中心城区地铁车站施工遇地下通道拆除同步实施技术

陈海丽，陈少波，郑坚杰，史 剑，马西峰

（1.南京地铁建设有限责任公司，江苏 南京 210000；2.上海隧道工程有限公司，上海 200000）

0 引 言

随着城市轨道交通的发展，各地对于地铁建设的需求日益增多，在旧城区进行地铁工程建设时，遇到既有地下障碍物需要清除的情况时常发生。埋深较浅的障碍物（废弃地下管线、建筑物基础等）通过直接开挖清理或从地面引拔即可解决；但针对深部障碍物（桩基、地下隧道、联络出入口等），往往需要综合多种施工方法和大型施工设备进行清障，施工难度大且代价高［1-3］。

南京地铁 5 号线山西路站土建施工需对既有山西路地下人行通道进行拆除。现场根据工程具体情况，因地制宜，选用合适合理的清障技术，采用精细化的施工管理，保证了山西路站高效安全施工。本文主要介绍车站围护结构施工阶段地下通道拆除施工方法及相应的加固措施，为城市轨道交通建设类似工程提供借鉴和参考。

1 工程概况

南京地铁 5 号线山西路站位于南京市鼓楼区中山北路与山西路交叉路口。沿中山北路，跨山西路路口设置，如图1所示。山西路站为地下二层岛式车站，总长 513 m，站台宽度 12 m，标准段宽度 21.1 m，底板埋深 16.94 m。主体施工采用半盖挖顺作法，围护体系为 800 mm 厚地下连续墙+内支撑。

山西路车站设计站位与原有山西路地下人行通道在平面位置上重叠，而地下通道四个端口分别通向山西路广场、交通银行、苏宁银河、金山大厦，通道平面布置呈“X”型，且东侧对接湖南路地下商业街正处于土方开挖和结构回筑阶段（见图1）。为保证车站工程地连墙施工，需拆除的通道涉及道路结构层、地下人行通道止水帷幕、围护钻孔灌注桩、箱体结构和坑内加固体等障碍物。

车站及地下通道所处地质情况如图2所示，场地位于秦淮河漫滩，地势平坦。地下人行通道拆除深度范围内主要土层为：1-1杂填土、1-2素填土、2-1 d3 粉砂、2-2b3-4 淤泥质粉土。地下水稳定水位埋深 0.50～2.80 m，平均高程 8.96 m。

图1 山西路站平面图

图2 车站与地下通道位置处地质图（单位：mm）

2 施工技术要点

2.1 施工组织优化设计

5 号线山西路站处于南京市中心区域，周边交通流量大，周边建筑物密集、地下管线复杂，施工场地狭小。根据收集地下通道相关资料，结合地铁车站设计图及施工筹划，现场对地下通道的拆除方案与车站施工组织进一步优化。首先对地连墙和立柱桩施工存在影响的通道拆除，同步施工车站围护结构；剩余地下通道将在车站主体土方开挖阶段“随挖随拆”及附属施工阶段拆除。

地下人行通道拆除拟分三期实施如图3所示。一期主要破除地下通道中对车站施工有影响的区域，为后期地连墙、立柱桩、十字路口盖板的施工创造条件。二期主要破除位于车站地墙间的通道结构，路口铺盖系统完成后施作车站二期围挡，完成通道中山北路方向两侧地连墙施工，并开挖车站主体基坑，通道破除随基坑开挖同时进行。三期主要拆除站厅外扩范围内通道结构和车站三号出入口附近坡道结构。过街通道西侧出入口与车站西北侧出入口位置上重叠，需整体拆除，并部分回填后进行出入口施工，将 3 号出入口基坑向东外扩，采用明挖法拆除该段通道。

图3 地下通道拆除工程筹划图

因该通道位于繁忙十字路口，受限于交通组织需求，施工围场空间有限，因此整个通道拆除的重点和难点集中在地下连续墙施工前的阶段。图4所示为一期施工交通导改与施工围场示意图，利用施工围场在十字路口中心设置环岛，在不阻断交通的情况下地下通道拆除与地下连续墙同步施工，以节约工期，将对地面交通的影响降至最低。地下通道拆除工作主要包含地下通道围护桩的拔除、地墙影响范围的结构破除等。具体步骤主要分为：施工准备→路面破除、测量放样→地下通道围护桩拔除→地下通道结构拆除与超深导墙同步施工→地下环道内满堂支架搭设→路口区域地连墙、立柱桩以及盖板施工。

图4 地下通道拆除一期施工围场示意图

2.2 地下通道围护桩拔除施工技术

为了保证围护结构地连墙的施工质量，结合场地施工条件，本工程采用垂直度好、切割精度高、处理效率高、对周边土体扰动小的全回转钻机拔桩施工技术（RT-200H 型全回转钻机配合 80 t 履带吊）对地连墙影响范围内的地下通道灌注桩进行拔除［4，5］。全回转设备是能够驱动钢套管进行周回转，并将钢套管压入和拔除的施工机械。该设备在作业时产生下压力和扭矩，驱动钢套管转动，利用管口的高强刀头对土体、岩层及钢筋混凝土等障碍物进行切削，然后利用抓斗将钢套管内物体抓出，从而达到清除障碍物的目的。主要施工流程如下：

