横琴口岸及综合交通枢纽工程预留轨道交通地下空间建造技术

黄俊，郭淯晟，李奇志，刘维，李华扬

（中国建筑第二工程局有限公司华南分公司，广东珠海519000）

1 工程概况

横琴口岸及综合交通枢纽开发工程位于广东省珠海市横琴新区环岛东路与港澳大道交汇处东南角，建设总用地面积34.5 hm2，总建筑面积1.31 ×106m2。规划中的澳门轻轨延伸横琴线大陆段完全处在施横琴口岸及综合交通枢纽工程红线内，轻轨北延段紧邻横琴口岸项目F2区，HE2地下车站位于C3区旅检大厅下方。

由于横琴口岸主体工程先行施工，而澳门轻轨延伸横琴线开发时序未定，横琴口岸建设方决定采用工程施工条件预留的方式，先施工HE2地下车站的外包围护结构。澳门轻轨（见图1）设计方案确定后，再在围护结构内施工地下车站。

图1 澳门轻轨总平面图

根据规划，HE2横琴口岸地下车站为地下2层，地下车站上方后期将建成口岸东路，车站设置2个出入口、2个疏散口，其中A、B出入口直达3.5 m标高出关平台，可通过楼扶梯到达8.5 m标高已建成的查验平台及12m标高入关平台，1个安全疏散口直达查验平台，1个疏散口与风亭合建。车站设置2组风亭，布置在查验平台上方。如图2所示。

图2 地下车站剖面示意图

中国建筑第二工程局有限公司华南分公司负责HE2地下车站的外包围护结构及相关先行施工的内容。HE2地下车站的外包围护结构设计，需充分考虑地下车站的方案设计、未来拟采用的施工方法、预留施工操作空间、口岸禁限区的范围、场地的地质条件等因素，为将来HE2地下车站的施工创造良好条件。

2 工程水文地质

场地原始地貌属于填海软土区域，地质条件复杂，场地内依次为：冲填土层，厚度约3.8 m；淤泥层，厚度约20.8 m；粉质黏土层，厚度约9.7 m；淤泥质土层，厚度约1 1.6 m；沙砾层，厚度约36.6 m；全风化岩层，厚度约4.2 m；强风化花岗岩层，厚度约5m；中风化岩层，厚度约10.2 m。稳定水位埋深平均值0.86 m，平均标高2.61 m。

3 HE2 地下站外包结构总体设计方案

根据规划，HE2地下车站站台宽度为12m，考虑到HE2地下车站后建，需要预留施工场地，决定将HE2地下车站外包结构外扩8m，车站外包结构的尺寸增至21.145 m，渡线处车站外包结构的尺寸为21.645 m，车站主体预留工程长度为108m。适当考虑远期发展的弹性需求，车站主体预留的宽度在现有条件下尽量加宽，因此，HE2地下车站外包结构宽度最终取22.145 m。HE2地下车站后期实施时，其站台宽度可取不小于12.5 m。

HE2地下车站为地下2层，基坑开挖深度约22m，车站施工以明挖法为主，局部盖挖逆作法及盖挖顺作法，下方明挖暗埋段长130m，宽23m。考虑到外包结构施工完毕后，外包结构内的空间无法满足基坑支护施工机械需要的操作空间，因此，基坑支护需先行施工，最后施工东门头大跨度钢平台，满足后期基坑开挖的净空与宽度要求。

4 地下外包结构设计与施工

4.1 基坑支护形式选定

根据现场条件及工程经验，本设计范围内地下车站采用盖挖逆作+明挖顺作结合的方式施工。根据YB 9258—1997《建筑基坑工程技术规范》及DB33/T 1096—2014《建筑基坑工程技术规程》，本车站主体基坑安全等级为一级。按广东地区常用的围护结构类型可选用钻孔桩和地下连续墙[1]。

考虑到横琴口岸地下车站（HE2地下车站）地质条件较差，流塑状淤泥层厚、含水量大，为确保基坑安全，主体围护结构和附属围护结构均采用地下连续墙支护形式。如图3所示，主体基坑采用1m厚地下连续墙，附属基坑采用0.8 m厚地下连续墙，采用工字钢接头，主体及附属嵌固深度根据实际计算结构取25m嵌固。

