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上海地铁车站盾构工作井盖挖逆作施工技术
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内容提示：【 以上海地铁 2 号线虹桥临空园区站盾构工作井工程为例, 介绍了盖挖逆作法施工工艺及关键技术措施, 该工艺对地铁深基坑提高施工效率, 节约工期, 减少基坑变形, 降低施工风险等方面具有一定的参考价值。 【
【 摘 要】以上海地铁 2 号线虹桥临空园区站盾构工作井工程为例, 介绍了盖挖逆作法施工工艺及关键技术措施, 该工艺对地铁深基坑提高施工效率, 节约工期, 减少基坑变形, 降低施工风险等方面具有一定的参考价值。（参考《建筑中文网》）
【 关键词】地铁车站 盾构工作井 盖挖逆作 施工工艺
0 引言
地下基坑通常有以下几种施工方法: 明挖法、新奥法、浅埋暗挖法、盖挖法、盾构法等。暗挖法在技术上我国走在世界的前列, 一般在繁华的市区, 不中断交通, 减少对城市人民生活的干扰, 特别是在地下水位较深、不需要降水的条件下采用。明挖法是最常用、应用最广泛的一种施工方法, 该法施工简单、安全、快速、造价较低, 但对城市生活干扰大, 限制因素较多。盖挖法是修建地铁的重要使用方法, 通过合理组织施工及疏导交通可以做到基本上不影响交通, 在北京、上海、南京、广州等都有成功的经验, 并逐渐成为我国地下工程施工中重要的施工方法, 但在高水位、饱和的淤泥质粉质粘土层中修建地下深基坑较为少见。上海地铁 2 号线虹桥临空园区站的主体结构采用明挖顺作法施工, 北盾构井采用盖挖逆作法施工。
1 工程概述
上海地铁 2 号线虹桥临空园区站位于上海市长宁区天山西路南侧, 协和路与淞虹路两路口之间, 车站设计总长为454.954 m, 标准段内净宽为 18.6 m, 车站地下连续墙厚800 mm, 西端头井墙深为 33 m, 标准段墙深为 29.5 m, 东端头墙深为 31 m, 设有 3 个风道和 5 个出入口。该车站为地下两层双跨单柱框架结构, 岛式车站, 车站埋深 15.195 m( 至站台有效长度中线的底板底) 。
北盾构井位于车站北侧 14 轴到 17 轴之间, 为二期工程预留的盾构井。北盾构井设置在车站标准段上, 向外扩大凸出约 14 m, 因此, 北盾构井围护结构已紧贴施工围档, 围档外就是车辆频繁通行的道路, 而且北盾构井基坑距天山电话分局 4 层楼房很近, 只有 10 m左右。保护天山电话分局 4层楼房的安全及围挡处道路交通畅通, 是北盾构井施工的重难点。
北盾构井长度约 23 m, 宽度 14 m 左 右 , 开挖 深 度17.2 m。为了保护天山电话分局, 东西向设置了一道隔断墙,隔断墙南侧结构已完成。隔断墙以北部分工程量较小, 长度约 22 m, 宽度 5￣9 m, 土方量 2 000 m3, 破除隔断墙钢筋混凝土 220 m3。施工主要包括土方开挖、支撑, 顶、中、底板及边墙钢筋混凝土结构施工, 盾构钢环安装等。
2 方案确定
虹桥临空园区站北盾构井原设计方案采用明挖顺作施工, 自上而下需要设置 5 道钢支撑。由于隔断墙厚 600 mm,刚度不大, 且南侧已开挖完成, 并进行了结构施工, 其中隔断墙南侧顶板、中板为预留吊装孔, 不能直接提供支反力。如采用 5 道钢支撑则支撑效果欠佳, 基坑变形较大, 不利于保护天山电话分局及坑外交通要道的安全稳定。
鉴于此种情况, 经建设单位、设计单位、施工承包商研讨后达成一致意见, 调整原设计方案, 改明挖顺作施工为盖挖逆作施工。逆作法施工, 其先决条件必须要有支撑顶板、中板载荷的可靠的支承力, 由于北盾构井剩余部分尺寸较小, 四周均已预埋与板相连的接驳器, 同时设置的框架梁与连续墙以接驳器方式连接, 缺损的接驳器由植筋方式补足, 支承顶板和中板的支承力非常可靠, 因此采用盖挖逆作法施工。
3 施工方案
首先将土方包括隔断墙破 除至 顶 板下 10 cm, 施 工10 cm厚的 C20 细石混凝土底模, 仔细抹平抹光, 达到一定强度后, 表面涂刷脱模剂, 然后绑扎钢筋, 进行顶板及顶框架梁浇混凝土, 并喷水养护。当强度达到 80%￣90%设计强度时,开挖顶板以下土方, 破除顶板以下隔断墙至中板以下 10cm, 同时凿除顶板以下底模; 然后施作中板细石混凝土底模, 涂刷脱模剂, 进行中板及中框架梁施工。待中板混凝土强度达到设计强度 80%～90% 时, 开挖中板以下土方, 破除中板以下隔断墙, 同时凿除中板底模; 下挖至底板下 20 cm后,施工底板垫层及底板。最后施工边墙, 边墙施工顺序为, 先站台层边墙, 安装盾构钢环; 再施工站厅层边墙。
4 施工工艺
4.1 第一分层土方开挖及顶板顶框架梁施工
4.1.1 开挖
