地铁车站地下既有结构处围护结构施工工法

地铁车站地下既有结构处围护结构施工工法

中铁十二局集团有限公司

张栓牢梅振宇林浪峰

1.前言

近年来，随着城市的不断发展，越来越多的城市开始兴建地铁，其中大量地铁车站均位于城市中心，往往地下或多或少存在既有结构，对施工会造成一定的影响。

我单位承建的常州市轨道交通2号线一期工程TJ08标文化宫站位于常州市延陵西路，车站为14m岛式站台地下两层双柱三跨箱型结构车站，车站净长539.0m，净宽21.3m，标准段基坑开挖深度约17.1m，端头井段为18.8m。2号线文化宫站分为1#、2#、3#、4#共四个基坑，其中2号坑存在宽32.4m既有地下过街通道，3号坑存在宽12.3m既有地下过街通道。我公司在施工中经过不断地研究和实践，总结出了施工工序合理、工效高、能确保工程质量和施工安全的一套施工方法。本工法对存在既有地下结构的地铁车站工程项目起到很好的借鉴作用。

图1 2号线文化宫站2#基坑既有地下过街通道

2.工法特点

2.1 由于地下连续墙钢筋笼吊装往往需采用大型履带吊车，故地下通道处需提前进行加固处理，本工法地下通道加固采用φ609钢支撑加固，相较脚手架支撑加固施工工期大大缩短，稳定有效。

2.2 立柱桩格构柱采用分节下放，后期拼接，避免由于格构柱高于地面过多影响通道内桩基施工。

2.3 地下通道处导墙改为深导墙与既有结构底板相连，相较全面破除地下结构回填土方后施工普通导墙大大缩短工期。

3.适用范围

3.1 适用于存在地下既有结构的地铁车站、基坑。

4.工艺原理

地铁车站往往位于城市中心，当遇到车站地下存在既有结构时往往给围护结构施工带来很大影响。本工法在保证安全、质量前提下，经过各方讨论和研究，决定采用钢支撑加固地下通道保证履带吊行走路线安全，后破除地下连续墙位臵既有结构，施工地下连续墙深导墙，最后依据桩基位臵破除既有结构保证桩基施工工作面施工桩基。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

图5.1 既有结构处地铁车站围护结构施工工艺流程图

5.2 操作要点

5.2.1 施工准备

1、测量放线

按照既有地下通道结构将轮廓线引至地面，撒白灰线标明通道边线位臵；

2、土方开挖

根据线位对道路进行切割破处，路面破除后按1:1放坡进行土方开挖至结构顶板面。

5.2.2 既有结构破除

1、结构破除

根据现场施工需要对范围内结构顶板及地连墙位臵侧墙底板进行破除。顶板破除后需及时在破除范围周围搭设钢管架防护。

2、杂物清理

地下通道内遗留部分风管、消防管道等杂物，对需安装钢支撑位臵人工配合GME65-9

挖机进行拆除。

5.2.3 钢支撑安装

以2号基坑过街通道南侧为例，考虑通道内既有结构柱后，对履带吊行走区域采用6根φ609钢柱支撑加固，具体布臵位臵见图5.2、图5.3所示。

图5.2 地下通道钢柱支撑布臵剖面图

图5.3 南侧地下通道钢柱支撑布臵平面图

1、根据钢柱支撑平面图，定出支撑中心位臵线。

2、定出支撑两头中心点位臵，确保支撑轴心受力。量测出两接触点实际长度，根据实测长度下料和拼接φ609钢管。

3、钢柱支撑先预拼至设计长度，每根支撑设臵一个活洛端头，根据顺序分段架设钢柱支撑。用25吨汽车吊整根吊起钢管支撑，GME65-9挖掘机辅助拼装。

4、钢柱支撑吊装到位拼装完成后，在活络头子中锲紧垫块，并电焊焊接牢固，并施加设计预应力，确保钢柱支撑对顶牢固，解开起吊钢丝绳，完成该根支撑的安装。

图5.4 钢支撑加固

5.2.4 深导墙施工

1、按照设计尺寸严格控制破除既有结构底板（见下图），注意破除至原结构底板后，仍需向下开挖1m。结构破除后钢筋不得全部切割，必须预留15cm长原结构钢筋以便与深导

墙连接。

图5.5 深导墙施工既有结构破除范围示意图

2、钢筋绑扎：

1）钢筋绑扎应注意保持钢筋骨架尺寸外形正确，绑扎时宜将多根钢筋端部对齐，防止

绑扎时钢筋偏离及骨架扭曲变形。

2）保护层垫块厚度应准确，垫块间距2m*2m，以防因垫块厚薄和间距不一，而导致保

护层厚度不足。

3）在绑扎前，应先按设计图纸检查对照钢筋尺寸）位臵正确无误，然后再进行绑扎。

4）钢筋绑扎时深导墙与既有顶板）底板钢筋连接部位须严格按照施工图纸要求施工。

5）钢筋绑扎完成后立模板之前，必须清除干净导墙根部遗留积土、淤泥等杂物，并对

混凝土界面进行凿毛处理。

图5.6 深导墙钢筋绑扎及界面处理

3、模板支护

1）测量放线

采用外控法控制，要求测量放线精度要高，所有的墙体应有边线、控制线，放完线后必须进行二次复核，拉尺子检查是否闭合。放线完毕，应认真检查钢筋位臵是否有偏移，发现问题及时纠正。

