地铁地下车站施工
地下车站施工
地下铁道（地铁）工程，包括轻轨交通，已成为城市基础设施的重要组成部分。其结构由车站、区间隧道、高架桥梁等组成。
一、地铁车站形式与结构组成
（一）地铁车站形式分类
地铁车站根据其所处位置、埋深、运营性质、结构横断面、站台形式等进行不同分类，具体详见下表。
地铁【轻轨交通）车站的分类
（二）构造组成
1．地铁车站通常由车站主体（站台、站厅、设备用房、生活用房），出人口及通道，通风道及地面通风亭等三大部分组成。
2．车站主体是列车在线路上的停车点，其作用既是供乘客集散、候车、换车及上、下车；又是地铁运营设备设置的中心和办理运营业务的地方。
3．出入口及通道（包括人行天桥）是供乘客进、出车站的建筑设施。
4．通风道及地面通风亭的作用是保证地下车站有一个舒适的地下环境。
二、施工方法（工艺）与选择条件
地铁工程通常是在城镇中修建的，其施工方法选择会受到地面建筑物、道路、城市交通、环境保护、施工机具以及资金条件等因素影响。因此，施工方法的决定，不仅要从技术、经济、修建地区具体条件考虑，而且还要考虑施工方法对城市生活的影响。主要有以下几种方法：
1、明挖法施工
2、盖挖法施工
盖挖法可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法及盖挖半逆作法。目前，城市中施工采用最多的是盖挖逆作法。
三、地铁车站施工工艺流程
车站施工流程为围护结构→基坑土石方开挖→主体结构→土方回填。
（一）围护结构施工
地铁车站基坑所采用的围护结构形式很多，其施工方法、工艺和所用的施工机械也各异；主要有墙板式桩、钢板桩、板式钢管桩、预制砼板桩、灌注桩、SMW工法桩、地下连续墙、自立式水泥土挡墙／水泥土搅拌桩挡墙。
下面简要介绍地铁施工中常见的地下连续墙围护结构形式：
1、地下连续墙施工
1）地下连续墙施工组织安排
（1）施工安排原则
①合理安排，缩短地下连续墙施工时间。
②从基坑两端向中部进行，为基坑开挖和结构施工创造条件。
（2）施工顺序
地下连续墙接头为工字钢，施工时采用跳跃式开挖槽段,先施工A 型槽段,再施工B 型槽段,A 型槽钢筋笼两侧焊接有地下连续墙接头工字钢，具体详见地连墙施工顺序图。接头为锁口管，地下连续墙顺序施工。
地下连续墙施工图
2）地下连续墙导墙施工 （1）导墙测量放样
①根据设计图纸提供的坐标计算出地下连续墙中心线角点坐标，计算成果经内部复核无误后，报监理、测量中心复核，进行测放。
单槽施工横道图
②根据计算成果，采用地面导线控制点，用全站仪实地放出地下连续墙角点，并立即作好护桩。报监理、测量中心进行复核。
③由于基坑开挖时地下连续墙在外侧土压力作用下产生向内的位移和变形，为确保后期基坑
结构的净空符合要求，导墙中心轴线外放180mm,即结构总体扩大360mm。
④在导墙沟槽开挖结束后，立即将中心线引入沟槽下，以控制导墙模板施工，确保导墙中心线正确无误。
⑤在导墙砼浇筑前，将导墙顶面标高放样于模板面上，以控制导墙顶面标高。基坑的外侧导墙与设备行走通道相衔接。
⑥导墙模板拆除后，检查导墙的中心线、平整度和垂直度是否符合要求。
⑦导墙施工结束后，立即在导墙顶面上做出分幅线，并测量出每幅槽段钢筋笼的吊点位置标高，以控制吊筋的长度。
（2）导墙的作用
导墙施工是地下连续墙施工中的一个极其重要的环节，其在地下连续墙施工中主要起以下几个方面的作用：
①控制地下连续墙施工精度。导墙与地下墙中心相一致，规定了沟槽的位置走向，可作为测量挖槽标高、垂直度的基准。
②挡土作用。由于地表土层受地面超载影响容易塌陷，为防止导墙在侧向土压力作用下产生位移，在导墙内侧每隔1～2米加设上下两道木支撑，或在导墙施工结束后回填土，待挖槽时再拆除木支撑或清除回填土。
③承受地下连续墙钢筋笼等施工荷载。施工期间，承受钢筋笼、灌注混凝土用的导管、接头管以及其他施工机械的静、动荷载。
