地铁围护结构拆除工艺研究

邓 杰

（中铁十九局集团轨道交通工程有限公司，北京 101399）

0 引言

在地铁车站施工过程中，附属结构的施工一般在主体结构施工完成后进行，附属结构和车站之间的交汇部位有主体围护结构存在，为了将主体和附属结构打通，则需要对交汇部位的围护结构予以拆除。然而，这是一项安全风险很高的施工，必须引起相关人员的高度重视，根据项目的实际情况，探究合理可行的施工工艺，通过比选选择适宜的施工方案，并在施工中加以严格实施和控制，以保证最终的施工效果。

1 工程概况

某地铁站的1 号风亭是一个异形风亭，采用两道尺寸为600 mm×800 mm 的混凝土支撑。在支撑设计过程中，为保证基坑受力稳定，将主体和附属结构利用中间支撑连接成一起，形成一个整体。由于1 号风亭的支撑结构和主体结构冠梁直接相连，所以车站主体结构围护桩难以提前拆除，使风亭主体结构不得不分成多块进行施工。为顺利完成主体及附属结构施工，应在明确基坑受力情况的基础上，结合支撑结构，通过综合考虑，确定适宜的施工工艺。

2 施工工艺

在地铁车站施工过程中，对附属围护结构进行结构设计时，通常不会在主体结构和附属结构两者交汇部位设置支撑，以便于该部位围护结构正常拆除，确保主体与附属两部分结构都能顺利开展施工。在未设支撑的条件下，施工可按照以下流程进行：先拆除交汇处主体围护结构，随即开始底板施工，然后拆除第二道支撑，进行侧墙施工与顶板施工，最后拆除第一道支撑。当附属结构在未设支撑结构的条件下对撑至主体结构时，整个附属结构的施工都能达到顺畅，每一道施工工序都能严格到位，浇筑施工可一次性完成，使基坑表现出良好防水性，有效降低安全风险，最终确保基坑得以快速封闭[1]。

3 施工方案

根据该地铁车站1 号风亭所用支撑系统实际情况，并结合现场各项施工条件，充分参考以往工程经验，制定以下两套施工方案：

3.1 方案一

风亭和车站之间交汇部位的主体围护结构共分成两期进行拆除，第一期对未受力的围护桩进行拆除，共拆除15 根；完成第一期拆除，并清理完成后，对此处的顶底板与侧墙进行施工，使车站主体和附属结构能够形成一体，保证基坑整体安全性。在结构达到稳定状态后，对受力的围护结构进行拆除，最后施工所有剩余的附属结构部分。

该方案的具体施工步骤为：

（1）将基坑开挖完成后，对未受力的围护结构进行拆除，直到风亭底板以下20 cm。

（2）将未受力的围护结构拆除完成后，做好此段区域的地基验槽、垫层及防水工作，然后开始绑扎底板钢筋，并进行混凝土浇筑，以此封闭局部基底。

（3）待底板浇筑的混凝土实际情况达到设计要求后，对第二道支撑结构予以拆除，然后进行侧墙钢筋绑扎与混凝土浇筑。

（4）侧墙成型后，绑扎顶板钢筋并浇筑混凝土，使附属和主体结构两部分形成一个整体，保证结构受力整体稳定性。

（5）完成对顶板的浇筑，且混凝土强度达到设计要求后，拆除全部第一道支撑结构。

（6）完成对第一道支撑结构的拆除，且检查确认围护结构无任何影响因素后，开始拆除受力围护结构。

在以上施工过程当中会产生很多施工缝，要对施工缝予以有效的防水处理，避免底板发生渗漏。

3.2 方案二

一次性拆除风亭和车站之间交汇部位的主体围护结构，期间进行必要的换撑，使基坑的受力始终保持稳定。

该方案的具体施工步骤为：

（1）将基坑开挖到位后，开始底板施工，包括钢筋绑扎与混凝土浇筑。

（2）底板施工完成后，在原支撑所在位置予以换撑，避免对第二道支撑结构进行拆除时底板产生位移。

（3）在底板浇筑的混凝土实际强度达到设计要求后，拆除第二道支撑结构，在拆除的同时应密切注意轴力及其发生的变化。

（4）将第二道支撑结构拆除完成后，开始侧墙施工。

（5）完成对侧墙的施工后，开始顶板施工，此时风亭将形成一个整体，使受力达到稳定。

（6）顶板浇筑结束且混凝土强度达到要求后，拆除底板换撑。

（7）所有支撑结构拆除结束后，开始拆除冠梁与桩基。

换撑结构的焊缝必须达到饱满，满足相关技术规范提出的要求，并应在适当的位置设置轴力计，按照一天两次的频率进行监测，一般情况下轴力应控制在2000 kN 以内。如果经监测发现轴力达到2000 kN 以上，则应对换撑结构予以适当加密，并浇筑强度等级为C35 的混凝土，避免基坑失稳[2]。