2）木模板的清理及刷油

采用自制小铁铲将模板清理干净,脱模剂使用液压油,用滚刷将板面全部刷到位,完毕后用棉纱再插拭一遍,防止板面油渍污染钢筋。

3）模板吊装及校正

按照图纸将模板依次吊装拼装。拼装时需用吊锤吊线控制垂直度，垂直度偏差不得超过3‰。模板安装完毕后，需将模板底部用清水冲洗一遍，以防夹泥夹砂，后在模板底部抹水泥砂浆封堵缝隙。

4）为了后期高压旋喷桩施工便利，需提在桩位处预留孔洞，如下图所示：

图5.7 深导墙高压旋喷桩施工示意图

4、混凝土浇筑

浇筑混凝土应连续进行。如必须间歇其间歇，时间应尽量缩短，并应在前层混凝土初凝之前，将次层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间应按所用水泥品种及混凝土初凝条件确定一

般超过2小时应按施工缝处理。

5.2.5桩基施工

待深导墙及地下连续墙施工完毕后，开始针对桩位进行既有结构破除。

1、底板破除

2号基坑过街通道处南侧桩基桩径均为1m，测量队测绘出桩基中心位臵后按1.4m直径破除底板，破除完成后重新测绘出桩中心点并校核破除范围。

2、格构柱安装

由于既有结构底板面标高远低于设计格构柱顶标高，直接下放整根格构柱会给桩基施工场地带来很大影响，故采用分段安装格构柱的方法施工：下半段格构柱随钢筋笼一起入孔，格构柱顶高出既有结构底板面40cm；上半段格构柱待砼支撑施工时与下半段格构柱对接。

1）场地清理

桩基施工完成后对地基进行处理，对桩孔周围碎渣、淤泥等进行清理，使混凝土面层可见，然后按统一标高（-1.6m)进行场地平整，人工与机械配合凿除多余部分混凝土层并清理干净。

2）桩孔回填压实

对桩孔进行土方回填，回填土应符合设计要求，应具有一定的强度和稳定性。既有结构底板以下两米范围内采用碎渣回填，回填完成后需对回填的碎渣进行压实。

3）钢筋网片铺设

人工清理桩孔四周使既有结构底板钢筋露出。制作C16@150钢筋网片，钢筋间采用0.8mm 钢丝绑扎连接。将钢筋网片与既有结构底板钢筋连接，连接方式采用0.8mm钢丝绑扎连接。

4）混凝土浇筑

浇筑前用清水清理桩孔四周，保证桩孔四周无泥巴等杂物；对铺设好钢筋网片的桩孔浇筑超过30cm厚C25混凝土，边振捣边浇筑。混凝土浇筑确保达到设计标高（-1.6m)，并且对混凝土面进行抹面，保证混凝土面平整美观。

图5.8 桩孔硬化处理

5）格构柱对接

上半段格构柱加工完成后，吊放到对应的下半段格构柱位臵进行对接，初步固定后，要对格构柱垂直度进行复核。格构柱对接做法如下图所示：

图5.9 格构柱对接示意图图5.10 格构柱对接

6.材料与设备

6.1 主要材料

1、模板：1830×915×18mm胶合板。

2、木方：40×90×3000mm木方。

3、钢筋：HRB400Φ28、HRB400Φ25、HRB400Φ16、HRB400Φ12。

4、混凝土：C30商品混凝土。

5、钢支撑：φ609钢支撑

6、其它：20mm厚钢板、Φ14对拉螺栓、焊机、焊丝。

6.2 主要设备

本工程主要机具设备详见下表：

序号机具设备名称参考规格参考数量备注

1 全站仪Sokkia Set2B 1

2 水准仪DZS3-1 2

3 汽车吊 25t 1台

4 履带吊200t 1台

5 平刨MB-503 2台

6 锤子0.25kg、0.5kg 20把

7 单头扳手17～24 4套

8 手电钻6个

9 台钻6台

10 手提电刨8台

11 电动扳手10套

12 钢丝钳长150、175mm 10把

13 砂轮切割机J2G-400 2台

14 混凝土振捣棒5套

15 挖掘机SK200 1台

表6.1 主要机具设备表

7.质量控制

7.1 工程质量控制标准

7.1.1 钢筋工程

钢筋工程质量控制标准参照《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）、《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-2010），相关技术要如下：