④维持稳定液面。导墙内存储泥浆，为保持槽壁的稳定，泥浆液面保持高于地下水位一定的高度。
（3）导墙形式的确定
导墙采用“┓┏“型现浇钢筋砼，砼标号C20（内掺早强剂）。导墙翼面置于上部的杂填土上。导墙翼面宽度设计为1.0m、墙厚0.2 m、导墙深度1.65～2.45m。导墙翼面宽度设计为1.0m、墙厚0.2 m、导墙深度1.45m。导墙深度以墙脚进入原状土不小于0.3 m为宜，导墙顶面高出地面0.1m，防止周围的散水流入槽段内。导墙的净距按照《地下铁道工程施工及验收规范》的要求大于地下连续墙的设计宽度50mm。导墙图如下：
（4）导墙沟槽开挖
①导墙分段施工，分段长度根据模板长度和规范要求，一般控制在30～50m。
②导墙开挖前根据测量放样成果，地下连续墙的厚度，实地放样出导墙的开挖宽度。
③导墙沟槽开挖采用反铲挖掘机开挖，侧面人工进行修直，坍方或开挖过宽的地方做120
砖墙外模。
④为及时排除坑底积水，在坑底中央设置排水沟，在一定距离设置集水坑，用抽水泵外排。
⑤在平面上导墙施工接头与地下连续墙接头错开。在开挖导墙时，若有废弃管线等障碍物进行清除，并严密封堵废弃管线断口，防止其成为泥浆泄漏通道。
（5）导墙的钢筋砼施工
①导墙沟槽开挖后立即将导墙中心线引至沟槽中，将预先用方木制作好的底模放入槽内并调整至设计位置，再用自拌低标号砼固定。
②底模施工结束后绑扎导墙钢筋，导墙钢筋用Ф12螺纹钢，施工时双层双向布置，钢筋间距按150×200排列，水平钢筋置于内侧，钢筋施工结束并经“三检”合格后，填写隐蔽工程验收单，报监理验收，经验收合格后进行下道工序施工。
③为确保导墙施工质量，在施工前先检查模板的平整度。
④侧墙模板采用组合钢模板，模板加固采用钢支撑头加钢管支撑加固，支撑的间距不大于1米，模板加固牢固，严防跑模，并保证轴线和净空的准确，砼浇筑前先检查模板的垂直度和中线
以及净距是否符合要求，经“三检”合格后报监理通过方可进行砼浇筑。
⑤砼浇筑采用人工与反铲配合，砼浇筑时两边对称交替进行，严防走模。如发生走模，立即停止砼的浇筑，重新加固模板，并校正到设计位置后，方可继续进行浇筑。
⑥砼的振捣采用插入式振捣器，振捣间距根据振捣器的有效范围确定，防止振捣不均，同时也防止在一处过振而发生走模现象。
（6）导墙转角处理
在导墙转角处因成槽机的抓斗呈圆弧形，抓斗的宽度为2.7m，同时由于分幅槽宽等原因，为保证地下连续墙成槽时能顺利进行以及转角断面完整，转角处导墙需沿轴线外放不小于0.3m。
（7）模板拆除
砼强度达到70%后方可拆除模板。拆模后立即再次检查导墙的中心轴线和净空尺寸以及侧墙砼的浇筑质量，如发现侧墙砼侵入净空或墙体出现空洞及时修凿或封堵，并召集相关人员分析讨论事故发生原因，制定出相应措施，防止类似问题再次发生。
模板拆除后立即架设木支撑，支撑上下各一道，呈梅花型布置，间距1.5m。经检查合格后报监理验收，验收后立即回填，防止导墙内挤。同时在导墙顶翼面上用红油漆做好分幅线并标上幅号。
（8）导墙的施工允许偏差：
①内墙面与地下连续墙纵轴平行线为±10mm；
②内外导墙间距为±10mm；
③导墙内墙面垂直度为0.3%；
④导墙内墙面平整度为3mm；
⑤导墙顶面平整度为5mm。
（9）土方外运
为了保证工期，使白天和雨天挖槽不能外运时也可进行挖槽作业，在施工现场布设一个集土坑，供白天和雨天临时堆放挖槽湿土,晚上集中装车外运。
3）地下连续墙施工方法、施工工艺及质量控制要点
（1）施工方法
一般按照先挖两端最后挖中间的顺序施工。
（2）施工工艺
详见：“地下连续墙施工工艺流程图”。
（3）质量控制要点
地下连续墙施工工艺流程
①施工之前，对地下管线进行详细的调查，保证施工范围内无管线或对管线已进行处理。
②严格控制导墙的测量放线。考虑施工误差的外放尺寸，测量资料和外业测量必须有两人以上进行独立复核。
