常州社會通道下穿鐵路常州站區(qū)工程代建管理及施工技術(shù)

何 驍 東華地鐵公司南京地鐵

常州社會通道下穿鐵路常州站區(qū)工程由上海鐵路局南京地鐵公司作為項目建設(shè)期法人，全權(quán)負(fù)責(zé)項目建設(shè)全過程的組織管理。通過專業(yè)化項目管理，該工程有效控制了建設(shè)規(guī)模、建設(shè)工期和建設(shè)投資，最終達(dá)到了控制安全、提高投資效益和管理水平的目的。

1 工程概況

1.1 箱涵工程

采用1～15m框架。框架橋橫向長189.3m。穿越既有站場和在建滬寧城際站場，采用頂進(jìn)法施工，從雙側(cè)頂進(jìn)，頂進(jìn)框架長30m，本次框架橋設(shè)計凈高按5.5m進(jìn)行設(shè)計，15m框架邊墻厚1.1m，頂板厚1.1m，底板厚1.2m。頂進(jìn)部分框架基礎(chǔ)采用φ60cm的高壓旋噴樁加固，樁長9.5m，間距均為1.2×1.2m。所有框架混凝土均采用C40抗?jié)B混凝土，其抗?jié)B等級不小于P8。

頂進(jìn)框架南側(cè)引道為一個現(xiàn)澆框架，長57m。

頂進(jìn)框架北側(cè)引道為一個現(xiàn)澆框架，長64m。

頂進(jìn)框架在常州站2、3號站臺處設(shè)5m長濕接縫。

橋頂設(shè)TQF-I型防水層，兩側(cè)與土壤接觸部分設(shè)溶劑型再生橡膠瀝青防水涂料兩層，箱頂設(shè)C40玻璃纖維混凝土排水坡。

施工時箱體采用架設(shè)D24m型施工便梁頂進(jìn)施工，由于北側(cè)工作坑設(shè)于代建滬寧城際鐵路的站場，所以工期還必須滿足滬寧城際鐵路的總體計劃。

1.2 引道工程

引道結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架，結(jié)構(gòu)形式同頂進(jìn)框架。

1.3 給排水工程

地道圬工采用摻外加劑的防水鋼筋混凝土，抗?jié)B標(biāo)號為P8，同時設(shè)置外貼式防水層。為防止雨水流入地道，出入口高于鄰接站臺面至少10cm，其間用C25鋼筋混凝土在2m范圍內(nèi)順坡連接。地道內(nèi)污水經(jīng)集水井匯集后，通過應(yīng)急泵排出地道外。

1.4 既有鐵路"四電"、給水設(shè)施及站臺拆除及加固配合工程

本工程施工區(qū)域涉及既有鐵路車務(wù)、牽引供電、通信、信號、給水等專業(yè)拆復(fù)建及站臺拆除加固配合，由鐵路設(shè)計院根據(jù)主體工程施工影響范圍和工期要求，做鐵路配合輔助設(shè)計，鐵路各相關(guān)單位配合專業(yè)拆復(fù)建施工。