4.2 地连墙施工重难点分析

1）超深地下连续墙施工过程中，施工机械的施工便道需满足重型液压抓斗成槽机、混凝土车、履带吊的行走要求，确保地面沉降不会影响周边管线以及周边建筑物，故选择何种结构的重车行走便道是超深地下连续墙安全、顺利施工的重难点。

2）由于项目所在区域为珠海市横琴新区，紧邻莲花大桥及在建建筑物，该区域属于旧改区域，地表下存在大量管桩等旧基础，如何保证地连墙的开挖正常是项目的重点。

3）由于施工地质条件差，上部45m主要为素填土及淤泥、粉质黏土，其中淤泥层厚度为9.9 ～19.7 m，淤泥质土厚度为2.6 ～12.5 m，下部45～78.3 m为砂层，且周边环境复杂，如何保证地连墙的成槽垂直度是本项目的难点。

4.3 地连墙施工应对措施

4.3.1 提高场地承载力

图3 预留工程围护结构布置图

地下连续墙施工选用的机械对场地承载力要求较高，所以，要保证作业面的地基有足够的强度，根据该司的施工经验确定地基处理方案：导墙施工完成后，在基坑一侧沿地连墙边线设置15m宽的施工道路，采用400mm厚钢筋混凝土路面，内部配筋双层双向HRB400级直径为16mm的钢筋，间距200mm，混凝土等级C30。土地连墙施工总平面布置发图4所示。

图4 地连墙施工总平面布置图

4.3.2 全套管全回转钻机清障

本工程建设场地在原横琴通关口岸区范围内，经前期三轴搅拌桩施工探挖沟槽发现大量旧基础地下障碍物，障碍物主要种类包括：CFG桩、旧基础（地梁、承台）、预制管桩、化粪池等。其中，以CFG桩数量最多，分布最为密集，对地连墙施工影响最大。

采用全套管全回转钻机破除，先使用挖机将障碍物CFG桩或预制管桩桩头探明并暴露于场地外表面，以便明确拔桩的位置，明确机器的安装位置。套管的对中安装采用履带吊配合安装钻机的液压装置、配重、动力装置以及防回转装置等，并采用履带吊将第一节套管（带有切割头）安装在液压装置上，同时，将其余的套管调运到指定位置，便于后续的接管。开动机器进行钻进破除，压入第一节套管，校核套管的垂直度，若垂直则采用履带吊配合冲击锤将桩基击碎，然后再采用抓斗将套管里的碎石及泥土抓出。安装第二节套管重复上述操作，进行钻进破除，清除渣土，直至清除到底。碎渣清除后，采用中粗砂回填孔洞，并用冲击锤进行压实。在回填的过程中逐步拔除套管。

4.3.3 地连墙的成槽垂直度控制

搅拌桩垂直度偏差大，会影响成槽机成槽，因此，需严格控制三轴搅拌桩的垂直度。成槽机在工作过程中如遇孤石等障碍物，易导致成槽偏位，因此，在施工中如遇到旧桩、孤石等，应立即采用全套管全回转钻机进行清障处理，确保成槽施工的垂直度。在成槽的过程中，采用成槽机自带的垂直装置进行垂直度的实时校核，发现问题及时纠正，地连墙成槽完成后，用超声波进行成槽垂直度以及成槽效果检测。

5 地上外包结构

5.1 口岸东门头大跨度平台结构形式比选

为满足后期横琴地下站（HE2地下车站）施工，需满足其净空及净宽要求，大跨度室外钢平台平面（见图5）尺寸为110m，跨度达28m。根据常规设计经验，普通混凝土结构梁，当跨度大于20m时，梁的挠度和裂缝宽度较难控制。而大跨度梁的挠度与裂缝宽度、梁截面尺寸及配筋率有较大关系，要控制梁的挠度以及裂缝宽度，最有效的方法就是加大梁的截面高度，为了满足下方施工空间，梁的有效截面高度不可能无限的增加。故本工程的大跨度梁只能采用工字型钢骨梁。

