中铁建大桥工程局集团南方工程有限公司
摘要：社会进步、经济发展，推动着我国建筑市场快速发展。随着城市化建设步伐的加快，我国城市道路交通设备规模不断扩大，各地城市开始建造地铁。但由于城市土地资源的紧缺，我国建筑市场为了实现可持续发展、满足集约型社会建设要求，城市建设逐渐朝向立体化方向发展，城市轨道施工呈交叉式发展趋势。但这种立体式交叉施工技术难度更高，对于周边施工环境的要求非常高，所以如果在复杂的施工环境下保证既有结构与建筑物的稳定与安全是地铁施工的重难点。鉴于此，本文重点分析研究地铁施工中站站密贴下穿暗挖的施工技术，确保各项施工工序有序开展，希望能够为相关工程建设施工提供价值性参考。
关键词：地铁施工；密贴下穿；暗挖技术
随着城市地铁建设规模的扩大，我国地铁运营网初步形成且运营成效显著。但由于施工环境更加复杂，导致下穿既有区间、车站的地铁施工工程项目急剧增加，新建线路埋深增大，相应的施工技术难度也越来越大。下穿既有结构和建筑物的施工项目风险等级在地铁工程建设施工中占据最高等级，为了保证既有结构和建筑物的正常安全，施工人员必须保证地体站站下穿施工安全顺利开展，做好各环节施工技术设计工作，并在实际操作中严格落实，抓住关键技术，确保施工安全。
1.地铁施工中站站密贴下穿暗挖施工技术设计
1.1地质条件
1.1.1工程地质
下穿结构顶板和边墙周围是粉质黏土，围岩为VI等级，主要是因为其稳定新家好。圆砾卵石和粉细砂层是结构底板围岩主要土质层，并用作为承压水的含水层，易出现涌水流砂和流土的现象。
1.1.2水文地质
水位位于区间隧道结构顶板之上，潜水水位标高为26m，含水层的土质为圆砾卵石，渗透系数为65~75m / d。隧道结构底板上方的承压水层水位标高是19m，与潜水水位含水层土质类型一样都是圆砾卵石，并且有中粗砂和粉细砂，渗透系数为105~115m / d[1]。
1.2工程环境风险情况
车站自身结构风险与周边环境风险是本工程施工的主要风险。其中车站暗挖主体结构风险：车站主体总长53m，宽为24m，高2m。采用PBA施工方法可有效应对车站结构风险，通过深孔注浆加固和强化对施工过程的监控就可做好风险应对。
2.施工重难点分析
2.1保证无水施工
已知隧道底板部位的地基土多为砂层，且大部分结构位于粉质黏土层，如果降水满足不了预期，很难形成仰拱环，粉质粘土吸收大量的水分形成饱和状态导致自身稳定性降低，进而造成拱顶和掌子面出现坍塌现象。
如果既有线两侧圆砾卵石回填层存在潜水现象则不能采取降水方法进行处理，因为降水处理会加大地层沉降幅度，危害既有车站的安全[2]。制定降水方案时未能考虑到潜水梳干方面，降水方案仅能起到控制承压水水位的作用。确保堵水方案选用的合理性，保证无水施工。
2.2保证既有结构沉降不超标
制定CAD工法的设计方案，通过使用平顶直墙结构和既有线垫层刚性接触方法能够避免既有结构沉降范围处于可控制范围内。因为平顶直墙结构受到自身受力特点的影响，会造成施工期间结构本身的沉降与变形，而采用CAD工法虽然能解决结构受力特点的影响，但这并不表明CAD工法没有缺点，同时其也会造成结构变形叠加或扰动结构平衡的问题，而上部运营车站的动载对其也会产生较大影响。为了避免既有结构变形，可设置千斤顶预定初支结构[3]。但这种工艺在我国推行时间并不长，仍处于起步阶段，所以无法保证下穿施工既有结构沉降不超标。
3.地铁施工中站站密贴下穿暗挖施工技术方法
3.1施工准备
（1）进行施工现场标高测量与测设之前应掌握控制桩与水准点，这由业主提供，实际测量过程中需详细记录各项测量数据并用于验收，最终形成控制网。
（2）通过对横通道施工临点和临水的利用，以更好的满足施工需求。
