新建地鐵換乘節(jié)點與既有地鐵車站接駁改造施工工法

王 聰

中鐵五局集團成都工程有限責任公司

1 工程概況

由中鐵五局集團承建的成都軌道交通9號線孵化園站與既有1號線孵化園站采用既有線站廳層擴建的方式連通，施工過程中需要對既有1號線站廳層擴建，并破除部分既有結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)1號線、9號線的連通。既有1號線孵化園站為地下兩側(cè)雙跨單柱結(jié)構(gòu)，施工時為放坡開挖，車站底板埋深約13m，底板下設(shè)抗拔樁，側(cè)墻未預留接駁條件。換乘節(jié)點實施改造的開挖深度約6m，位于地下水位以上，破除范圍主要包括：1號線站廳層東、西兩側(cè)側(cè)墻75.4m，A、C出入口部分側(cè)墻27.75m，B出入口（侵入擴挖層需整體破除）。

目前既有1號線處于運營狀態(tài)，既有結(jié)構(gòu)的破除施工勢必對既有結(jié)構(gòu)的安全性產(chǎn)生影響，同時站廳層擴建也會進一步加大對既有1號線的影響，如何保障既有結(jié)構(gòu)的安全和降低接駁施工對地鐵運行的影響是連通接駁施工中的一個重難點問題。施工中采用全封閉隔離防護、靜力切割+人工鑿除、新建柱及C型梁進行托換、自動化監(jiān)測的施工方法。經(jīng)過成都軌道交通9號線孵化園站換乘節(jié)點接駁的施工實踐，保障了既有線的運營正常，確保了既有結(jié)構(gòu)的安全，保證了施工安全和工程質(zhì)量。圖1為孵化園站換乘節(jié)點接駁立面示意圖。

圖1 孵化園站換乘節(jié)點接駁立面示意圖（單位：mm）

2 工藝原理

本工法的原理就是先對既有1號線車站兩側(cè)土方進行同步卸載，揭露既有側(cè)墻結(jié)構(gòu)，同時在既有1號線站內(nèi)進行封閉打圍防護，施工防汛墻，減少施工粉塵進入運營客流區(qū)，并保證防汛安全。開挖到位后實施換乘節(jié)點擴廳層結(jié)構(gòu)底板，再利用繩鋸靜力切割實施立柱位置既有側(cè)墻的開孔[1]，實施新建立柱和托換C型梁與既有側(cè)墻內(nèi)暗柱和頂板進行有效連接，待達到設(shè)計強度后形成受力轉(zhuǎn)換，再破除立柱之間側(cè)墻，實施剩余托換C型梁和擴停層頂板，形成全部受力轉(zhuǎn)換。本工法施工工藝簡單、施工方便，有效控制了揚塵和噪聲影響，保障了既有線的正常運營，同時保證了既有結(jié)構(gòu)的安全。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 站廳層封閉打圍

封閉圍擋立桿采用100mm×100mm的方鋼間距2m布置，方剛底部采用膨脹螺栓固定在中板上，在立桿上設(shè)置4道50mm×50mm的方鋼，上下各一道，中間設(shè)2道，方鋼外側(cè)設(shè)置硅鈣板+阻燃板，A級阻燃材料，耐火極限≮4h，硅鈣板與角鋼采用螺栓連接（水平每0.5m設(shè)置一個螺栓），鋼架周邊采用密封膠密封，通過該隔斷有效起到防火、防煙、防塵及隔音的效果。并緊鄰鋼架磚砌1.2m高擋水墻，在側(cè)墻底部鋪設(shè)土工布，其上方鋪設(shè)WVA/ECB塑料防水板，土工布及塑料防水板在靠近擋水墻一側(cè)上反1 m，通過該措施有效起到防水的效果，確保破除施工過程中施工廢水不會進入既有1號線車站內(nèi)對車站造成影響。具體如圖2所示。

圖2 站廳層改造封閉圍擋現(xiàn)場圖

3.2 土方開挖、基礎(chǔ)注漿加固及底板、底梁施工

1號線車站頂板覆土放坡卸載，根據(jù)既有1號線圖紙，既有線頂板上路面覆土厚度約0.5m，為確保既有1號線頂板防水層不被破壞，卸載采用機械破除路面、人工清理方式進行卸載。

既有1號線擴廳段基坑開挖深度約6m，為減少開挖機械對既有線結(jié)構(gòu)的擾動，既有1號線車站擴廳層兩側(cè)2m范圍內(nèi)采用人工開挖，汽車吊垂直起吊倒土斗的方式進行垂直出土，2m范圍外采用機械放坡開挖。基坑開挖施工遵循“分段、分層、對稱、平衡、快速開挖、快速支撐、快速施工”的原則，充分利用時空效應，減少變形量，同時為保證基坑開挖期間地鐵既有線路車站不發(fā)生側(cè)向位移，施工期間兩側(cè)基坑同步開挖，保證既有車站結(jié)構(gòu)兩側(cè)土壓力卸載平衡。并從開挖開始，采用了全自動化監(jiān)測系統(tǒng)進行連續(xù)不斷地監(jiān)測既有車站結(jié)構(gòu)隆沉、結(jié)構(gòu)位移、軌道幾何變形、軌道隆沉、地下水位等。一旦發(fā)現(xiàn)異常應立即停止開挖，通知業(yè)主、設(shè)計等相關(guān)單位商討處理措施。

