中铁九局集团第二工程有限公司 四川成都 610000
摘要:目前,城市建设的一项基础设施建设就是地铁工程,不仅缓解着城市的交通压力,同时也优化了城市交通网。地铁车站较多修建于城市繁华地区和交通繁忙地段,交通占道和环境影响已成为最大的制约因素。车站盖挖施工占路时间短,对地面交通影响小,可最大限度地减少对地面交通的干扰,又能在临时盖板下按明挖顺作法施工主体结构,保证了施工进度。克服了明挖法施工对路面交通的影响,消除了明挖法施工对周边居民的噪声干扰,现己成为国内外城市地铁施工过程中减少施工占道的一种有效施工工法。
关键词:轨道交通 地铁施工 车站 盖挖
随着城市轨道交通的快速发展,建造地铁车站的施工环境越来越复杂。在实际开展地铁车站的施工过程中,交通、地下的水文地质及管线等因素会对工程的工期及质量产生非常重要的影响。为确保施工的顺利进行,就需要采取科学有效的施工技术。通过在地铁车站施工中应用盖挖施工方法,可有效解决暗挖施工成本偏高,明挖无法满足施工需求等问题。基于此,本文结合成都轨道交通9号线锦城大道站盖挖顶板工程实例,详细论述工程特点,施工原理,施工工艺及操作要点,以期为今后的地铁车站施工提供可靠参考。
一、工程概况
成都地铁9号线一期工程锦城大道站为3层地下车站,与5号线站内换乘。主体长度465m,车站标准段宽23.3m,平均深度约27m。结构形式为双柱、三跨现浇框架结构。平均覆土厚度约为4.691m。
盖挖区位于5、9号线节点西侧,结构长度75m,顶板厚1100mm,标准段宽度为13.5m。中纵梁尺寸为1200×1800mm,临时立柱桩上方牛腿梁尺寸为1500×1800mm。
主要工程量:
1、临时立柱桩:2根37米桩(嵌岩15米),3根42米桩(嵌岩20米),1根44米桩(嵌岩22米),3跟47米桩(钳岩25米)。
2、盖板厚度由原来的0.8m改为1.1m;临时立柱桩上方新增上翻牛腿梁。
3、围护桩开槽共计41根,北侧36根,南侧5根。
4、盖挖区原第一层混凝土支撑取消,南侧新增3道混凝土支撑,6道钢支撑。
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图1-1盖挖区平面布置图
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图1-2盖挖区纵剖面图
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图1-2盖挖区节点纵剖面图
二、施工计划安排
盖挖施工应先后完成临时立柱桩施工、冠梁施工,盖挖区土石方外运、盖挖区顶板施工、盖挖区牛腿和挡墙施工,土方回填,管线迁改、恢复路面等工作内容。
盖挖区结构总长75m,盖板施工分三段流水施工每段结构25m,计划先行施工西侧25m结构,然后施工东侧25m结构,最后施工中间25m盖挖顶板。临时立柱桩施工完成后分段完成冠梁挡墙施工,土方开挖至盖板底标高后进行围护桩开槽和混凝土垫层浇筑,在浇筑完成后的混凝土垫层上铺设竹胶板,开始盖板钢筋绑扎。盖挖顶板施工完成后进行顶板防水施工和牛腿挡墙施工。顶板回填后完成交通导改。
三、施工方法
1.盖挖区临时立柱桩施工
盖挖区临时立柱桩采用Φ1500mm混凝土灌注桩,旋挖钻成桩,C30钢筋混凝土浇筑。为确保施工安全,围护桩采用“隔一打一”的顺序施工。
2.冠梁及截水沟施工
围护桩桩顶设置一道冠梁,盖挖段冠梁尺寸为800×1600mm,冠梁外侧设置截水沟。
3.盖挖顶板基坑土方开挖
3.1开挖原则
基坑土石方开挖遵循“纵向分段、竖向分层、随挖随支”的施工原则,既保证基坑开挖安全,又方便喷射混凝土施工。
盖挖区顶板纵向分为3段,每段长25m,宽13.5m,开挖深度5.5m,分两层开挖。开挖断面如图3.1-1所示。
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图3.1-1开挖横断面图