2 工程的代建管理

本工程由常州市高速鐵路建設(shè)指揮部委托南京上鐵地方鐵路開發(fā)有限公司代建。作為涉鐵工程的專業(yè)化管理公司，為全方位完成代建任務(wù)，組建了精干的項目管理組，充分發(fā)揮專業(yè)化管理的優(yōu)勢，對工程的施工安全、質(zhì)量、進(jìn)度、投資控制全過程負(fù)責(zé)。針對工程對鐵路運(yùn)輸影響大慢行時間長；深基坑圍護(hù)如何確保施工安全及基坑降排水；施工頂進(jìn)期間保證既有鐵路路基的穩(wěn)定；較長框架結(jié)構(gòu)的止水和框架結(jié)構(gòu)的裂縫預(yù)控；既有站臺拆除及雨棚加固過渡；涉及既有鐵路車務(wù)、牽引供電、通信、信號、給水等專業(yè)拆復(fù)建配合等難點(diǎn)和特點(diǎn)，精心組織協(xié)調(diào)，會同設(shè)計、業(yè)主、鐵路局各有關(guān)部門和相關(guān)單位多層次全方位對施工單位提出的施工組織設(shè)計反復(fù)論證和優(yōu)化，辦理安全審批手續(xù)。施工前期主動地與業(yè)主溝通，協(xié)助解決"三通一平"、拆遷等實(shí)際問題，掃除工程障礙，施工過程積極組織鐵路各設(shè)備單位按照總體工程計劃進(jìn)行拆復(fù)建配合，召開工程推進(jìn)會細(xì)化節(jié)點(diǎn)計劃，加快工程進(jìn)度，會同業(yè)主監(jiān)理組織工地例會，安全質(zhì)量分析會，專項施工方案審查會及現(xiàn)場封鎖施工把關(guān)。通過上述代建管理工作，確保了本工程在保證京滬大動脈安全暢通的前提下，質(zhì)量良好按期圓滿完成業(yè)主委托的工程代建任務(wù)。事實(shí)證明采用工程代建制是控制建設(shè)規(guī)模、建設(shè)工期和建設(shè)投資的行之有效的管理方法。以專業(yè)化的項目管理公司代替建設(shè)單位行使建設(shè)期項目法人的職責(zé)，以合同的形式，界定了出資者、建設(shè)管理者、使用者等各當(dāng)事人的責(zé)任、權(quán)利、義務(wù)，從而對項目的預(yù)期目標(biāo)實(shí)行嚴(yán)格控制和有效約束，從而有效提高項目管理水平，有效控制了工程的安全、質(zhì)量、工期和造價。

3 總體施工防護(hù)方案及施工方法

本工程主要有圍護(hù)工程、基坑開挖、框架預(yù)制和頂進(jìn)、既有線線路加固及防護(hù)和附屬工程等，為了保證快速、優(yōu)質(zhì)地完成工程的施工任務(wù)，代建單位南京地鐵公司會同設(shè)計、業(yè)主、鐵路局各有關(guān)部門和相關(guān)單位多層次全方位對施工單位提出的施工組織設(shè)計反復(fù)論證和優(yōu)化，確定的實(shí)施性總體施工方案如下：

3.1 工作坑施工方案

3.1.1 工作坑圍護(hù)及加固

為了滿足鐵路北側(cè)城際鐵路的工期要求，在鐵路南北兩側(cè)分別設(shè)置一個頂進(jìn)工作坑，南北側(cè)對頂。北側(cè)工作坑邊距5道中心線6.36m，南側(cè)工作坑邊距6道中心線9.8m。工作坑開挖深度約為9.5m。基坑周邊設(shè)鉆孔樁，鉆孔樁外側(cè)采用高壓旋噴樁作止水帷幕。鐵路南側(cè)工作坑?xùn)|邊的鉆孔樁圍護(hù)離既有的房屋距離較近。基坑內(nèi)按圖紙采用φ600mm鋼管進(jìn)行對撐。基坑內(nèi)靠鐵路一側(cè)設(shè)1:1.5邊坡，并在路肩設(shè)置鋼筋網(wǎng)片加沙漿抹面防護(hù)。為增加后背頂力，后背設(shè)鉆孔樁。工作坑開挖前先進(jìn)行基坑鉆孔樁和高壓旋噴樁圍護(hù)及城際鐵路框架下進(jìn)行地基加固的預(yù)制方樁施工。

3.1.2 工作坑設(shè)置

鐵路北南兩側(cè)工作坑均考慮將現(xiàn)澆框架和預(yù)制框架的圍護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，工作坑底凈長按52m設(shè)置，預(yù)制一個30m長頂進(jìn)框架。預(yù)制框架左右兩側(cè)各留設(shè)1.6m寬作業(yè)面，并在工作坑底部東側(cè)位置設(shè)置一條5.5m寬出土通道，工作坑凈寬26.9m，開挖深度約為9m。

