地铁半铺盖明挖车站施工技术研究

宁利锟

(中交一公局厦门工程有限公司，福建 厦门 361021)

1 工程概况

广州市轨道交通12号线烈士陵园站位于东川路上，沿东川路纵向布置，初步设计方案采用洞桩法施工，因详勘地质条件差、征地拆迁较慢，只有一个施工竖井，施工进度较慢，无法保证全线洞通计划，车站从暗挖变更为明挖施工。车站为地下4层13 m单柱岛式车站，总建筑面积约26 575 m2，施工采用的是明挖半铺盖的方法。车站尺寸方面，长约170 m，标准段宽约22.7 m，基坑深度27.65 m，地连墙深度30.35 m，顶板覆土3 m。明挖方案车站共设置E1、E2、E3以及F号4个出入口，3组风亭、2个安全口。烈士陵园站地处繁华老城区，场地狭小受限制且两侧临近房屋建筑，周边老旧建筑物密集、管线繁多，周边建筑物的稳定性控制要求较高，同时地表沉降也需得到有效的控制。

2 工艺原理

所谓半铺盖法，是在地连墙的基础上，上部构建一层钢筋混凝土板面，下部构建形成钢支撑与混凝土支撑，以免地连墙发生变形。不同格构柱之间通过钢系梁进行连接，以提高整体的稳定度，不仅满足施工的要求，而且要满足交通的要求[1-2]。

3 施工技术

3.1 施工流程

1)围蔽东川路东侧，管线迁改、施工东侧围护结构、临时立柱。

2)施工冠梁。钢板桩、第一道混凝土支撑。

3)东侧基坑开挖到顶板下，施工顶板，新做2 000 mm×1 500 mm渠箱，安装钢盖板。

4)围蔽东川路西侧、施工西侧围护结构、第一道混凝土支撑梁及安装盖板。

5)围蔽东川路中间，开挖至第二道支撑底标高时随即根据工程要求将该部分的支撑结构设置到位。

6)类似地，开挖至第三道支撑底标高时随即根据工程要求将该部分的支撑结构设置到位。

7)基坑开挖、随挖随撑，禁止超挖，盾构隧道先隧后站，通过基坑，盾构通过要求覆土>6 m，若基坑开挖进度比盾构隧道快，基坑开挖到距离隧道6 m停止开挖，对基底做临时封闭处理，随着工程建设工作的持续开展，待盾构隧道通过后，继续开挖基坑。

施工冠梁见图1，支撑第四道混凝土见图2。

图1 施工冠梁(单位：mm)

图2 支撑第四道混凝土(单位：mm)

8)开挖至第四道支撑底标高时随即根据工程要求将该部分的支撑结构设置到位。

9)盾构通过后，端墙处两环管片采用型钢支架支顶，边开挖边拆除管片。

10)基坑开挖至底板后，设垫层、底板及防水层(侧墙)。

11)施工侧墙防水(地下4层)、结构侧墙及中板(地下3层)。

12)拆除第四道支撑(见图3)，施工侧墙防水(地下3层)、结构侧墙、中板(地下2层)。

图3 拆除第四道支撑(单位：mm)

13)拆除第三道支撑，施工侧墙防水(地下2层)、结构侧墙、中板(地下1层)。

14)拆除第二道支撑，施工地下1层侧墙防水、结构侧墙、顶板。

15)顶板防水施工，顶板回填土，管线回迁、折除临时路面、盖板，支撑，恢复地面。

3.2 关键施工技术

3.2.1 泥浆制备

为高效制备泥浆，在现场配备4台泥浆泵，并建立高效畅通的循环管路。

1)沿循环池边缘向开挖槽内注入泥浆，全程尽可能保持匀速、缓慢的状态，检测并控制泥浆面的高度，不宜临近导墙面，而是有一定距离，以0.3 m为最佳，同时比地下水位高最少1 m。

