与既有运营车站十字换乘点的结构施工技术研究

上海市基础工程集团有限公司 上海 200002

1 工程简介

上海轨道交通12号线大木桥路站位于大木桥路、零陵路交叉口，与已建成运营的轨道交通4号线呈十字换乘，车站长约164.7 m，宽度21.3 m，开挖深度23.8 m，地下3层，二柱三跨岛式结构。既有运营4号线大木桥路站车站长354 m，宽度24.6 m，开挖深度16.1 m，地下2层，三柱四跨岛式结构。相对位置如图1所示。

图1 换乘车站相对位置示意

换乘段地下3层结构4号线施工时已完成，结构形式为厚1 200 mm底板，厚1 000 mm封堵墙+厚400 mm内衬墙，顶板覆土约3.3 m。

12号线大木桥路车站施工时需与既有4号线下1层（换乘大厅）及下3层（新线轨行区）贯通。新线与既有线换乘段剖面如图2所示。

图2 新线与既有线换乘段剖面示意

2 既有线运营技术要求标准

本工程地铁保护等级为一级。运营线路和在建线路及结构保护要求具体如下：两轨道横向高差＜4 mm；轨道轨向偏差和高低差最大尺度值为4 mm/10 m，地铁结构横向差异沉降量＜0.4%；地铁结构的最终绝对沉降（或隆起）量和水平位移量＜10 mm，施工引起的地铁结构变形量＜0.5 mm/d[1,2]。

发生如下情况时，应及时报警并采取可靠应急措施，保证地铁线路安全：

1）地铁结构沉降或隆起量达到累计变形量＞10 mm；

2）地铁结构水平位移量达到累计变形量＞10 mm；

3）地铁结构沉降或隆起量速率达到0.5 mm/d；

4）隧道收敛日均变形量≥2 mm，累计变形量＞10 mm。

3 施工步骤及工艺

3.1 施工步骤

为确保既有4号线车站运营的安全，减少因封堵墙凿除后结构受力体系转换的影响。考虑换乘段开门洞及结构施工的总体施工步骤（图3、图4）为：

1）放坡开挖，暴露出4号线顶板并做好挡水墙；

2）自上而下切割凿除框架梁位置封堵墙(地下连续墙）；

3）自下而上依次浇筑Z5及各层结构板及梁；

4）自上而下依次分层、分块切割封堵墙(地下连续墙）及地下3层内衬强；

5）自下而上依次封闭底板、中板、顶板。

图3 凿板封板顺序

图4 施工工况示意

3.2 既有车站封堵墙开门洞施工

新线与既有线连接需对原既有线封堵墙（平面尺寸为22.2 m×23.6 m钢筋混凝土，厚度1.0 m，下3层1.4 m）。为减小因钢混凝土破除振动及噪声、扬尘对既有运营4号线的影响，考虑采用合金链条锯静力切割技术。

由于项目地处上海市中心繁华地段，施工场地狭小。大型起重设备需停靠在既有运营车站上部进行封堵墙切割及钢混凝土块吊装外运作业[3-5]。为减小施工起重荷载对既有车站的影响及保证施工速度，按1.0 m×1.0 m分块切割，单块切割体质量2.5～3.0 t，采用QUY50 t履带吊配31 m把杆起吊，在作业半径为20 m工况下，其额定起重量（含吊钩及吊具）为4.2 t。

4 关键施工技术

1）按换乘段施工步骤分工况进行变形控制，最终控制值在1.0 mm以内，施工预警值控制在0.7 mm，施工报警值设置为0.8 mm。

2）合金链条锯静力切割技术具有作业空间要求小、静力切割无振动、低噪声和无污染等特点，是拆除混凝土的新方法。

3）防水施工技术。由于需先进行中间传力体系施工再进行两侧施工，故存在多条施工缝。为保证防水效果，施工时采取了预埋中埋式橡胶止水带+遇水膨胀胶条双道防水措施。

4）新老混凝土的连接。新老混凝土采用植筋技术进行钢筋相连，混凝土界面采用无机界面胶和碳纤维网加固，混凝土采用高一强度等级的微膨胀混凝土。同时新老底板连接时，为减小承压水突涌风险，底板施工预留倒牛腿及原封堵墙500 mm不切除，钢筋连接采用高性能钻头钻穿预留的厚500 mm封堵墙后进行植筋连接。具体施工方法如图5所示。

图5 新老底板连接做法示意

5 监控效果

施工过程中除对新施工结构进行变形受力监测外，还对既有车站和行走轨道结构进行每天24 h的连续监测以保证既有线的运营安全。

12号线大木桥路站与既有线换乘段对接施工实际施工工期5个月。施工期间隧道沉降变形最大值上行线+4.50 mm，下行线+4.05 mm；隧道收敛变形最大值上行线-2.00 mm；下行线+1.00 mm；静力水准变形最大值上行线+2.45 mm，下行线+0.75 mm。

目前12号线大木桥路站主体结构全部完成，监测数据已趋近稳定、无突变情况（图6）。

图6 轨道累计沉降监测曲线

6 结语

1）由于建设时间的差异以及规划的原因，形成后期建设的车站需要下穿早期施工的车站，施工难度很大，技术要求很高。因此地铁的线网规划很重要，换乘车站最好能一次同步施工完成，降低后期施工风险和造价[6]。

2）建立远程监测系统，在不影响既有线正常运营的前提下，随时掌握既有线的变形监测数据，指导新线施工[7]。

3）合理利用新技术、新工艺，减小因施工设备、施工工艺陈旧、落后而造成既有线路运营的安全问题[8-10]。