土石方先从盖挖区西侧开挖。先用反铲挖掘机全断面分层后退式开挖,当开挖面及放坡坡度具备马道条件时,则直接采用反铲挖掘机和运渣车边挖边装边运。开挖纵向分段先开挖第七段,在开挖第五段,最后开挖第六段,具体根据现场条件,灵活调整。
第二层土石方开挖至设计底标高(488.906)以上10cm时,停止机械开挖,采用人工配合机械清底,如果基坑内有积水时,必须停止作业,查找清楚原因排出积水后才可以继续施工。
土方开挖完成后,立即使用20t振动式压路机对基地进行碾压平整,直至垫层底标高(488.744)。碾压完成后,开挖下翻梁、侧墙及结构柱钢筋预留槽,侧墙预留槽开挖深度为腋角下90cm,结构柱预留槽为梁底90cm,并砌筑砖胎膜。砌筑完成后浇筑顶面垫层,垫层顶标高为488.894。注意图纸中38-39轴为下翻梁,盖挖区其它轴为上翻梁。
3.2管线保护
盖挖顶板施工范围内涉及需保护管线为第五段横跨基坑的10KV电力及3根通信线。土方开挖过程中,先开挖至10KV电力隧道底标高,再用风镐对电力管廊进行破除保护。
4.喷射混凝土施工、围护桩开槽
4.1喷射混凝土施工
盖挖区土方开挖至盖板板顶标高即围护桩开槽顶标高(490.006)时进行桩间网喷。
4.2 围护桩开槽
盖挖区土方开挖完成后垫层施工前对围护桩进行开槽。第七段需开槽的围护桩为基坑北侧,共计12根;第六段需开槽的围护桩为基坑南北侧,北侧共计12根,南侧5根;第五段需开槽的围护桩为基坑南北侧,共计12根。盖挖区需要开槽的围护桩共计41根,桩径1200mm,开槽高度1.1m(顶标高490.006,底标高488.906),开槽深度0.6m。
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图4.2-1围护桩开槽示意图
围护桩开槽前先用红色喷漆在围护桩上标出需要开槽的顶标高和底标高,采用人工风镐由外而内分层凿除围护桩混凝土,开槽时注意保护主筋,不能让主筋受到破损,围护桩原有箍筋用氧气乙炔或钢筋切断机切断。
5 盖挖顶板施工
5.1垫层及砖砌模施工
5.1.1垫层施工
为保证垫层平整度,垫层浇筑前,沿基坑横向设置4列标高控制点,纵向间距10m。每个控制点均插入Φ16钢筋,作为标高控制基点。钢筋长40cm,锚如基底部分不小于20cm。
测量时,侧放钢筋基点顶面标高,根据盖挖顶板计算底标高,计算二者间差值后,绘制标高控制图,交班组。班组根据标高控制图,纵横向布设标高控制线方格网,确保混凝土浇筑时标高准确性。
混凝土采用泵车浇筑。浇筑时,布料应均匀,较少平仓工作量。振捣采用50型捣固棒平拖振捣。振捣完成后,使用3m铝合金尺根据标高控制线方格网刮除超高部分砼。
5.1.2砖胎膜施工
砖胎膜主要用于侧墙、下翻梁、结构柱及腋角处。其中,侧墙、下翻梁砖墙厚度24cm,与混凝土相接面抹2cm砂浆。腋角处采用平铺标砖,并抹2cm砂浆。砖砌墙及C20垫层表面满铺12mm厚竹胶板。在侧墙处,施工盖挖顶板时,需做部分侧墙。预施做长度为20cm,其下部做成锥形,长度为300mm。待侧墙预留钢筋施做完成后填入细沙。具体如图5.1.2-1和5.1.2-2所示。
在中柱处,为保证中柱混凝土的浇筑,施工盖挖顶板时,需做部分中柱。预施做长度为20cm,其下部做成锥形,长度为300mm,做法同侧墙。具体如图5.1.2-1所示。
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图5.1.2-1 下翻梁砖胎膜及立柱处理示意图(单位:mm)
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图5.1.2-2 侧墙砖胎膜
5.2钢筋制安
5.2.1钢筋制安要求
盖挖顶板钢筋采用数控设备制安。盖挖顶板钢筋包含HPB300钢筋、HRB400钢筋、HRB400E钢筋。其中,HRB400E钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25,屈服强度实测值与屈服强度标准值不应小于1.3,且钢筋在最大拉应力下的总伸长率实测值不应小于9%,钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。