（3）施工场地周围交通条件好，为出渣和材料运用提供便利。
3.2导洞开挖和初期支护
完成施工人员、材料和设备的准备工作之后就可进行小导洞施工，施工顺序是先上后下、先挖边再挖中。开挖边、中导洞时要注意二者的错开距离只要保持在25m以上；既有主体结构中导洞开挖工作完成之后方可进行另一个中导洞的开挖[4]。下导洞开挖工作是在完成全部既有主体结构的上导洞开挖工作之后才能进行。如开挖小导洞采用台阶施工法，利用混凝土注浆增加地层稳定性，并在钢架两侧打设锁脚锚杆，加强固定。
基底处理主要是在底板部位铺设防水层并安装安装钢管柱定位系统，在下导洞两边施作维护桩基础梁，该施工流程在完成下导洞开挖支护后进行。
围护桩施作于完成开挖支护的上导洞的内部，桩基避免机械开挖，采用人工挖桩的方式，至此桩浇筑完成，并在桩顶与丝杠连接处预留钢板。
3.3边桩及钢管柱施工工艺
3.3.1人工挖孔桩工艺
工艺流程：测量放线→破除上导洞临时仰拱，开挖桩孔→支设护壁模板→质量检查→灌注护壁混凝土→拆除模板继续施工（并进行局部护壁模板修理和校正模板位）→开挖下导洞初支标高并拆除初支→绑扎、定位钢筋笼→报验钢筋笼→灌注混凝土→质量验收
3.3.2桩孔土方开挖
利用风镐凿除上导洞初期支护混凝土，割断格栅，确保桩身开挖作业面空间充足。为了避免人孔挖孔破坏格栅钢筋的现象可在洞口边缘焊接加强环，并与断开的隔栅连接形成一个整体[5]。完成以上工作可进行人工开挖，注意第一节探孔的位置处于上导洞下方700mm处。
按照自上而下的顺序进行分段开挖，每隔100cm做护壁，遇到松散地层时可适当缩减做护壁的距离，如每25cm或50cm做一节护壁。
提升架将吊桶提升至做土方再垂直运输，吊桶的作用是安放挖好的土方，土方放在吊桶内之后打开月牙罩通过提升架吊出，然后装在手推车内，集中送到集土坑。月牙罩主要用来保护坑壁土体不会坠落，因此要求施工人员时刻观察月牙罩是否放置到位，月牙罩覆盖部位是井下作业人员的工作场地，保护人员生命安全。
孔井下部的电线要全封密，并且在上部设置漏电保护开关箱，井下照明灯采用36V低压灯。施工人员根据施工场地地质情况，如果在人工开挖中出现回填土和砂层，或是填土层空隙大，这时需进行注浆加固再施工，如果不注浆加固就很难保证护壁施工的安全性。
井下施工人员施工过程中遇到管道、电缆或线路等障碍物时应在第一时间内停止施工，并给出明显地标识，邀请相关专家做好处理后方可施工。
人工挖孔过程中会产生大量的临时弃土，应该将这些弃土堆放至进口一米以外的位置，同时进口外的工作人员要及时用小推车将弃土送至土方开挖留土区，然后再与土方挖运一起送出施工场地。
3.3.3人工挖孔桩浇筑施工
（1）钢筋笼施工。立足施工实际情况，采取洞内绑扎的施工方法。下导洞内部下端主筋钢筋笼和条基预留接头采取直螺纹套筒的方式就可完成连接，选择与钢筋笼主筋信号相匹配的套筒；焊牢主筋与箍筋连接部位，自下而上的绑扎螺旋箍筋，钢筋笼安装完成，始终保持其轴桩线相互吻合，超出桩顶的钢筋笼高度应大于设计标高39d[6]。
（2）支模。完成边桩钢筋绑扎之后，可进行下导洞沿边桩内边源治理模板的支模工作，支模材料的选择而最好选用竹胶板双面支模或钢模，支撑物为方木、丝杠或钢管。
（3）浇筑混凝土。加固检查支立完成的模板，保证在浇筑时模板不会产生跑膜、漏浆等问题。自下而上的方式浇筑由接入上边导洞的混凝土泵完成混凝土浇筑，并充分振捣[7]。如果是浇筑桩身则可适量的超出浇筑范围，如果桩头出现浮浆应在浇筑完成之后进行凿除，待到混凝度达到一定的强度时就可进行桩头处理。
3.4钢管柱施工
