露在外的側(cè)墻。第六步：從中樓板處向下開挖0.2?m，施作中樓板梁以及中樓板，并及時進(jìn)行側(cè)墻防水層–保護(hù)層–側(cè)墻的有關(guān)施工，施工完成后，及時有序地將模板進(jìn)行拆除，并將上部導(dǎo)洞剩下的底部初期支護(hù)進(jìn)行拆除。

第七步：開挖基底以上土體，分段破除車站范圍最底層導(dǎo)洞的初期支護(hù)，完成后進(jìn)行底板施工，同理也應(yīng)進(jìn)行底板的防水層–保護(hù)層–側(cè)墻有關(guān)施工，施工完成后即整個車站的結(jié)構(gòu)施作完成，進(jìn)而進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的應(yīng)用性施工。4?施工關(guān)鍵技術(shù)4.1?導(dǎo)洞開挖4.1.1?難點分析由于本站施工空間有限，因此在導(dǎo)洞開挖過程中，一個新導(dǎo)洞的開挖必定會影響已經(jīng)開挖的導(dǎo)洞，因此如何規(guī)避由于導(dǎo)洞間距過近的問題而產(chǎn)生的群洞效應(yīng)是解決此問題的關(guān)鍵。4.1.2?施工對策此施工對導(dǎo)洞周圍土體進(jìn)行超前注漿加固措施，待土體穩(wěn)定后再進(jìn)行土體開挖；在進(jìn)行土體開挖時采用先上后下、先邊后中的開挖方式，并分層次分錯距進(jìn)行開挖，充分減少每次開挖對土體的擾動；導(dǎo)洞開挖時采用上下臺階預(yù)留核心土的方法，充分保證土體的穩(wěn)定性，減少對地層的擾動；及時進(jìn)行施作初期支護(hù)以及二次襯砌，保證導(dǎo)洞閉合成環(huán)；合理進(jìn)行量測，通過信息反饋的方法實時反饋工程現(xiàn)狀并指導(dǎo)施工。4.2?抬升注漿4.2.1?難點分析由于本工程下穿段采用抬升注漿的方式對既有地鐵1號線進(jìn)行變形、沉降控制，因此采用何種注漿方式是此工程的一項技術(shù)難題。4.2.2?施工對策此工程施工采用分階段注漿抬升的方式對地鐵1號線下方進(jìn)行注漿抬升，每階段注漿抬升均先利用深孔注漿在注漿區(qū)域四周形成止?jié){墻，將注漿區(qū)域形成封閉空間。封閉區(qū)域內(nèi)采用分階段、分區(qū)域、分批次、對稱進(jìn)行可重復(fù)注漿，直到注漿后地鐵1號線沉降量可控。在進(jìn)行注漿加固時用監(jiān)控量測配合施工，實時調(diào)整注漿方案以及注漿壓力，將注漿與監(jiān)測信息化同步進(jìn)行。4.3?絲杠支頂4.3.1?難點分析絲杠支頂技術(shù)是常用的防止沉降控制措施，但其安放位置以及安放后是否安全等是此次工程施工過程中的一項技術(shù)難題。4.3.2?施工對策在梁柱體系形成階段安裝絲杠，在邊樁以及中柱澆筑的最后階段，在其頂部預(yù)先埋設(shè)鋼板以及相應(yīng)的錨筋，埋設(shè)完后將絲杠與工字鋼縱梁通過焊接相連接，通過調(diào)節(jié)絲杠將既有結(jié)構(gòu)頂緊，保證絲杠–工字鋼–既有地鐵1號線密貼性，并在頂部鋼板處埋設(shè)軸力測定計，通過測定計反映的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測，從而保證絲杠的正常工作，確保安全性。4.4?主體結(jié)構(gòu)的扣拱施工4.4.1?難點分析此次地鐵站拱部結(jié)構(gòu)總長為22.6?m，單跨拱部長度均超過7?m，因此在拱部施工時會產(chǎn)生較大地表沉降，并且此結(jié)構(gòu)的頂部密貼既有地鐵1號線，車站上部還存有多條既有管線，因此確保在拱部施工過程中較好控制既有建筑物的變形與沉降是本工程的一大難點。

4.4.2?施工對策

拱部在施工時應(yīng)采用少擾動的施工方式，分部多次進(jìn)行開挖，盡量縮短每一次循環(huán)進(jìn)尺的施工，保證拱部結(jié)構(gòu)能盡早地閉合成環(huán)，構(gòu)成較好的受力體系；在施工的整個過程中，對導(dǎo)洞拱頂下沉、地表沉降以及地鐵1號線的變形做好統(tǒng)計，如果其中任意一項沉降值以及沉降速率不滿足規(guī)范的相應(yīng)要求，立即采用相應(yīng)的補(bǔ)救措施。5?結(jié)束語隨著我國軌道交通事業(yè)