图5 钢平台平面示意图

大跨度工字型钢骨梁相对普通的矩形梁有以下优点：

1）在梁高度以及梁最大宽度相同的情况下，因大跨度梁梁高以及跨度较大，工字型钢对减少自重效果明显。

2）相同梁高度下，工字钢梁腹板宽度与矩形梁的梁宽度相同时，梁的受弯性能基本上没有受影响，梁底第1排、第2排可布置更多的梁底筋，从而增大其抗拉强度。

3）从经济性和施工工期考虑，此梁的节点相比其他结构形式构造简单，施工速度较快。

5.2 大跨度钢骨柱、梁平台施工重难点

1）澳门轻轨侧钢梁最重构件为205 kN（20.5 t），长度为28m，构件数量多达200余个，如何保证构件运输及现场拼装的准确性是本工程的重点。

2）如何保证钢骨柱地脚螺栓预埋的准确性，钢骨柱吊装就位过程中垂直度的准确控制，钢骨柱与钢梁连接的拼装准确性是本工程的重点[2]。

3）本工程所有钢柱均采用分段制作、现场分节安装的方式。作为主体结构，钢柱高空对接焊接工作量大，且焊接时易造成结构变形，故控制钢柱现场焊接变形是本工程的重点和难点。

5.3 大跨度钢骨柱、梁平台施工技术要点

5.3.1 构件运输及拼装的准确性控制措施

受限于运输条件、塔吊性能等因素，采用“分段运输、现场拼装、整体吊装”的施工方法，如图6、图7所示。根据设计规定要求及施工经验设置预拱值，选用“螺栓临时连接、结构全焊接”节点，在堆场区域对分段梁进行拼装，通过全站仪进行精细校正，有效保证大跨度钢梁的拼装与安装精度[3]。

图6 钢梁拼装示意图

图7 钢梁、钢柱吊装示意

5.3.2 钢骨梁螺栓固定的控制措施

钢骨柱与钢梁连接处采用临时螺栓固定，其螺栓个数为接头螺栓总数的1/3以上，且每个接头不少于2个，冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30%。组装时先用冲钉对准孔位，在适当位置插入临时螺栓，用扳手拧紧，如图8所示。安装时高强螺栓应自由穿入孔内，不得强行敲打。扭剪型高强螺栓的垫圈安在螺母一侧，垫圈孔有倒角的一侧应和螺母接触，不得装反。螺栓穿入方向宜一致，穿入高强螺栓并用扳手紧固后，再卸下临时螺栓，以高强螺栓替换。不得在雨天安装高强螺栓，且摩擦面应处于干燥状态。高强螺栓锚固大样如图9所示。

图8 按对称顺序，由中央向四周拧高强度螺栓

图9 高强螺栓锚固大样

5.3.3 钢结构焊接质量控制措施

实施分段多层多道焊，每焊完一道后应及时清理焊渣及表面飞溅物，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后再焊。连续焊接时应控制焊区母材温度，使层间温度上、下限符合工艺条件要求。遇有中断焊接作业的特殊情况，应采取保温措施，再次焊接时，应重新预热且应高于初始预热温度。焊接时严禁在焊缝以外的母材上打火引弧。焊道的起收弧处及焊道的接头处是容易产生缺陷的地方，施焊应将其作为重点处理。焊后应认真清除焊缝表面飞溅、焊渣，焊缝不得有咬边、气孔、裂纹、焊瘤等缺陷，不得因切割连接板、刨除垫板等工作而伤及母材，连接板、引入板、引出板刨除后的表面应光滑平整。

6 结语

本文以横琴口岸及综合交通枢纽开发工程中澳门轻轨HE2横琴地下车站为例，介绍了地下空间预留中远期车站与正在进行结构施工的口岸主体的施工技术，对现有关键技术进行了详细的分析，提出了地下连续墙施工技术的关键点，大跨度钢骨柱、梁的吊装方法，为今后类似项目提供参考。