序号检验项目质量要求检验方法

1

钢筋

网片长、宽±10mm 尺量

2

网眼尺寸机械连接±10mm 尺量

3 绑扎±20mm 尺量

4 绑扎钢

筋骨架长±10mm 尺量

5 宽、高±5mm 尺量

6

受力

钢筋间距±10mm 尺量

7 排距±5mm 尺量

8 保护层厚度±5mm 尺量

9 箍筋、横向钢筋间距±10mm 尺量

10 钢筋弯起点位臵±10mm 尺量

11 受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸±10mm 尺量

12 弯起钢筋的弯折位臵±10mm 尺量

13 箍筋内净尺寸±5mm 尺量

表7.1 钢筋工程主要质量参数表

7.1.2 模板工程

模板工程质量控制标准参照《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）、《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008) ，相关技术要求如下：

序号项目允许偏差（mm）检查方法

1 轴线位移柱、墙、粱 5 尺量

2 底模上表面标高±5 水准仪或拉线尺量

3

截面模内尺

寸

基础±10

尺量柱、墙、粱±4、-5

4 层高垂直度

层高不大于5m 6 经纬仪或

吊线、尺量

大于5 m 8

5 相邻两板表面高底差 2 尺量

6 表面平整度 5 靠尺、塞尺

7 预埋铁件中心线位移 3 拉线、尺量

8 预理管、螺栓中心线位移 3 拉线、尺量

螺栓外露长度 +10、-0 9

预留孔洞

中心线位移

+10

拉线、尺量

尺寸 +10、0 10

插筋

中心线位移

5

尺量

外露长度

+10、0

表7.2 模板安装、预埋件、预留孔允许偏差表

7.1.3 混凝土工程

混凝土工程质量控制标准参照《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）、《混凝土质量控制标准》（GB50164-2011），相关技术要求如下：

表7.3 现浇结构尺寸允许偏差和检验方法表

8.安全措施

8.1进入现场的所有员工必须正确佩戴安全帽，安全帽的规格、着色、编号，由安全管理部进行统一规范，并建立发放登记台帐。

8.2高处作业人员必须每人一条安全带和安全帽及防滑鞋。8.3施工用电按《临时用电安全技术规范》有关规定进行安装、架设、使用，施工机具采用“一机一闸一漏”的安全措施；加设漏电保护器，做好安全防护工作。

8.4既有结构顶板破除后及时做好临边保护工作。 8.5各种施工、操作人员经过安全培训后，持证上岗。

8.6各种施工机具设备及安全防护设施，进行安全检验合格后，方可投入使用。 8.7雨天严禁露天电焊。

8.8 钢支撑等各类材料吊装必须专职司索指挥。

9.环保措施

9.1成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检查。

9.2将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布臵、规范围挡，做到标牌

项 目 允 许 偏 差(mm) 检 验 方 法 轴线位臵 梁 8 尺量 标高 层高 ±10 水准仪或拉线、尺量

截面尺寸 +8，-5 尺量

表面平整度 8 2m 靠尺和塞尺检查

预埋设施中心线位臵 10 尺量

清楚、齐全，各种标识醒目；配备专人负责现场文明施工，保证施工场地整洁。

9.3对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强实施中的监测、应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。

9.4砼泵、砼罐车噪声排放的控制：加强对混凝土泵、砼罐车操作人员的培训及责任心教育，保证混凝土泵、砼罐车平稳运行、协调一致，禁止高速运行。要求予拌砼供应商加强对砼泵的维修保养，及时进行监控，对超过噪声限制的砼泵及时进行更换。

9.5对施工场地进行硬化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。

10.效益分析

10.1 经济效益

本工法通过理论研究及实践总结，施工过程有序可控，施工方法稳定可靠，保证安全及质量的前提下采用钢支撑加固地下通道、深导墙替换普通导墙、格构柱分段安装的施工方法大大缩短了施工工期，施工过程有序可控，具有明显的经济效益。

10.2 社会效益

本工法施工过程中无有害物和垃圾，符合国家绿色建筑理念，本工法施工大大缩短工期，得到了业主的高度评价，为公司赢得了品牌效应，赢得社会的广泛赞誉，社会效益显著。

11.应用实例

11.1 工程概况

2号线车站为14m岛式站台地下两层双柱三跨箱型结构车站，车站净长539.0m，净宽21.3m，标准段基坑开挖深度约17.1m，端头井段为18.8m。2号线车站附属结构共有4个风亭、9个出入口。根据现有施工场地条件，2号线车站采用半铺盖法施工，车站两端端头井均为盾构掉头，且均预留了盾构接收条件。

11.2 施工概况

2号线文化宫站2号基坑过街通道南侧围护结构自2016年11月15日开始施工，于2017年6月15日完成铺盖板混凝土浇筑。

11.3 工程评价

2号线文化宫站2号基坑过街通道南侧围护结构已施工完成。工程采用本工法进行施工，在保证质量与安全的前提下，大大缩短了工期，提前完成了业主下达的施工任务，得到了业主的高度评价。本工法施工便捷、工效提高、稳定可靠，提供了可观的经济效益。