與既有運營車站十字換乘點的結構施工技術研究

上海市基礎工程集團有限公司 上海 200002

1 工程簡介

上海軌道交通12號線大木橋路站位于大木橋路、零陵路交叉口，與已建成運營的軌道交通4號線呈十字換乘，車站長約164.7 m，寬度21.3 m，開挖深度23.8 m，地下3層，二柱三跨島式結構。既有運營4號線大木橋路站車站長354 m，寬度24.6 m，開挖深度16.1 m，地下2層，三柱四跨島式結構。相對位置如圖1所示。

圖1 換乘車站相對位置示意

換乘段地下3層結構4號線施工時已完成，結構形式為厚1 200 mm底板，厚1 000 mm封堵墻+厚400 mm內襯墻，頂板覆土約3.3 m。

12號線大木橋路車站施工時需與既有4號線下1層（換乘大廳）及下3層（新線軌行區）貫通。新線與既有線換乘段剖面如圖2所示。

圖2 新線與既有線換乘段剖面示意

2 既有線運營技術要求標準

本工程地鐵保護等級為一級。運營線路和在建線路及結構保護要求具體如下：兩軌道橫向高差＜4 mm；軌道軌向偏差和高低差最大尺度值為4 mm/10 m，地鐵結構橫向差異沉降量＜0.4%；地鐵結構的最終絕對沉降（或隆起）量和水平位移量＜10 mm，施工引起的地鐵結構變形量＜0.5 mm/d[1,2]。

發生如下情況時，應及時報警并采取可靠應急措施，保證地鐵線路安全：

1）地鐵結構沉降或隆起量達到累計變形量＞10 mm；

2）地鐵結構水平位移量達到累計變形量＞10 mm；

3）地鐵結構沉降或隆起量速率達到0.5 mm/d；

4）隧道收斂日均變形量≥2 mm，累計變形量＞10 mm。

3 施工步驟及工藝

3.1 施工步驟

為確保既有4號線車站運營的安全，減少因封堵墻鑿除后結構受力體系轉換的影響。考慮換乘段開門洞及結構施工的總體施工步驟（圖3、圖4）為：

1）放坡開挖，暴露出4號線頂板并做好擋水墻；

2）自上而下切割鑿除框架梁位置封堵墻(地下連續墻）；

3）自下而上依次澆筑Z5及各層結構板及梁；

4）自上而下依次分層、分塊切割封堵墻(地下連續墻）及地下3層內襯強；

5）自下而上依次封閉底板、中板、頂板。

圖3 鑿板封板順序

圖4 施工工況示意

3.2 既有車站封堵墻開門洞施工

新線與既有線連接需對原既有線封堵墻（平面尺寸為22.2 m×23.6 m鋼筋混凝土，厚度1.0 m，下3層1.4 m）。為減小因鋼混凝土破除振動及噪聲、揚塵對既有運營4號線的影響，考慮采用合金鏈條鋸靜力切割技術。

由于項目地處上海市中心繁華地段，施工場地狹小。大型起重設備需停靠在既有運營車站上部進行封堵墻切割及鋼混凝土塊吊裝外運作業[3-5]。為減小施工起重荷載對既有車站的影響及保證施工速度，按1.0 m×1.0 m分塊切割，單塊切割體質量2.5～3.0 t，采用QUY50 t履帶吊配31 m把桿起吊，在作業半徑為20 m工況下，其額定起重量（含吊鉤及吊具）為4.2 t。

4 關鍵施工技術

1）按換乘段施工步驟分工況進行變形控制，最終控制值在1.0 mm以內，施工預警值控制在0.7 mm，施工報警值設置為0.8 mm。

2）合金鏈條鋸靜力切割技術具有作業空間要求小、靜力切割無振動、低噪聲和無污染等特點，是拆除混凝土的新方法。

3）防水施工技術。由于需先進行中間傳力體系施工再進行兩側施工，故存在多條施工縫。為保證防水效果，施工時采取了預埋中埋式橡膠止水帶+遇水膨脹膠條雙道防水措施。

4）新老混凝土的連接。新老混凝土采用植筋技術進行鋼筋相連，混凝土界面采用無機界面膠和碳纖維網加固，混凝土采用高一強度等級的微膨脹混凝土。同時新老底板連接時，為減小承壓水突涌風險，底板施工預留倒牛腿及原封堵墻500 mm不切除，鋼筋連接采用高性能鉆頭鉆穿預留的厚500 mm封堵墻后進行植筋連接。具體施工方法如圖5所示。

圖5 新老底板連接做法示意

5 監控效果

施工過程中除對新施工結構進行變形受力監測外，還對既有車站和行走軌道結構進行每天24 h的連續監測以保證既有線的運營安全。

12號線大木橋路站與既有線換乘段對接施工實際施工工期5個月。施工期間隧道沉降變形最大值上行線+4.50 mm，下行線+4.05 mm；隧道收斂變形最大值上行線-2.00 mm；下行線+1.00 mm；靜力水準變形最大值上行線+2.45 mm，下行線+0.75 mm。

目前12號線大木橋路站主體結構全部完成，監測數據已趨近穩定、無突變情況（圖6）。

圖6 軌道累計沉降監測曲線

6 結語

1）由于建設時間的差異以及規劃的原因，形成后期建設的車站需要下穿早期施工的車站，施工難度很大，技術要求很高。因此地鐵的線網規劃很重要，換乘車站最好能一次同步施工完成，降低后期施工風險和造價[6]。

2）建立遠程監測系統，在不影響既有線正常運營的前提下，隨時掌握既有線的變形監測數據，指導新線施工[7]。

3）合理利用新技術、新工藝，減小因施工設備、施工工藝陳舊、落后而造成既有線路運營的安全問題[8-10]。