采用盖挖逆作法施工, 第一分层土方开挖与明挖顺作相同,即用普通的液压反铲挖掘机由西向东开挖, 渣土从福泉路运出。机械开挖标高至底模底面以上 20￣30 cm, 下部20￣30 cm采用工人开挖抄平, 准确控制标高。同时破除隔断墙至底模底面标高。详见图 1、图 2、图 3、图 4。
由于剩余部分结构中间为盾构吊装孔, 吊装孔部分不需施工底模, 可将吊装孔中间深挖 30￣50 cm, 将四周积水引到中间集水井排出地表。这样可以将吊装孔周边土体积水排出, 保证四周底模施工时, 基底土体含水量减少, 可以提高土体强度。如果围护结构渗漏, 必须及时封堵, 防止渗漏水浸泡土体。施工 C20 细石混凝土底模时, 基底有烂泥, 必须工人铲除, 换填干土或填砂。
4.1.2 底模施工
底模施工包括梁模、边墙模及板底模施作。底模 C20 细石混凝土厚 8￣10 cm, 表面要求抹平、抹光, 棱角清晰, 尺寸准确。底模施工完后, 注意保护, 在未硬化前, 不允许人工踩踏。底模标高误差±1 cm。底模硬化后, 涂刷脱模剂, 待脱模剂干燥后, 再进行钢筋绑扎, 绑扎钢筋过程中, 尽量减少人工踩踏, 避免损坏脱模剂涂层。
4.1.3 钢筋绑扎
施工方案采用自上而下施作顶板、中板、底板, 最后施工边墙。边墙先施工站台层, 后施工站厅层。板、顶钢筋绑扎按设计配筋图布筋。边墙因分两次施工, 在施工板钢筋时, 顶板下部必须预留边墙及柱钢筋, 预留钢筋必须长短间隔错开排列, 以保证钢筋接头错开距离不小于 500 mm, 短钢筋板下预留长度不小于 400 mm, 长钢筋板下预留长度 1 000 mm。钢筋规格, 排列间距按设计图要求。边墙及柱预留钢筋, 按长度要求下好料, 安装时, 在梁槽底部、柱坑底部的模板孔中, 用锤打入土中, 注意控制钢筋垂直度及标高位置。
4.1.4 混凝土浇筑及施工缝防水
顶板、中板、底板混凝土和边墙混凝土由于分次浇捣, 因而, 站台层边墙, 站厅层边墙均存在上下两道水平施工缝, 下部施工缝采用钢板腻子止水带防水, 与明挖顺作方式相同。上部一道水平施工缝采用膨胀腻子止水条防水。为了克服上一道水平施工缝接触面混凝土难以充满、难以浇捣的弊端,在顶板、中板边墙部位每隔 1.2￣1.5 m预留 φ120￣150 mm浇捣孔, 上通板上过预留孔浇捣边墙混凝土, 实践证明, 该方法能保证上部水平施工缝部位混凝土密实及接缝的严密, 保证防水效果。
4.2 第二分层土方开挖及中板中框架梁施工
第二分层土方开挖, 必须在顶板( 梁) 的强度达到设计强度的 80%～90% 后, 才能进行。首先在吊装预留孔中, 用伸缩臂或长臂挖掘机, 下挖 1.8 m左右, 预留吊装孔四周土方用工人铲到吊装孔中, 以便于挖机直接将土挖到地面装车。开挖顶板以下土方时, 同时要破除顶板下的底模, 底模悬空长度不能超过 1 m, 防止底模脱落砸伤人员, 确保安全。先开挖 1.8 m高度, 目的是便于人工脱底模。脱底模钢钎应加工成扁凿, 防止脱模时, 凿坏顶板混凝土。底模破除后, 再往下开挖至中板以下 10 cm左右, 施作中板底模。应说明的是, 在土方开挖时, 尽量作到同步破除隔断墙 , 加快施工进度。为了排除底部积水, 吊装孔中多挖深 30￣50cm。中板下底模施工, 钢筋绑扎, 混凝土浇捣及施工缝防水方式同顶板。
4.3 第三分层土方开挖及底板施工
当中板混凝土强度达到设计强度 80% ～90% 时, 开挖第三分层土方, 第三分层土方开挖、垫层和底板施工同第二分层。
4.4 边墙施工
底板施工完以后, 强度达到 1.2 MPa 以上, 即可施工站台层边墙, 安装盾构钢环。站台层边墙完成后, 再施工站厅层边墙。边墙施工采用钢模 900 mm×1 500 mm, 对拉螺栓φ14 mm。对拉螺栓用三角铁片与连续墙主筋焊接, 焊接必须牢固可靠, 严格检查。边墙钢筋及柱钢筋接长采用电渣压力焊。边墙钢筋与板下预留钢筋连接时, 采用焊接或绑扎, 绑扎搭接长度必须达到规范锚固长度。
边墙混凝土浇捣是施工的关键。要振捣好, 保证混凝土密实。采取如下施工方法:
( 1) 站台层边墙相对较高, 约 7 m。先立下部模板, 立至距中板 1 m左右, 在中板下浇注混凝土和进行振捣, 确保下部混凝土振捣密实。
( 2) 下部混凝土浇完, 迅速将上部的模板立好对拉螺栓固定, 再从中板预留的浇注孔中, 将混凝土浇入, 并进行振捣, 这样利用 0.7 m高的混凝土压力差将施工缝充满、密贴。要求周密组织, 模板工足够, 能尽快将上部模板立好, 在下部混凝土初凝之前, 浇捣上部混凝土。站厅层边墙施工方法与站台层相同。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200808/9107.htm
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