③提前编制详细的施工方案，报监理审批后，向作业层进行交底。
④控制好连续墙的垂直度，定时对槽段进行检查，确保偏差在允许范围内。
⑤有效控制锁口管的防水效果。
⑥水下砼的灌注严格按照施工工艺进行，控制在规范之内。
4）地下连续墙成槽施工
成槽是地下连续墙施工中的关键工序，挖槽约占地下连续墙工期的一半，因此
提高挖槽的效率是缩短工期的关键。同时，槽壁形状基本上决定了墙体外形，所以成槽的精度和质量是保证地下连续墙质量的关键之一。
（1）机械选型
地连墙成槽精度要求高，采用高性能槽璧机进行成槽的施工。其成槽时能自动显示成槽垂直度并带有垂直度修正块，能满足设计精度要求。成槽机配备800mm宽的槽壁头。
（2）单元槽段分幅
根据站区范围内的地质条件，合理控制幅宽，一般宽度为6m。对拐角等特殊地段，槽段宽度需满足成槽机最小施工宽度的要求。
（3）成槽开挖宽度
地下连续墙施工时采用跳跃式施工，先根据A型槽段的分幅宽度b，加上槽幅两端工字钢各外露宽度250mm，考虑成槽时左右垂直度的偏差外放180mm，则先施工幅的开挖宽度为
b+500mm+400mm。这样可以保证成槽结束后钢筋笼能顺利下放到位。第二幅A型槽段施工时要考虑B型槽宽度和施工偏差，给B型槽预留b+400mm施工宽度。同时尽量避免单元槽段之间的接头位置设在转角处。
（4）单元槽段开挖顺序
单元槽段成槽时采用“三抓”开挖，先挖两端最后挖中间，使抓斗两侧受力均匀。在转角处部分槽段因一斗无法完全挖尽时或一斗能挖尽但无法保证抓两侧受力均匀时，根据现场实际情况在抓斗的一侧下放特制钢支架来平衡另一侧的阻力，防止抓斗因受力不匀导致槽壁左右倾斜。标准槽段的开挖顺序见“地下连续墙成槽图”。
（5）泥浆配制和管理
在地下连续墙挖槽过程中，泥浆起到护壁、携渣、冷却机具、切土润滑的作用。性能良好的泥浆能确保成槽时槽壁的稳定，防止坍方，同时在砼灌注时保证砼的质量
起着极其重要的作用。
地下连续墙成槽图
本工程地连墙施工泥浆配制采用膨润土、纯碱、CMC按一定比例配制成，拌浆采用泵拌和气拌相结合。泥浆配合比根据地质条件等因素选定并进行室内试验，泥浆主要成分为：膨润土、纯碱、CMC化学浆糊和水。具体掺量将根据现场施工时泥浆质量测试情况进行调整。
①在施工中定期对泥浆的指标进行检查，并根据实际情况对泥浆指标进行适当调整，新拌泥浆贮存24小时后方可使用。
②成槽过程中采用PY－80型直立式泥浆泵向槽内送浆，挖槽结束及刷壁完成后，分别取槽内上、中、下三段的泥浆进行比重、粘度、含砂率和PH值的指标测定验收。
③泥浆循环与再生：成槽施工时，泥浆受到土体、混凝土和地面杂质等污染，其技术指标将发生变化，因此，从槽段内抽出的泥浆依据现场试验数据，将泥浆分别回送至循环浆池和废浆池内。砼浇筑过程中同样采用PY－80型直立式泥浆泵进行回收泥浆，回收泥浆性能符合再处理要求时，将回收泥浆抽入循环池，当泥浆性能指标达到废弃标准后，将回收泥浆抽入废浆池。
④废浆处理。抽入废浆池中的废弃泥浆每天组织全封闭泥浆运输车晚上外运至规定的泥浆排放点弃浆。
⑤技术要点：
A依据施工配比，先将膨润土泡在搅拌桶内，按规定数量加水，开动搅拌机搅拌，然后按规定数量加入纯碱搅拌约5分钟，再加入CMC溶液继续搅拌5分钟后即完成泥浆制备工作。为使泥浆熟化，新搅拌泥浆贮存24小时后方可使用。
B在成槽过程中，泥浆会受到各种因素的影响而降低质量，为确保护壁效果、保证槽壁稳定，对槽段被置换后的泥浆进行测试，对不符合要求的泥浆进行处理，直至各项指标符合要求后方可使用。
C对严重污染及超比重的泥浆作废浆处理，用全封闭运浆车运到指定地点，保证城市环境清洁。
D控制泥浆的液位，保证泥浆液位在地下水位1.0米以上，并不低于导墙顶面以下50厘米，液位下落及时补浆，以防坍塌。
⑥根据地质勘测资料，地下连续墙施工所涉及到地层主要为粘性土和砂性土。泥浆性能指标符合下表2-1规定：