2)清除开挖槽时，泥浆首先进入槽内，既而进入到沉淀泥浆箱中，最后进入循环泥浆箱。

3)灌注混凝土时，上部泥浆进入沉淀泥浆箱中，需要注意的是，混凝土顶部4 m范围内的泥浆一般会放弃，不再使用。

3.2.2 清底、置换泥浆

成槽后，清理槽底的沉渣。对于混凝土接头处的杂物要进行特别处理，这是非常重要的一环，通过泵举反循环的方式吸收孔底沉渣。用泵吸反循环的方法清理泥浆，以便后续可正式灌注混凝土。

3.2.3 钢筋笼制作

1)钢筋笼要按照具体设计要求展开加工，钢筋笼的制作要满足设计要求，全方位考量钢筋笼起吊所需刚度及吊点的焊接质量。

2)为避免起吊过程中出现变形的情况，在钢筋笼中设置剪力筋，以构成纵向桁架；同时不断强化各节点，以提高钢筋笼的刚性。根据放样图，在混凝土导管下部预留出一定的空间，务必确保导管导向钢筋的牢固度。

3)为了充分确保钢筋保护层的厚度过关，需要在钢筋笼中添加垫块，垫块与槽壁保留一定的空隙，空隙最低为20 mm，最高为30 mm。

4)为确保钢筋笼有完整的外形以及焊接有足够的刚度，需要在制作台上制作成形。钢筋笼基本采用点焊的形式，成形之后需要拆除结扎铁丝。

3.2.4 钢筋笼的吊装

两台吊车同步运行，平稳起吊钢筋笼。在吊具与吊索的作用下，钢筋笼会被起吊到某一特定高度。主吊索提起的同时副吊索下降。笼体下置之后，严禁再次提起。因为此举有可能导致插入筋出现翘起的情况，再次下置时极易使钢筋笼陷入下置困难的窘境。

3.2.5 混凝土浇筑

1)以试验确定的配合比为准，选取适量的优质原材料并予以拌和；充分考虑导管法的使用特点。在混凝土浇筑中使用导管法，对混凝土有一定的要求，首先其和易性要过关，其次其流动性顺畅，最后要具备一定的缓凝性。通常，混凝土的初凝时间以3 h以内为宜。如果运输距离太长，那么需要在混凝土中添加木钙减水剂，这样能够有效降低水灰比例，使混凝土的流动度有所提高。

2)汽车泵是混凝土浇筑施工中的重要装置，可以将混凝土送入下料漏斗。以双导管灌注的方法为宜，控制好两导管的距离，不宜超过4 m，且条件允许时尽可能控制在3 m以内。接头首先在地面进行组装，一段可以为2节，也可以为3节。

3)在浇筑过程中，混凝土导管埋入混凝土的尺寸也有具体的标准，最低为2 m，最高为4 m。最小埋深为1.5 m，最大埋深为6 m。导管在浇筑的过程中随时提升。

4 中间桩施工

4.1 护筒埋设

扩孔采用到护筒装置，务必保证护筒吊入位置的精准性，护筒外围用黏土夯实。其中心线要保持与桩中心线平齐的状态，可以出现一定的偏差，但是偏差必须在20 mm以下。

4.2 泥浆制备与钻机钻进

制作泥浆时，充分发挥优质膨润土的作用，钻机到达既定位置后调整钻机，实现钻头、钻杆中心、桩位中心的三位同一。钻头在升降过程中务必保持平稳状态，钻头从孔口提起时不能对护筒与孔壁造成影响。立足于施工现场的地质条件，合理调控包含钻进速度、泥浆指标在内的各项关键作业参数。泥浆面要高于护筒，高出的尺寸在60 cm左右，这样能够确保有充足的水头。