4 方案比选

以上两套方案有各自的优势，其中，方案一的优点为附属结构和主体结构之间能及时连接形成一个整体，对保证结构稳定性有利，能为基坑安全提供良好的保证。但也存在一些缺点，如围护结构拆除方面的成本相对较高，有很多施工缝，对结构防水不利，易产生渗漏，导致质量缺陷，使堵漏成本明显增加。另外，方案的工序较为繁琐，需要进行两次工序转换，使工期不得不延长。

方案二的优点为将底板分段部位留设于原变形缝处，能有效减少施工缝的数量，对结构自身防水性提供良好的保证；与方案一相比工序转换相对较少，能减少15 d 左右的工期；围护结构可以一次性完成拆除，减少相应的成本。但也存在一些缺点，如换撑时需要设置工字钢，且基坑的稳定性比方案一略差，需采取必要的应急措施。

综合考虑施工现场实际情况，并结合工期与成本方面的要求，决定将方案二作为最佳方案。

5 方案实施

基于方案二的具体实施流程为：底板钢筋绑扎与混凝土浇筑→换撑→拆除第二道支撑结构→侧墙钢筋绑扎与混凝土浇筑→顶板施工→拆除第一道支撑结构→拆除围护结构→剩余部分顶底板及侧墙施工。

在现场施工过程中，在换撑部分安装轴力计，以此每天都对轴力及其产生的变化进行监测，以监测结果为依据采取有效的措施[3]。由于本次施工中监测到的轴力始终保持稳定，所以未采取任何措施。

按照以上流程进行施工时，对于主体部分的围护结构，在开挖施工的同时借助炮机拆除，由于风亭和主体结构之间交汇的围护结构承受一定轴力，在开挖时不可拆除，所以应先进行支撑，在支撑达到稳定后才能进行施工。另外，在顶底板与侧墙的施工初步完成后，会使现场的作业空间明显减小，不再具备使用炮机进行拆除作业的条件，所以要使用吊车、水钻与绳锯进行施工，对围护结构予以分段切割，直到拆除完整个围护结构[4]。

施工中，应先用挖机将冠梁的位置挖出，在冠梁的周围按照45°进行放坡开挖，完成开挖后铺设一道钢筋网片，并浇筑一层20 cm 厚、强度等级为C20 的混凝土，以此起到避免滑坡与坍塌的作用[5]。

将边坡支护稳固后，开始拆除冠梁及围护结构。在相邻两个围护结构之间穿入绳锯，以此对冠梁部分进行切割拆除。将冠梁拆除后，将冠梁吊起，此时吊车应始终处在干预受力的实际状态。在冠梁底部下方2 m 的位置对围护结构进行拆除，然后用吊车和板车尽快将拆除下来的围护结构运出场。为便于拆除，可将拆除时需用的设备放在车站中的站厅层或风亭内部[6]。

在拆除围护结构之前，应先进行地面挡水坎施工，使其达到30 cm 以上，在站厅层的出入口处都应做好临时围蔽结构的施工，以免车站中的工作人员误入施工场地。另外，为避免车站涌水，还需在现场配备至少两台功率不低于5.5 kW 的水泵，并注意防尘，在拆除施工中通过适当洒水来降尘防尘，以免对车站造成污染。

6 结语

综上所述，地铁车站施工有很多技术难点，对于车站主体结构和附属结构之间交汇部位的围护结构拆除施工，不仅难度大，而且安全风险很高。在设计工作中就应充分考虑使用适宜的支撑方式，在确保结构受力达到安全的基础上，尽可能防止附属支撑结构和围护结构直接相连，以便于围护结构拆除和之后主体及附属结构正常施工。目前，该地铁车站的主体和附属结构之间交互部位的围护结构拆除施工已经顺利完成，值得类似项目参考借鉴。