1）确定桩位及设备安置。根据原有地下通道竣工图，大致确定需拔除灌注桩平面位置后，破除道路结构层和圈梁，找出灌注桩桩体，安排全回转钻机就位，如图5所示。

图5 全回转钻机现场照片

2）原有桩的截断与清除。本工程地下通道灌注桩桩径为 0.8 m，现场采用直径 1.2 m 套管。固定挖掘套管后，开始偏心半回旋往下压，直至截断位置。在套管达到截断桩的目标深度后，全周旋转挖掘套管，利用旋转套管的扭力和切削刀具水平截断原有桩。用抓斗取出断桩，同时清理套管内的土体。第1 段截好后，再用螺栓固定接上第2 节挖掘套管，继续半回旋压入，重复上述切断操作，直至取出全部原有桩，如图6所示。

图6 原有灌注桩截断及清除

3）填土、取管。现场取出的断桩如图7所示。障碍物清理完成后，在套管顶拔过程中，需要在套管内回填具有一定强度的水泥土支护孔壁，减小对环境沉降的影响。本次拔桩采用 7 % 水泥掺量的水泥土进行回填。回填过程中，水泥土顶标高高出套管 2 m 以上，当套管全部拔出后，水泥土同时填到地面。

图7 现场取出断桩

施工表明，采用全回转钻机拔桩，桩处理过程基本都是在套筒内完成，能够将桩体无保留地清理出来。同时，套管可起到支护土体、防止土体坍塌的作用，全回转套筒保护对周边的影响能够达到最小。

2.3 地连墙施工范围的通道结构破除与超深导墙同步施工

一期地下通道拆除范围内，顶板采用人工风镐进行破除。侧墙及底板采用钻孔机切割并凿除，沿超深导墙处的切口采用人工找平，避免对地连墙成槽造成影响。在进行侧墙底板拆除前，使用钻孔机在通道底板引孔，并未观察到涌水涌砂现象，因此侧墙底板拆除时，采用抽排沟槽处的明水［6，7］。

导墙施工是确保地下墙的轴线位置及成槽质量的关键工序。车站围护施工阶段，根据设计要求在地下通道影响范围内的地连墙施工前，需施作 7 m 超深导墙。为了使深导墙具有足够的刚度与良好的整体性，本工程深导墙采用现浇钢筋混凝土结构，其断面尺寸及配筋如图8所示。考虑顶板上方土方回填压实度要求较低，且导墙两侧不能进行土体加固，针对地下通道顶板上 2.5 m 深导墙施工，采用 1∶1 放坡开挖施工导墙，现浇导墙结构下部钢筋锚入过街通道顶板。拆除地下通道顶板并完成通道支撑后，沿已完成导墙位置向下延伸施工深导墙，钢筋锚入通道结构顶板、底板及侧墙，建立可靠连接。

图8 深导墙结构立面示意图（单位：mm）

2.4 通道内部加固

当地下通道结构部分拆除后，结构体系受到破坏，在地面和通道内部开展必要的施工活动具有一定的风险，需要考虑采取必要的临时支撑体系［8］。施工过程中为满足地连墙施工期间 220 t 履带吊等机械在地下通道上方行走的稳定性要求，采用钢筋混凝土墙+满堂支架的形式对地下通道进行加固，钢筋混凝土墙设置于后期立柱桩位置，满堂支架采用横距 600 mm、纵距 600 mm，步距 1 200 mm，如图9所示。同时，现场施工按照构造要求布设扫地杆和剪刀撑，支架立杆上方采用方木和 M30 调节螺杆顶住地下通道顶板。根据 GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》和 JGJ 120-2012《建筑基坑支护技术规程》，对通道结构的承载稳定性能计算，满堂支架能够满足施工荷载作用下的稳定性要求。

图9 内支撑墙和满堂支架布置平面图（单位：mm）

3 结 语

南京地铁 5 号线山西路站地下人行通道拆除一期工作共完成 17 根灌注桩的拔除，车站地墙、立柱桩施工影响范围通道结构的破除；并同步施工完成路口处的地连墙、立柱桩及盖板。由于措施得当，周边地表沉降控制在 4 mm 内，符合控制要求，未对场外道路交通、周边建构筑物、地下管线造成影响。

通过该工程总结在复杂城市环境条件地铁车站施工与地下障碍物破除同步施工的关键技术和施工经验，可为后续类似项目提供参考。

1）既有地下通道资料的搜集是拆除工程的重要组成部分，并需在施工过程中不断验证对既有构筑物的认知是否正确；

2）通道拆除要结合车站施工，综合性强，涉及拔桩、降排水、既有结构加固补强、监测等工艺，需统筹考虑，确定合理施工方案；

3）采用全回转钻机进行灌注桩清障，具有速度快、安全、高效、环保等优点，对周边环境影响小，适用于闹市区复杂环境下旧桩拔除。