石家莊長安公園地鐵站洞樁法施工工藝應用

孫 斌，王立華，解炳烈，楊 磊

(中土大地國際建筑設計有限公司，河北石家莊 050000)

由于軌道交通具有運輸量大、快捷準時、舒適安全、充分利用地下空間、綠色環保等特點，隨著我國經濟高質量發展和城市建設需要，將有更多的城市把軌道交通作為解決城市交通擁堵問題的有效手段，加入地鐵城市行列。石家莊地鐵是服務于石家莊市的城市軌道交通。是河北省第一座、華北地區第三座擁有地鐵的城市。洞樁法施工工藝因具有征地拆遷少，施工期間對路面交通和周圍居民生活影響小等優勢特點；特別對于近接建(構)筑物的復雜環境中控制地層變形，保障市政道路、地下管線設施安全具有明顯優勢[1]。因此洞樁法施工在石家莊地鐵施工中得以應用。根據洞樁法施工技術特點和長安公園地鐵車站設計和施工狀況，形成洞樁法施工工藝，并提出了主要技術措施。

1 工程概況

長安公園站位于石家莊商業中心區，跨建設北大街與健康路交叉口南北向沿建設北大街布置。車站主體結構為地下兩層三跨、拱頂直墻框架結構。車站總長225.7 m，標準段寬21.1 m，底板埋深約21.9 m，頂板覆土厚約7.0 m。

工程地質及水文地質情況：場區勘探深度范圍內所揭示的地層主要為人工填土、黃土狀粉質黏土、粉土、細砂及中砂等土層。車站現狀地下水埋深大于45 m，本工程基礎最低標高在地表以下20 m左右，因此施工期間不需降水。洞樁法施工在無水地層環境下進行施工作業，而國內其它地鐵建設城市大多要考慮施工降水，洞樁法施工相比而言具有明顯經濟性。工程地質和水文地質條件良好，是保證洞樁法安全施工有利的天然條件。

2 長安公園地鐵站洞樁法施工

2.1 洞樁法施工工藝

洞樁法的原理是將傳統的框架結構施工方法和暗挖法進行有機結合。即在地上不具備基坑圍護結構施工條件下，在地下提前暗挖好的導洞內施作圍護邊樁、中柱、底梁和頂梁、頂拱共同構成洞樁支撐框架體系，承受施工過程荷載，而后在頂拱和邊樁形成的空間支撐構架下，逐層向下開挖土體，逐步施工內部結構，最后形成由外層邊樁及頂拱初期支護和內層二次襯砌組合成的永久承載受力體系[2]。

根據長安公園地鐵站場地施工狀況和毗鄰地面建筑物、地下綜合管線等外部制約因素影響綜合考慮，并結合洞樁法施工技術經驗，因地制宜的制定長安公園地鐵站洞樁法施工工藝。車站主體結構采用洞樁法施工，上車站主體設8個小導洞(上層4個，下層4個)，采用臺階法施工。結構頂拱由鋼格柵+噴射混凝土的初期支護和鋼筋混凝土的二次襯砌構成，兩次襯砌之間設柔性防水層；洞樁法施工工藝主體結構中柱及邊樁均采用人工挖孔樁，其中邊樁采用鋼筋混凝土樁，中柱采用鋼管混凝土柱。邊樁起支護土作用兼做承載力樁基，承受暗挖逆筑法頂拱腳豎向壓力；邊樁與結構內襯墻組成復合墻結構，兩者之間設置防水層。車站結構斷面圖見圖1。

圖1 車站結構斷面

2.2 洞樁法施工步序

根據本工程特點、地質條件、環境情況及工期要求，在經濟合理前提下，編制科學合理的施工步序。應充分利用現場監控量測信息指導施工，嚴格施工步序，不得任意省略和修改。施工時要注意保護好周邊建(構)筑物、地下管線安全及正常使用。長安公園地鐵站洞樁法施工步序如下：

第一步：臺階法開挖導洞并施工初期支護，開挖導洞時，先開挖下導洞后開挖上導洞，先開挖邊導洞后開挖中間導洞。

第二步：在兩邊上下導洞內施工挖孔樁及樁頂冠梁。

第三步：在導洞施工防水層、底板梁、頂縱梁，并在頂縱梁中預埋鋼拉桿。

第四步：臺階法開挖洞樁法扣拱初支結構。

第五步：施工扣拱結構部分的防水層及結構二襯，并及時施工鋼拉桿。

第六步：頂拱二襯施工完成后，分層開挖土體至中樓板位置，分段施工中樓板梁及站廳層側墻結構。

第七步：分層開挖站臺層土方并破除下層導洞初支結構。

第八步：施工底板防水層及底板，然后施工側墻防水層及側墻。完成車站主體結構施工。

第九步：施工車站結構內部構件，拆除鋼拉桿，完成車站結構施工。

2.3 重要施工工藝及技術措施

洞樁法施工重點均依托前期群洞開挖及后期扣拱進行施工。施工過程中為避免群洞效應，采取先下導洞、后上導洞、同層導洞間先邊導洞、后中間導洞的步序組織施工。重點介紹小導洞和扣拱施工工藝。導洞和頂拱施工基本原則：盡量少擾動地層，短進尺，盡快施工初期支護，并使每步斷面及早封閉，采用信息化施工，勤量測并及時反饋信息以指導施工。嚴格遵循“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、快封閉、勤量測”十八字方針。