3.1.3 工作坑開挖

基坑土方開挖遵循"分層、分塊、對稱、平衡、限時"的施工原則。豎向從上至下分層進(jìn)行，縱向由開挖起始點(diǎn)至末端形成臺階，橫向先開挖中間土體，后開挖兩側(cè)土體。如發(fā)現(xiàn)位移量大時則停止施工，并進(jìn)行處理。在嚴(yán)格按照施工順序和操作規(guī)程施工的同時，加強(qiáng)對基坑四周原地面和建筑物的觀測，基坑開挖前沿基坑邊設(shè)置變形觀測點(diǎn)，點(diǎn)距10m,開挖完成一周內(nèi)每天8:00和16:00各觀測一次位移、沉降，此后每日各觀測一次，確保基坑的安全、特別是既有鐵路的安全。3.1.4工作坑降排水措施

本工程工作坑場地面積較大，降雨量較大時應(yīng)較快地排除場內(nèi)積水，為此基坑地表排水布置為：(1)在基坑周邊布置閉合的截水溝，防止場地雨水流入基坑內(nèi)。(2)基坑內(nèi)降水采用明溝和集水井排水。在基坑內(nèi)四周設(shè)一道排水溝，坡度為1%，坡向集水井。(3)基坑施工階段及時抽水，保持工作坑不積水。此外由于基坑開挖較深，地下水位較淺，還需對基坑進(jìn)行井點(diǎn)降水，將開挖較深施工區(qū)域形成一個封閉的井點(diǎn)，有效的降低底下水位。基坑內(nèi)的井點(diǎn)降水，井點(diǎn)管按間距1.2m均勻布置，井管長6～8m，由真空泵抽水。真空泵抽出的地下水自流到旁置的集水桶中，用水泵將水抽上地面排出。3.1.5工作坑滑板及后背施工方案

(1)滑板作為澆筑橋涵框架結(jié)構(gòu)的底模，是控制框架頂進(jìn)過程中的滑道，也是防止框架"扎頭"的重要措施，同時又是頂進(jìn)時排列頂柱、頂鐵的場地。本工程滑板結(jié)構(gòu)由下至上為20cm碎石墊層+50cm鋼筋砼滑板,根據(jù)設(shè)計圖紙，滑床板采用平坡。施工過程中，要求滑板的平整度必須達(dá)到用3m靠尺檢查，平整度小于5mm，并在滑板面施作"三油三氈"，以減小框架橋在啟動時的靜摩擦力和吸附力；同時，在工作坑底板和后背連接處配置加強(qiáng)鋼筋，作為輔助后背而增加后背的承載能力，提高滑板的抗拉裂能力。為了增加滑板的底面抗滑能力，采用在基坑底挖槽灌注混凝土錨梁提高抗滑力。為確保框架橋頂進(jìn)方向的準(zhǔn)確，在框架橋兩側(cè)滑板上每3～4m設(shè)一導(dǎo)向墩。滑板前端為接長滑板留出鋼筋。

(2)本工程后背采用長20.4m，寬1.5m、高2.5m的C20鋼筋砼作為頂進(jìn)后背。為增加后背頂力，后背設(shè)φ120cm，L=2500cm鉆孔樁，并采用與滑板加強(qiáng)連接的措施增加后背的抗力，能承受框架橋頂進(jìn)的全過程中所出現(xiàn)的最大頂力，并且有適當(dāng)?shù)陌踩珒洹?/p>

3.2 既有線線路加固方案

本工程為既有線箱形橋頂進(jìn)，箱身順鐵路線路寬度17.2m，正交穿越站區(qū)6股道。為保證頂進(jìn)時線路的絕對安全和列車正常運(yùn)行，施工前必須對線路進(jìn)行加固，便梁采用D24m便梁，便梁支墩采用C25鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。為提高地基承載力，在條形基礎(chǔ)下進(jìn)行高壓旋噴樁加固。支墩采用系梁形式，尺寸為51.1m(長)×2.5m（寬）×1.5m（高）。施工時要求線路慢行45Km/h，架設(shè)D24m便梁需申請封鎖點(diǎn)。

