地鐵暗挖車站機械成孔洞樁法施工技術

董志云 苑雪峰 楊 彬

(中國建筑第八工程局有限公司,上海 200120)

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地鐵暗挖車站機械成孔洞樁法施工技術

董志云 苑雪峰 楊 彬

(中國建筑第八工程局有限公司,上海 200120)

結合北京地鐵16號線萬壽寺車站的工程與水文地質條件，采用了洞內機械成孔鉆孔灌注樁施工方法，并闡述了施工各環節的操作要點，指出該方法取消了下導洞開挖對土體的多次擾動，可有效控制車站的沉降變形。

地鐵，車站，鉆孔灌注樁，主體結構

1 工程概況

1.1 車站概況

北京地鐵16號線13合同段萬壽寺車站位于蘇州橋以南，南長河以北的西三環北路路段，南北向設置。設計結構為三層三跨鋼筋混凝土框架結構，車站全長210 m，標準段結構寬度為21.2 m，站臺為12.0 m島式站臺，底板埋深29 m，結構上覆土厚度5.8 m～6.5 m,施工工藝采用新型“洞樁法”施工。車站設3個出入口、2個緊急疏散口、1部垂直電梯、2組風亭、3個施工豎井。車站總建筑面積18 597 m2。

1.2 工程及水文地質

萬壽寺站主體結構開挖深度范圍內土層主要為人工填土層、新近沉積層(主要包括新近沉積的粉土②層、粉質粘土層，第四紀沉積層等)。

場地地下水為潛水，含水層巖性為卵石圓礫⑦層，水位埋深為21.2 m，位于車站結構底板以上0.3 m，潛水動態類型屬滲入～徑流，車站不降水施工。

2 施工方法

2.1 施工工藝流程

1)在橫通道內進行上層導洞施工，施工導洞拱部超前支護結構，并注漿加固地層，邊導洞采用臺階法施工，中導洞采用CD法施工，臺階長3 m～5 m。先開挖邊導洞再開挖中導洞。當邊導洞開挖至安全距離后施工中導洞拱部超前支護，注漿加固中洞地層，進行中導洞開挖、臨時支撐施工。

2)在導洞內施工圍護樁，圍護樁施工采用人工挖孔和機械鉆孔成樁，樁基施工須跳孔施工，隔2挖1或鉆1，鉆孔完成后及時澆筑混凝土。

3)施工邊樁冠梁,架立邊導洞內主拱的格柵鋼架，并按要求噴混凝土；C15混凝土回填邊導洞上部空間。抽出中樁內的護壁泥漿，人工安裝鋼管柱定位器系統，并按照設計分節吊裝、安裝鋼管柱系統以及鋼管柱內的鋼筋籠。鋪設防水層,施工頂縱梁結構，并預留主拱二襯的鋼筋接頭。

4)導洞之間土體超前加固，開挖主拱土體，施作初期支護。臺階法開挖扣拱土體(臺階長3 m～5 m)，對稱施工扣拱初期支護，開挖步距同格柵間距，施工過程中不得破壞導洞初支結構。初支封閉成環后，必須及時對初期支護背后進行填充注漿，并嚴格控制初支背后注漿效果。

5)扣拱開挖完成后，沿車站縱向分段鑿除導洞部分初支結構鋪設防水，澆筑主拱二襯，兩邊跨二襯同步澆筑。

6)待拱頂混凝土達到設計強度后，沿車站縱向分為若干個施工段，分層開挖土體至-1層底板及中縱梁底標高。邊開挖邊施工樁間網噴混凝土及切割掉挖孔護筒，分段施工-1層底板梁及底板，并施工側墻防水層、保護層及側墻。

7)待-1層混凝土達到設計強度后，逆筑法分層開挖-1層、-3層土體至標高，澆筑中板、側墻及-3層底板側墻，完成車站框架結構施工，待盾構過站后施作-3層內站臺板、軌頂風道等附屬結構。

2.2 導洞施工

車站邊導洞采用臺階法施工；中導洞開挖采用CD法施工，各洞室采用臺階法。導洞開挖采用超前小導管注漿加固技術，采用水泥水玻璃雙液漿固結土層，洞內開挖采用人力配合風動工具開挖土體，開挖步距為0.5 m，洞內水平運輸采用電動三輪翻斗車運輸，垂直運輸采用橋式起重機(抓斗)運輸土體至地面渣倉，夜間采用自卸汽車運至場外指定地點排放。

2.3 洞內鉆孔灌注樁、鋼管柱施工

萬壽寺站邊樁φ1 000 mm@1 600 mm,樁長23.8 m，共294根；中樁φ1 800 mm@7 000 mm,樁長27.8 m，共60根。采用改裝后的反循環鉆機導洞內機械成孔，泥漿護壁，分節吊放鋼筋籠、鋼管柱防護鋼護筒入孔，泵送水下混凝土至導洞內孔口，導管法灌注水下混凝土成樁的方法進行施工。

