徐 振
(青岛地铁集团有限公司 山东 青岛 266000)
随着当前岩土力学理论的不断发展以及工程施工经验的积累,工程人员对岩土材料的物理力学特性也有了更加充分的认识,同时再加上对各种新材料、新技术、新设备的应用与创新,对于地铁车站的施工方法在不同地质条件下也形成了明挖法、浅埋暗挖法、盾构法、盖挖法等多种施工方法。在青岛地铁1号线江苏路站的施工过程中通过对风险因素的分析,确定了明暗结合的施工方法。
江苏路站位于江苏路、胶州路、热河路交叉路口以南,江苏路以东,临近胶宁高架路,为青岛地铁1号线与4号线的换乘车站,采用通道换乘,车站为地下双层岛式车站主体明挖结构采用双层双柱三跨框架断面,暗挖结构采用双层(单层)初支拱盖断面。车站所处位置地形起伏较大,西高东低,地面高程差近15m,因而车站里程K35+314.200以西采用暗挖法施工,里程K35+314.200以东采用明挖法施工。
江苏路站明挖基坑两侧建筑物较多,基坑北侧边线距离胶宁高架桥匝道桥墩墩柱基础边缘仅4.4~7.7m,车站开挖深度约22m,基坑施工过程中不允许桥墩发生沉降;基坑南侧边线距离苏州路29号的9/12号楼距离为0.5~1.7m,对沉降和震动敏感度较高。
江苏路站暗挖段结构拱顶埋深4.8~19.5m,上部为人工填土。根据初勘报告,明暗结合处进主体段属于V级围岩,进洞施工时易发生坍塌。1号风井及暗挖段主体临近江苏路及苏州路文保建筑物并侧穿江苏路28号,房屋楼层较高对沉降和震动敏感度较高。
3.1.1 纵向开挖分段 基坑纵向开挖分段施工安排划分为5个段落,基坑开挖长度112.6m。各段长度如图1所示。
图1 基坑纵向分段示意图
考虑苏州路位置钢便桥影响及施工难易程度,基坑土石方整体工筹计划从小里程向大里程施工。但目前受制于29-10号楼,及29-12号楼前方违建未能拆迁,导致明挖基坑不连续,基坑浅层土石方暂时从大里程向小里程开挖,待钢便桥位置降方后,即恢复从小里程至大里程的整体出渣路由。
3.1.2 竖向开挖分层
(1)明暗结合处浅基坑开挖
明暗挖结合处浅基坑作为暗挖大里程进洞临时竖井,开挖采取整体分层开挖方式,基坑内采用小型挖掘机配合基坑上部汽车吊垂直运输的方式进行土方开挖施工。每层开挖完毕后,及时进行网喷支护,开挖至预应力锚杆(索)标高下50cm位置处,及时架设锚杆(索)。基坑开挖至暗挖主体上断面底标高10.018位置时进行进洞管棚施工及暗挖主体上断面施工,暗挖主体上断面洞通以后待二衬结构强度达到设计要求后继续分层开挖基坑下部土石方。
(2)东侧明挖基坑施工
东段明挖基坑待后续钢便桥实施完成后总体开挖顺序为:①从车站小里程端向大里程端纵向分段、竖向分层、拉槽放坡开挖,拉槽斜坡面坡度为15%;②保留中部拉槽斜坡道作为土方运输通道,坡道顶部宽度不小于6m,坡道两侧1:0.5放坡分层开挖;③当基坑内无法满足坡道要求时,采用挖掘机接力倒退式台阶开挖斜坡道,每层台阶的长度约为6m左右。④在开挖至最东端时,采用挖掘机接力,基坑土石方无法运出时,基坑内采用挖掘机配合基坑上部汽车吊垂直运输的方式进行土方开挖施工。
(1)风井接车站横通道开挖施工
由于风井井身范围内素填土层厚7.0~11.0m,风井初支外轮廓1.0m处打设一圈φ127钢管,管内填充水泥浆,入强风化岩0.5m。风井开挖尺寸10.7m×5.6m,采用全断面开挖,边开挖边支护,竖井角步设置斜撑,长边设置一组对撑,开挖到车站时利用合适的位置施做车站横通道超前支护。
(2)横通道进暗挖主体开挖施工
在开展横道通进暗挖主体开挖施工时重点需确保拱顶围岩稳定,一般可采取以下几点措施:①洞门破除前在暗挖主体拱部施做两排φ42超前小导管;②横通道型钢钢架切割前在每榀钢架截断处打设两根φ28锁脚锚杆;③进洞时并立三榀格栅钢架进行加强
(3)主体结构与出入口交叉口处施工
车站主体与A出入口、换乘通道接口处施工时,应先施工主体二衬结构,待主体二衬结构达到设计强度后开洞。开动时,主体拱部二衬可以部分预留并甩筋,且主体结构每榀钢架截断处打设两根锁脚砂浆锚杆,然后再进行开洞,接口处施工完成,且初支受力稳定后,及时施做接口处加强环梁及二衬结构,确保环梁与预留主体衬砌整体浇筑;开洞前须做好超前支护措施。
综上所述,青岛地铁1号线江苏路站采用了明挖与暗挖相互结合的方法来开展施工。通过对影响基坑开挖的风险因素风险,制定出合理化的开挖施工方案,其中明挖施工包括了纵向开挖分段、竖向开挖分层两部分主要内容,暗挖施工包括了风井接车站横通道开挖施工、横通道进暗挖主体开挖施工、主体结构与出入口交叉口处施工,该施工方案不仅有效降低了施工风险且同时提高了施工质量与效率。
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