3.3 站臺拆除及雨棚加固過渡方案

工程穿越常州站3個站臺和1排雨棚柱基礎(chǔ)，箱涵頂進(jìn)前對雨棚立柱進(jìn)行托換處理，保證夜間施工完成后白天站臺的臨時通行。托梁下采用條形基礎(chǔ)作為支座。由于車站雨棚為先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)，先對其上部采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)臨時支撐加固，然后采用長36.8m，高度1300mm，寬度1300mm的鋼筋混凝土梁對站臺及雨棚立柱進(jìn)行加固和過渡。為了減小對站臺的影響，托梁位于站臺面下，在托梁上布置槽鋼，上方鋪設(shè)8mm厚鋼板，同一站臺雨棚立柱之間設(shè)置鋼筋混凝土系梁，既有雨棚立柱打洞，穿φ40mm圓鋼，另加有槽鋼螺栓扣緊雨棚立柱，以增加整體穩(wěn)定性。為防止一側(cè)雨棚柱杯基鑿除后立柱不穩(wěn)定狀態(tài)，在施工前設(shè)置臨時支撐。雨棚托梁施工流程為：既有雨棚柱間臨時支撐→鑿除靠線路側(cè)的雨棚柱半邊杯基→立柱與梁間傳力構(gòu)件施工→綁扎托梁鋼筋→澆注托梁混凝土→鑿除靠站臺內(nèi)側(cè)的雨棚柱半邊杯基→施工另一側(cè)雨棚柱托梁→立柱間系梁施工。

3.4 箱身預(yù)制施工方案

本工程穿越鐵路框架1個，分二節(jié)預(yù)制，鐵路南側(cè)箱身長30m，鐵路北側(cè)箱涵長30m，線路中間設(shè)置5m長濕接縫。為了保證頂進(jìn)挖土過程中前方土體的穩(wěn)定，在第一節(jié)箱身預(yù)制時在箱身前端兩側(cè)側(cè)墻上設(shè)置2塊鋼筋混凝土翅膀，板厚40cm，水平鋼筋采用Φ16＠200，伸入墻內(nèi)3m。豎向鋼筋同墻體鋼筋。同時為了防止頂進(jìn)過程出現(xiàn)栽頭現(xiàn)象，在底板的前端設(shè)置一個船頭坡，頂進(jìn)到位后翅膀和船頭坡鑿除（如圖1所示）。

圖1 翅膀、船頭坡示意圖

框架預(yù)制分兩次澆筑砼，第一次澆筑底板砼，第二次澆筑墻身及頂板砼。由于一次澆筑砼方量多，體積大，聚集的水泥水化熱量大，在混凝土內(nèi)外散熱不均勻的情況下，混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，此外，由于混凝土的收縮徐變，將導(dǎo)致溫度裂縫的產(chǎn)生。同時，頂進(jìn)施工時，框架受力狀態(tài)隨時發(fā)生變化，因此采取箱身內(nèi)預(yù)埋冷凝管的施工方法，來保證框架的質(zhì)量。箱身防滲防漏是本次施工成敗關(guān)鍵，工藝上采取的對策為：

（1）嚴(yán)禁使用對拉螺栓加pvc塑料套管工藝。對拉螺栓用φ14圓鋼制成，中間帶一塊止水鋼片。端頭作成螺紋式，用特制套頭固定，在混凝土澆筑完成后拆模時，將套頭取出，在砂漿內(nèi)滲入UEA微膨脹水泥，分兩次抹平套頭，以防滲漏。