钢筋采用机械连接、焊接或搭接。当钢筋采用采用机械连接时,如连接处接头率为100%时,采用一级接头,其余接头均采用二级接头。直径25mm及以上钢筋,必须采用机械连接。当钢筋采用焊接,焊接Q235钢,采用E43XX型焊条;当焊接Q345钢或HRB400钢筋时,采用E50XX型焊条。当钢筋采用搭接连接时,搭接长度按35d取值。当手拉钢筋直径大于22mm或受压钢筋直径大于25mm时,不得采用搭接连接。
5.2.3 主体结构盖板与围护桩钢筋连接
主体结构盖板与围护桩钢筋连接祥见下图:
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图5.2.3 主体结构盖板与围护桩钢筋连接大样图
5.2.4 支撑围檩钢筋连接大样图
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图5.2.4 支撑围檩钢筋连接大样图
5.3 砼浇筑与养护
盖挖顶板混凝土采用混凝土泵车全断面一次浇筑成型、斜面分层的浇筑方式。顶板厚度为110cm,分为两层进行浇筑。施工时注意保证斜面下一层混凝土与上一层之间的间隔时间不大于1.5h,严格控在混凝土初凝时间以内。
混凝土采用麻袋覆盖洒水养护,养护时间不得少于14d。
5.4 防水施工
盖挖顶板涉及防水包括顶板防水施工、侧墙防水施工、施工缝防水处理。
5.4.1 侧墙防水施工
侧墙防水在喷射砼施工完毕后开始施做。防水卷材采用改性沥青聚酯胎基防水卷材。侧墙、结构柱防水铺设详见下图所示。
5.4.2顶板防水施工
顶板防水层为改性沥青聚酯胎基防水卷材,上覆10cm厚C20细石混凝土保护层。在由绿化带时,需加铺1.5mm厚PVC防穿刺层。
5.4.3 施工缝处理
(1)盖挖顶板中所涉及的施工缝主要包括顶板纵向施工缝,顶板横向施工缝,盖挖侧侧墙施工缝,与5号线顶板连接施工缝。在混凝土浇筑完毕并达到2.5MPa后即可拆除端头模板,端头模板拆除后即可对顶板纵向、顶板横向施工缝进行凿毛,凿毛采用人工凿毛。盖挖侧侧墙施工缝待进行侧墙施工时凿毛,凿毛采用机械凿毛,5号线顶板预留钢筋凿出后,现场技术员勘测预留接驳器类型并交底作业队伍,与5号线连接的钢筋制作时应注意到接驳器类型。凿毛具体要求如下:
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图5.4.1侧墙防水施工示意图
1)凿毛之前,当采用人工凿毛,混凝土强度必须大于2.5MPa;采用机械凿毛,混凝土强度必须大于10MPa。
2)凿毛要轻微细致,深度控制在10mm,同时必须完全凿除混凝土表面浮浆及松软层,露出粗骨料为止,骨料外露达75%即可。
3)凿毛后,须用水或风镐将凿毛表面冲洗或吹干净,确保无浮浆残渣。
(2)施工缝外侧,在施工缝600mm宽度范围内增设一道防水加强层,加强层应与所选用的防水卷材一致。
(3)对于顶板纵向施工缝,除安设5mm厚镀锌钢板止水带外,还必须安设遇水膨胀止水胶两道,可重复压桨的注浆管一道。具体详见下图。
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图5.4.3 顶板施工缝防水处理示意图
(4)盖挖顶板处侧墙施工缝防水采用5mm厚镀锌钢板止水带,遇水膨胀止水胶两道,可重复压桨的注浆管一道,微膨胀混凝土。
四、结束语
本文立足于成都地铁9号线锦城大道站施工实例,对地铁车站盖挖施工技术进行了研究,解决了对已施做围护桩开槽利用、车站盖板下砖胎膜砌筑、侧墙及柱钢筋预留、施工缝防水处理等技术难题进行了详细的施工方法介绍,为其他地铁车站盖挖施工提供了指导和借鉴依据。
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