車站主體結構鋼管柱采用φ800 mm鋼管混凝土柱，鋼管柱由工廠根據導洞凈空要求分節加工，運至車站導洞內，自制吊架吊裝入孔，絲杠調整法調整鋼管柱垂直度符合要求后分節安裝柱內鋼筋籠就位，泵送C50微膨脹商品混凝土至鋼管柱柱上口采用串筒澆筑，同時保證振搗密實。

2.4 邊導洞冠梁及初支扣拱

在施工邊導洞格柵時，在拱腰扣拱的節點位置預留扣拱格柵節點，扣拱施工時，扣拱格柵的下部按設計錨固長度錨入冠梁內部，上部與預埋鋼筋搭接焊接牢固。扣拱格柵每10 m左右設置一道隔墻，然后單側立模，進行噴射混凝土封閉。在每段扣拱的拱頂位置預留一處回填灌注孔，作為灌注混凝土用。同時每隔3 m～5 m預埋一根φ42注漿管，在回填灌注完成后，進行拱頂回填注漿，保證拱部填充密實。

2.5 頂縱梁中跨二襯扣拱施工

頂縱梁及中跨扣拱均在CD法中導洞內進行施工，采用頂縱梁與中跨二襯扣拱一次成型的施工方法，模板支撐采用定制模板臺車，拱部混凝土厚度800 mm，澆筑C40抗滲等級為P10混凝土，本工序施工需重點控制防水層細部施工質量、預留接槎防水材料保護及二襯混凝土澆筑質量，在拱部施工完成后進行二襯背后注漿填充，保證拱部防水效果，杜絕滲漏。

2.6 初支扣拱開挖

頂縱梁中跨扣拱、邊跨冠梁假拱填充混凝土完成后，開始進行扣拱開挖，兩側扣拱開挖同步進行。短臺階法開挖，臺階長度3 m～5 m,超前小導管預注漿支護，開挖施工遵循暗挖十八字方針，防止結構變形及地層變形過大。

2.7 二襯扣拱施工

拱部二襯施工采用兩臺模板襯砌臺車，臺長9 m，兩側盡量控制同步澆筑，錯開間距不大于10 m。臺車行走方式為電力驅動自行式，就位脫模方式為全液壓就位、脫模，見圖1。

2.8 下部土方開挖

在二襯扣拱完成以后，車站拱梁柱支撐體系形成，下部開挖基本等同于蓋挖逆作法施工，開挖自上而下先開挖-1層土方，施作中板及側墻，然后依次開挖-2層、-3層土方，施作中底板及側墻，完成車站主體結構施工。土方開挖采用拉槽的方式進行，開挖方法為小型挖掘機分層分段開挖，電動三輪翻斗車水平運輸至豎井，抓斗運土至地面渣倉外運。

2.9 主體結構施工

主體結構中板、底板采用地模支撐，開挖至標高后人工整平夯實原狀土，鋪設方木、覆模板形成模板體系；側墻采用臺車支撐單側墻模的模板支撐體系：將剛性直角形桁架、接高鉸接三角支架、扣件式腳手架和萬向輪組合成為單元模板臺車，在中板完成地段進行側墻分段澆筑；主體結構鋼筋連接采用機械接頭連接，防水層采用1.5厚自粘膠膜防水卷材施作外包防水層，泵送C40防滲商品混凝土入模澆筑成型，澆筑過程中規范混凝土振搗時間，以保證混凝土澆筑密實度。

3 結語

本技術在PBA工法的基礎上，取消了下層導洞及人工挖孔樁作業，引入了洞內機械成孔鉆孔灌注樁施工方法，有效控制了地層變形，改善了作業環境。經沉降變形監測分析，施工過程中結構變形可控，未發生安全質量事故，為類似的工程提供了良好的借鑒及指導意義。

[1] 張愛軍.北京地鐵10號線蘇州街站PBA洞樁法施工技術[J].鐵道標準設計,2008(12)：128-132.

[2] 王海彥.北京地鐵大跨區間隧道“PBA”法施工關鍵技術[J].鐵道建筑,2010(4)：59-62.

[3] 朱澤民.地鐵暗挖車站洞樁法(PBA)施工技術[J].隧道建設,2006(10)：63-65,100.

[4] 黃瑞金.地鐵淺埋暗挖洞樁法車站扣拱施工技術[J].地下空間與工程學報,2007(4)：268-271.

On construction technique of mechanical hole pile methods for subway station of underground excavation

Dong Zhiyun Yuan Xuefeng Yang Bin

(ChinaArchitectural8thEngineeringBureauCo.,Ltd,Shanghai200120,China)

Combining with the engineering and hydrological conditions of Wanshousi station of No.16 subway line in Beijing, the paper adopts the in-hole mechanical hole bored pile, illustrates the operation points in the steps of the construction, and points out the method cancels the many interruptions on the earthwork by the downward pilot hole excavation, so as to have the effective control over the settlement and deformation at the station.

subway, station, bored pile, main structure

1009-6825(2017)13-0171-03

2017-02-20

董志云(1971- )，男，高級工程師

U445

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