（2）加強(qiáng)對止水帶的保護(hù)（詳見圖2），頂進(jìn)時采用槽鋼將止水帶包在船頭坡里，防止在頂進(jìn)中損壞。

（3）為保證橋面防水層的鋪設(shè)質(zhì)量，箱頂面涂刷防水涂料時應(yīng)平整、干燥、無浮碴、浮灰、油污狀態(tài)。平整度不符合要求的用鑿除的方法進(jìn)行處理或用水泥砂漿找平；蜂窩麻面應(yīng)用水泥砂漿填補(bǔ)平整。用水泥砂漿或水泥凈漿處理時，應(yīng)添加適量水溶性膠粘劑（如107膠等），增強(qiáng)水泥砂漿或水泥凈漿與填補(bǔ)面的連接。防水層鋪設(shè)完畢24h后方可進(jìn)行保護(hù)層的施工。施工時按設(shè)計要求作好散水坡。

圖2 橡膠止水帶保護(hù)示意圖

3.5 框架箱身頂進(jìn)施工方案

3.5.1 頂進(jìn)施工順序

架設(shè)D24m便梁→拉槽→箱涵頂進(jìn)→拆除便梁、恢復(fù)線路。

3.5.2 頂進(jìn)施工控制及預(yù)防措施

箱體頂進(jìn)誤差控制是關(guān)鍵，為此對箱體頂進(jìn)的方向、標(biāo)高所采取的技術(shù)措施為：

（1）保證方向措施：

①兩側(cè)滑板每3m設(shè)置導(dǎo)向墩，頂進(jìn)時橫向頂緊箱體，限制側(cè)向位移；

②在頂進(jìn)過程中盡量保持平衡頂進(jìn)，發(fā)現(xiàn)左右偏差較大時，采用增減一側(cè)頂力調(diào)整或用挖土調(diào)整。

（2）保證標(biāo)高措施：

①頂進(jìn)前接長框架橋前端的滑板，并對框架橋預(yù)制場至就位之間的地段進(jìn)行加固，確保框架橋頂進(jìn)時不過早產(chǎn)生"扎頭"現(xiàn)象;

②框架橋前端兩邊墻設(shè)鋼筋砼刃腳，刃腳底部與水平成5°角，采用切土強(qiáng)迫頂進(jìn)，增加抬頭力矩，同時又可有效保證支墩安全;

③合理安排，采用快速頂進(jìn)施工方法，防止因中途停頓時間過長、重新啟動而造成的下沉;

④澆筑滑板時，設(shè)計坡度提高至5‰，以確保頂進(jìn)就位后標(biāo)高誤差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi);

⑤如頂進(jìn)過程中，發(fā)現(xiàn)標(biāo)高偏高，可在底刃腳前端超挖略低于底板逐漸調(diào)整;

⑥在每次頂進(jìn)前應(yīng)細(xì)致檢查液壓系統(tǒng)，頂柱（鐵）安裝和后背變化等;

⑦挖運(yùn)土方與頂進(jìn)工作循環(huán)交替進(jìn)行。每前進(jìn)一頂程，應(yīng)及時切換油路，并將千斤頂活塞拉回復(fù)原，補(bǔ)放頂鐵。

3.5.3 回填石碴恢復(fù)線路

箱身頂進(jìn)就位后，盡量縮短線路架空時間，盡快恢復(fù)線路。在確保行車安全條件下，在拆除加固設(shè)施前，備足底碴、道碴和上碴的工具、勞力，安排好抽橫梁的施工作業(yè)程序。箱身頂面全部采用道碴回填。回填到位后在站內(nèi)預(yù)存一些道碴，以便養(yǎng)護(hù)時補(bǔ)碴。

4 結(jié)束語

常州社會通道工程是一項對鐵路既有線運(yùn)輸及設(shè)備影響很大的工程。施工期鐵路慢行時間長達(dá)六個月；各類施工封鎖幾十次，由于參建各方恪盡職守，根據(jù)工程特點(diǎn)，選擇了正確的施工方案和建設(shè)管理模式，施工過程中嚴(yán)格按照設(shè)計和既定方案組織實(shí)施，嚴(yán)格遵守鐵路局各項安全規(guī)定及相關(guān)規(guī)范，工程取得了圓滿成功，對今后類似復(fù)雜施工條件下的下立交工程有很好的借鑒作用。