完成中导洞施工之后就可开展底纵梁施工与上导洞人工挖孔工作，实际施工中需提前预埋钢管柱定位器和底螺栓；钢管柱安装在完成底纵梁施工之后就可进行，分别吊装四节钢管柱并固定地位，然后进行钢管柱混凝土浇筑，至此完成钢管柱安装。
（1）钢管柱定位。首先利用经纬仪对钢管柱定位测量进行全过程控制，水位测量发挥精密水准仪的优势确保标高精确且调整合理。底纵梁钢筋绑扎工作完成，需进行钢管柱定位，这时可利用定位法兰完成定位。确定钢管柱中心可通过绳线确定，之后将可放下定位法兰；为了确保标高精准度，可利用定位杆完成标高设计，之后进行法兰平整度检查。
要想确保定位法兰长期处于水平位置，可在完成固定工作后浇筑底纵梁，浇筑过程中禁止触碰地位法兰和螺栓定位筋，避免位移，最终浇筑定位法兰于定纵梁内。
（2）钢管柱吊装。以预埋吊钩为钓点采用单点吊装方法完成钢管柱吊装，吊装工作开展之前应先将钢管柱运送至孔口附近。加强法兰内套入钢管套，当吊装到最后一根钢管柱时需考虑钢筋笼内空间是否充足，如果空间充足就可提前将最后一根钢管柱装入再连接钢管柱柱帽。
底节钢管柱吊装可使用电动葫芦吊装至孔口，为了保证钢管柱卡死在孔口位置，可使用工字钢确定摆放位置，之后分别吊起中、底节钢管柱，使二者完成对接，再拧紧螺栓进行对接加固，围焊完成对接后的法兰。
3.5桩顶冠梁、顶纵梁施工工艺
3.5.1桩顶冠梁施工
上导洞内进行边桩冠梁和顶纵梁的分段施作，施工通道分界线的划分一定要根据现场施工安排与实际施工情况来定，错开分界线方向与开挖方向，以便二者相遇，方向一定要相反，这样做的目的是方便施工作业，流水作业施工由内到位有序开展；预留钢筋与防水接头于顶纵梁施工中，用作防水处理。
边桩浇筑完成之后，分段绑扎上导洞内的冠梁钢筋，长度为30m以下。纵向冠梁主筋钢筋可选择Φ25型号的钢筋；侧面腰筋为Φ20钢筋[8]。下图为桩顶冠梁配筋形式图：
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3.5.2顶纵梁施工
（1）地基处理。保证地基平整干净才能进行梁底脚手架的安装，按照施工技术设计要求确定钢管脚手架立杆位置再安装，如果出现局部底部处置不平整的情况可在其底部用钢板垫平[9]。
（2）钢管脚手架搭设和梁底钢模板的铺设施工步骤为：固定钢管柱、脚手架并确保地基平整→搭设底模脚手架→敷设底部模板→绑扎顶纵梁钢筋→绑扎拱部预留钢筋（这里要进行防水保护）→保护钢筋结构和施工缝→加固侧模及拱架→加固安装堵头模板→混凝土灌注。
完成梁底模板安装和顶部防水层铺设后即可绑扎顶纵梁和到洞内的结构钢筋。模板安装完成、弹线操作完成之后方可绑扎钢筋，目的是确保钢筋竖直，位置、间距和保护层的位置准确[10]。顶纵梁的主筋在其内策，纵向每隔2m设置一道定位筋。下图为顶纵梁配筋示意图：
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4.结语
总之，地铁施工中施工难度最高、最复杂的环节既有结构主体的施工，其一直都是地铁工程项目中的重难点，属于特级风险工程，为了避免下穿暗挖施工不会对既有结构与建筑物造成安全影响，要求技术人员必须基于实际情况，科学合理的设计下穿暗挖施工技术档案，保证施工有序开展，并结合施工现场周围的环境，保证各环节施工工序有序开展。通过文章对本课题的研究，希望能够进一步促进我国地铁站站下穿施工技术水平进一步提升，提高我国基础交通设施建设实力与水平，希望能够为类似工程项目提供有用的参考与借鉴，进而更好地维护施工周边既有建筑物的安全，为人们通行安全、施工人员工作安全以及工程质量提升提供有力保障。
参考文献：
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