2.3.1 小導洞施工

2.3.1.1 導洞土方開挖

長安公園站導洞為拱頂直墻復合式襯砌結構，采用臺階法施工，初支為格柵鋼架+噴混凝土聯合支護形式。土方開挖進尺為0.5 m，環形核心土預留不小于拱部斷面面積的1/2，核心土兩側與初支之間距離為1.0 m左右，上臺階長度控制在3～5.0 m左右。

2.3.1.2 導洞初期支護

導洞節點安裝的準確性，是后期扣拱施工是夠順利的關鍵。格柵加工鋼筋采用C25、C22、C12，格柵鋼架在地面加工廠加工。按1∶1比例放樣設立工作臺，分節加工，節間通過角鋼、M24螺栓連接。加工時做到尺寸準確，弧形圓順，格柵鋼架焊接長度滿足規范要求；焊接成型時，沿鋼架兩側對稱進行，格柵鋼架主筋中心與軸線重合，連接孔位置準確。鋼架加工后試拼，檢查其平面翹曲和橫斷面誤差。鋼架堆放和運輸時不得損壞和變形。橫通道導洞一格柵加工時，格柵外側預留節點板，以便后期導洞初支格柵連接。

2.3.2 初支扣拱施工

2.3.2.1 導洞內初支扣拱施工

樁頂冠梁及頂縱梁施工完成后進行車站主體初支扣拱施工，首先進行邊導洞內初支扣拱施工，格柵拱采用洞外加工，洞內安裝，將拱架與導洞初支預留鋼筋及冠梁預留鋼筋進行焊接，在格柵內外兩側鋪設φ6.5@150×150網片，沿鋼格柵環向設內外雙排φ22 mm縱向筋，環向間距為1 000 mm，內外呈梅花狀布置。然后噴35 cm厚C25混凝土，初支背后露空部分使用C20混凝土回填。

2.3.2.2 導洞外初支扣拱施工

導洞內初支扣拱錯開14 m(兩個柱跨)步距后進行導洞外初支扣拱施工。首先施工中扣拱，錯開14 m步距后同步施工兩個邊扣拱，施工過程中不得拆除導洞中隔壁。初支扣拱厚度0.35 m，采用臺階法預留核心土開挖，深孔注漿+φ32 mm超前小導管注漿+鋼格柵+350 mm網噴混凝土聯合支護。鋼格柵縱向間距0.5 m，鋼筋網為φ6.5 mm雙層鋼筋網，網格間距150 mm×150 mm，搭接長度不小于200 mm。注意扣拱施工時與導洞格柵預留鋼板連接牢固。

2.3.2.3 土方開挖施工

導洞外初支扣拱部分土方開挖，首先施工中扣拱，錯開14 m(兩個柱跨)步距后同步施工兩個邊扣拱，施工過程中不得拆除導洞中隔壁。導洞外初支扣拱土方開挖要求與導洞開挖要求相同。初支扣拱鋼格柵圖見圖2，扣拱鋼格柵連接節點大樣見圖3。

圖2 初支扣拱鋼格柵

圖3 扣拱鋼格柵連接節點大樣

2.3.3 二襯扣拱施工

二襯扣拱混凝土采用澆筑臺車分段澆筑。臺車表面采用6012可調鋼模板拼裝完成，拱部預留2個混凝土灌注口，支撐體系采用I12工字鋼焊接而成，設附著式平板振搗器，具備行走系統臺架支撐體系。

3 結束語

隨著我國城市建設不斷發展，軌道交通可有效緩解城市發展空間日益緊張狀況，也可滿足人們對公共交通方便快捷的需求。地鐵工程建設迅猛發展，洞樁法施工工藝在地鐵建設中已得到廣泛應用。不同地質條件和其它綜合因素決定了洞樁法施工工藝具體應用及其技術措施的多樣性。石家莊長安公園地鐵車站洞樁法施工主體結構現已通過竣工驗收，正在陸續進行裝飾裝修工程和設備安裝工程等后續工程施工。洞樁法整體施工過程表明其所采取的洞樁法施工工藝和技術措施是行之有效的，指引和有序順利推進洞樁法施工，從施工技術層面為保證洞樁法施工質量起到重要作用。為提高其地鐵工程建設質量起到一定作用。通過對石家莊長安公園地鐵車站洞樁法重要施工工藝及技術措施進行闡述，即從小導洞施工、初支扣拱施工、二襯扣拱施工這三個方面進行了表述。為類似地質條件下進行洞樁法施工總結了施工技術經驗。希望對相關工程技術人員有所裨益，提供一定參考價值。