4.3 钢筋笼吊装与混凝土灌注

钢筋笼下入孔口时有两个注意事项。首先要扶正，其次下入的速度要缓慢。充气球可作为隔水栓使用，浇筑速度控制在3～5 m/h，全程尽可能避免浇筑量的大幅度变更，同时各导管处的灌注必须同步进行。

4.4 冠梁及盖板梁施工

4.4.1 超灌破除

1)通过人工形式破除墙顶混凝土浮浆，凿除面务必平齐。严格控制标高，不能出现多凿的情况，也不能出现少凿的情况。破除时不能用大型机械，以防止出现墙缝漏水的情况。

2)挖出格构柱之后，严格遵循图纸复核标高。超出的部分必须切割。

3)凿除超灌混凝土之后，及时对钢筋进行处理，如对钢筋进行调直、接长等。

4.4.2 钢筋绑扎

1)钢筋必须参照设计的具体参数下料。下料加工在现场进行，下料时，加强对钢筋接头尺寸的检测与控制。因为地连墙体向外扩展了150 mm，与构件相连的钢筋也需要延长150 mm。

2)绑扎钢筋之前，必须做好准备工作，如清点钢筋数量，对钢筋型号进行分类、调直连墙主筋等。铺盖钢筋绑扎时，务必发挥砂浆垫块的作用，不同垫块的距离保持在1.0 m左右，同时一定要固定牢固。

3)连接主筋接头时充分发挥机械的作用，用机械连接。梁底主筋接头主要有两个位置：支座内部、支座临近1/3跨度内部；对于铺盖板下部钢筋接头同样有两个位置：支座内部、支座临近1/4跨度内部。

4)各段铺盖结构与结构的冠梁两部分采取的是同步施工的方法，铺盖横向钢筋锚入冠梁的长度不小于35d(d为钢筋直径)。绑扎十字交叉钢筋时一定要保持坚实，尽量避免出现变形等情况。箍筋与主筋的位置需始终保持垂直，避免偏位或失稳。双肢箍设置沿着主筋展开；单肢箍筋设置采用梅花型。

4.4.3 砖模砌筑

1)垫层、砖胎模等务必设置油毡，这样有利于基坑在挖掘时垫层与砖胎模顺利剥离，以促进车站主体施工有序展开。

2)梁侧合模之前钢筋必须验收，而且验收合格。于盖板梁下方、铺盖板钢筋下方两个部位放置垫块，采取此方法的目的在于有效防护构件，以免受损。砖胎模的厚度为240 mm。

3)砖胎模转角是一个非常重要的部位，因此有必要对其进行加固，以免该部位出现开裂的情况。尽量在搅拌棚中搅拌砂浆水泥，这样能够防止出现过多扬尘，以达到保护环境的目的。

4)砌筑胎模时，尤其注意不能让木屑等杂物进入梁内，砌筑时梁侧需要进行阻隔，阻隔最好选择塑料薄膜的形式。

4.4.4 混凝土浇筑

详细检查钢筋和模板，判断是否有变形、偏位、堆积杂物等异常情况，若有则予以处理。铺盖梁板与冠梁相交的节点务必保持同时现浇，防止出现冷缝的情况。浇筑施工材料选用的是C30混凝土，设备以汽车泵为主。捣固混凝土时利用的方法为插入式。分层有序浇筑，各层厚度控制在0.3 m以内。浇筑顺序方面，首先为梁体，而后做整体浇筑，结束后随即采取保湿养护措施。

5 结束语

在地铁车站施工中，明挖法是使用最广泛的方法，所具优势也非常明显，如进程快、造价低、风险小等。在周边建(构)筑物密集、车流量较大、地表沉降控制要求较高的特殊地铁车站施工场景中，半铺盖法是一种优质的方法，即沿车站纵向一半明挖，另一半暗挖，其兼容盖挖法和明挖法两种常见施工工艺的优势，同时可摆脱单独用盖挖法或明挖法所存在的局限性，若应用得当，可有效满足工程安全、质量、效率、效益多重要求。

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