既有1號線車站兩側(cè)擴廳層開挖到位后需對基地土體進行注漿加固施工，注漿施工采用塑料材質(zhì)袖閥管進行注漿，注漿深度9.4m，注漿采用跟蹤注漿技術(shù)，便于在施工過程中跟蹤注漿，并每次注漿后及時沖洗袖閥管，以便下次注漿使用。注漿管采用Φ25、t=3.25mm袖閥管，間距1500mm×1500mm。注漿漿液為普通水泥漿液，通過試驗確定參數(shù)：水泥漿液水灰比為0.8：1~1：1，注漿壓力方面，采用0.2MPa~0.4MPa注漿孔，采用Φ48鉆頭鉆進。注漿孔布置時為保證注漿孔打設(shè)不對既有線結(jié)構(gòu)影響，距離既有1號線車站2m、距離9號線圍護樁外邊線0.5m。注漿孔打設(shè)完成后將注漿袖閥管沿鉆頭中心放入孔中，注漿管放入完成后再拔出鉆頭[2]。

注漿加固完成后及時施作墊層及防水、然后施作底板、底梁，新建擴廳層底板采用新建梁連接底梁通過植入抗剪化學錨栓與既有1號線側(cè)墻進行連接，化學錨栓采用M16×190mm，間距300mm×300mm M16，鉆孔孔徑為Φ18mm，植筋膠采用A級改性環(huán)氧類和改性乙烯基酯類材料。

3.3 側(cè)墻開孔、新建立柱及托換C型梁施工

首先對在既有暗柱兩側(cè)各1.1m范圍或新建立柱3m范圍靜力破除側(cè)墻下部3.25m高側(cè)墻，并采用風鎬破除上部0.5m范圍側(cè)墻，風鎬破除部分保留既有側(cè)墻鋼筋，新建擴廳層頂板采用托換C型梁相連，連接時新舊混凝土結(jié)合面鑿毛拉槽、洗凈晾干，噴涂環(huán)氧砂漿，剔出的既有側(cè)墻鋼筋錨入托換C型梁與新建立柱內(nèi)，在既有暗柱外墻面植入Φ18mm螺紋鋼筋，并剝除暗柱兩側(cè)箍筋與新建柱箍筋焊接為閉合箍筋，使新舊柱連接為整體。

待新建立柱及托換C型梁達到設(shè)計強度后，按3m一組對剩余側(cè)墻進行開孔，連接剩余托換C型梁和實施擴廳結(jié)構(gòu)頂板，至此，換乘節(jié)點結(jié)構(gòu)及1號線改造施工完成，形成全部不受力轉(zhuǎn)換。破除遵循由外向內(nèi)，由上至下的順序進行破除。既有1號線側(cè)墻破除深度為550mm，分塊尺寸為500mm×500mm；應按照拆除結(jié)構(gòu)荷載進行起重設(shè)備配置。每塊切割大小原則上不超過0.5t，現(xiàn)場施工時可根據(jù)現(xiàn)場實際情況適當調(diào)整單塊混凝土切割大小。繩鋸切割前對欲拆除部分混凝土結(jié)構(gòu)先采用直徑5cm水鉆鉆孔，穿鋼絲繩進行防墜落加固。吊裝設(shè)備就位后開始切割，為減少對既有1號線運營影響，風鎬破除施工均安排在夜間地鐵停運后實施。分塊切割完成的側(cè)墻混凝土，采用5t叉車將混凝土塊拉出，采用吊車吊出施工現(xiàn)場。圖3為新建立柱范圍開孔立面示意圖。

圖3 新建立柱范圍開孔立面示意圖（單位：mm）

3.4 新舊結(jié)構(gòu)防水處理

換乘節(jié)點防水施工采用搭接+注漿處理，搭接長度為500mm。在新建底梁及托換梁與既有結(jié)構(gòu)連接處，鋪設(shè)兩道遇水膨脹止水條，并按設(shè)計要求預埋注漿管及導管；新舊結(jié)構(gòu)頂板采用外包防水卷材和涂料與既有1號線車站頂板上方防水卷材進行搭接，由于采用了C型外包既有結(jié)構(gòu)形式設(shè)置，最大化減少了后期滲漏水質(zhì)量問題。注漿管采用可重復注漿管，用管扣件固定在施工縫表面距離結(jié)構(gòu)背水面25cm位置，固定間距20cm~30cm設(shè)置2道，沿施工縫通長設(shè)置，注漿管與施工縫表面密貼，嚴禁出現(xiàn)空鼓，注漿管采用搭接法進行連接，有效搭接長度不小于2cm。漿管每5m~6m間距引出一根注漿導管，利用注漿導管進行注漿，使?jié){液從注漿管孔隙內(nèi)均勻滲出，填充嵌縫膠到迎水面之間范圍內(nèi)的空隙，達到止水的目的。注漿液采用普通PO.42.5水泥漿漿液，注漿參數(shù)：水泥漿液水灰比0.8∶1~1∶1（每立方用量：水756kg，水泥756kg），注漿壓力為0.1MPa~0.3MPa。

4 結(jié)束語

既有地鐵車站與新建換乘節(jié)點接駁改造施工過程中法，沒有發(fā)生過一起安全事故和質(zhì)量事故，保證了施工安全和質(zhì)量。與傳統(tǒng)人工破除施工工法相比，采用該施工工法減少了人工投入，節(jié)約了人力，提高施工效率，加快施工進度，縮短工期3個月，降低施工成本，取得了良好的經(jīng)濟效益。

此外，既有地鐵車站與新建換乘節(jié)點接駁改造施工工法，利用在既有線站廳內(nèi)安裝全封閉隔離防護，保證了既有線的運營不受影響。施工工藝中很好地將金剛石繩鋸靜力切割、金剛水鉆相結(jié)合，有效降低了施工噪聲、減少了粉塵。采用的新建柱及C型梁進行受力托換，可以最大程度上保存已有結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，保證了施工安全和工程質(zhì)量取得了良好的社會效益。