泥浆性能指标表表2-1
⑦泥浆池的容量确定
为保证盛装泥浆的泥浆池容量能满足成槽施工时的泥浆用量，对泥浆池的容积进行计算：
Qmax ＝n ×V ×K Qmax ：泥浆池最大容量 n ：同时成槽的单元槽段 V ：单元槽段的最大挖土量
K ：泥浆富余系数，本工程取K ＝1.4
新拌泥浆主要流向浇筑混凝土泥浆池。当槽段开挖完成后，开始进行清底，浇筑混凝土泥浆池的泥浆进行循环，不断向槽内注入新液，置换出沉渣悬浮液，在废浆池内静置，沉淀后再投入使用。槽段进行挖槽作业时，需要大量循环泥浆，主要由挖槽循环池供给，同时槽璧机排出的泥浆，经筛分，除砂后可以混合使用。泥浆循环过程见泥浆循环图。
（6）成槽开挖
在成槽开始前，在导墙上定位出每一斗抓斗的中心位置，并放上标志物，以确保每次抓斗下放位置一致，防止抓斗左右倾斜。成槽机就位使抓斗平行于导墙，抓斗的中心线与导墙的中心线重合。挖土过程中，抓斗中心每次对准放在导墙上的孔位标志物，保证挖土位置准确。
成槽开挖时抓斗闭斗下放，开挖时再张开，每斗进尺深度控制在0.3m 左右，上、下抓斗时缓慢进行，避免形成涡流冲刷槽壁，引起坍方，同时在槽孔砼未灌注之前严禁重型机械在槽孔附近行走。
（7）成槽垂直度控制
在挖槽中通过成槽机上的垂直度检测仪表显示的成槽垂直度情况，及时调整抓斗的垂直度，做到随挖随纠，确保垂直精度在3/1000以上，力争达到2/1000以上。
（8）成槽时泥浆面控制
成槽时，派专人负责泥浆的放送，视槽内泥浆液面高度情况，随时补充槽内泥浆，确保泥浆液面高出地下水位1.0m 以上，同时也不能低于导墙顶面0.5m ，杜绝泥浆供应不足的情况发生。
新 拌 泥 浆 池流 入
挖 槽 循 环 泥 浆 池
槽 壁 机 挖 槽
置 换 出
废 弃 泥 浆 池注入
抽 层出 泥上 浆
注入
废 弃 泥 浆 池
置 换 出
地 连 墙 浇 筑 砼
浇 筑 砼 泥 浆 池
流 入
新 拌 泥 浆 池
抽 层出 泥上 浆
挖 槽 过 程 泥 浆 循 环 图
浇 筑 砼 过 程 泥 浆 循 环 图
（9）清底
采用置换泥浆法。槽段挖至设计标高后，将槽壁机移位，用超声波等方法测量槽段断面，如误差超过规定的精度及时修槽，对于槽段接头进行清理，用特制钢丝刷子清刷。此后进行清底，本工程采用的清孔方法是用成槽机抓斗细抓扫底清底。具体施工方法如下：
①成槽时控制每一斗挖土，每次挖土不能抓得过满，防止土体挤出抓斗，形成土渣。
②成槽时每一抓挖至设计标高以上50cm后停止挖土，进行第二抓挖土施工，直至全槽达到设计标高以上50cm后进行刷壁。
③清底在刷壁完成后进行，以防止刷壁产生的泥渣沉于槽底形成的沉渣未清除。
④清底采用成槽机抓斗由一端向另一端细抓，每一斗进尺控制在15cm，层层细抓，槽底下部由土体封闭，上部可以存装沉渣，将槽底沉渣和淤泥清除。
⑤清底至每一斗土体提出槽壁后无沉渣和淤泥、槽底标高达到设计标高为止，清底结束后测量槽深和沉渣厚度。
⑥至于在挖槽结束后相隔多长时间开始清底，这取决于土渣的沉降速度，它与土渣的大小、形状、泥浆和土渣的比重、泥浆的粘滞系数有关。用斯托克斯公式计算为：
v=（rs-rm）gd3/（18μ）
式中v ----土渣的沉降速度（cm/s）
rs----土渣的比重 rm----泥浆的比重
g ---重力加速度（cm/s2） d----土渣的粒径（cm）
μ---泥浆的粘滞系数（g.cm/s）
根据土渣的沉降速度和挖槽深度，可以计算挖槽结束后开始清底的时间：
T=H/v
式中T---槽结束后开始清底的时间（s）
H---挖槽深度（cm）。
根据施工经验，一般挖槽结束后静置2小时，悬浮在泥浆中沉降的土渣约80％可以沉底，4小时左右沉淀完毕。
⑦清底结束后达到如下要求：
槽深：不小于设计深度
沉渣厚度：不大于100mm
孔底泥浆比重：不大于1.15g/cm3