摘要：新建郑州地铁4号线在会展中心站站区内零距离下穿地铁1号线既有车站，前期仅预留下穿条件，暗挖两台阶法下穿施工风险高，控制难度大。随着城市地铁建设规模的不断扩大，新建地铁线路常与既有地铁结构之间相互影响，零距离下穿既有结构的建设问题突出，新建浅埋暗挖隧道的施工不可避免要引起邻近既有地铁隧道结构和轨道结构的变形和内力的变化，超过其承受能力或允许值时，很可能引起结构破坏，危及列车运营安全；在既有线正常运营的情况下顺利地完成下穿施工，并确保1号线铁路运营和施工安全是该类工程所面临的重要技术难题，施工难度和风险极大。鉴于此，本文主要分析零距离下穿既有地铁车站暗挖施工技术，本工程的一些经验对类似工程具有一定的参考借鉴作用。
关键词：零距离；下穿既有地铁车站；两台阶法
1、工程项目概述
会展中心站位于商务内环、商务西八街交叉路口，与1号线会展中心站T型节点换乘南北向布置。根据岩土的时代成因、地层岩性及工程特性，本场地勘探揭露50.0m深度范围内地层主要为人工填土及第四系全新统（Q4）粉土、粉质粘土、粉细砂与第四系上更新统（Q3）沉积的粉土、粉质粘土层等土层。换乘节点处穿越地层主要以粉砂层为主，上部局部为黏质粉土，下部局部为细砂层。换乘节点暗挖段在水位线以下约6.5m。本场地内无地表水，距本场地最近的地表水为场地以北的如意湖，如意湖距本场地约500m，对本车站建设无影响。
会展中心站为地下三层双柱岛式车站，车站标准段宽度为23.1m，总长167.02m，站台宽度14m；站址处地面标高约90.001～91.950m，顶板覆土厚度为1.7～3.5m，采用明挖顺作法施工。其中1号线车站设计中在换乘节点底板下设置了两排800mm厚地下连续墙，框架柱下设置了钢管柱，钢管柱下预留直径2000mm支撑桩，插入基底25米深。
2、零距离下穿既有地铁车站暗挖总体施工筹划
为保证已运营的1号线会展中心站主体结构稳定，开挖时4号线会展中心站明挖分南北两个深基坑，邻近既有1号线两侧南端与北段第一组分层对称开挖，每层开挖高度不大于2m。暗挖段待车站基坑主体结构封顶后由基坑南端提供作业面进行施工，待开挖支护完成后一次性浇筑成型，分左右导洞及中导洞三大步施工。
3、零距离下穿既有地铁车站暗挖施工技术
3.1 降水
采用下部泄水、上部双液浆注浆加固方案，降水孔间距为1.5m，长度为13m，斜插降水孔采用真空降水方式进行降水，同时在顶部降水完成后及时进行双液注浆加固，通过既有1号线自动化监测系统随时关注1号线结构隆起及沉降情况。
3.2 注浆加固
破除1号地下连续墙之前，先在上部打设探孔探测换乘节点处土层含水情况，根据含水情况对暗挖段土体采用注射水泥-水玻璃双液浆进行土体加固，加固范围为整个1号线底板与换乘节点下方，并低于本车站南端端头扩大段底板下2m范围，注浆孔布设间距1.4m，梅花型布设，采用后退式注浆机进行注浆，由南向北并在拱架及临时仰拱处打4米长注浆排管进行注浆，注浆搭接长度0.5m。
3.3 暗挖洞口段地连墙破除
根据深基坑土方开挖进度，1号线地下连续墙采用分层分块的方式进行破除，分块方式充分考虑施工方便、吊车起吊能力等要素进行分块，分块尺寸单元格2.5m~3m，地下连续墙厚度800mm，地下连续墙破除顺序依据基坑开挖进度来进行破除施工。
3.4 暗挖段洞身开挖支护
暗挖段首先开挖左侧导洞，导洞采用台阶临时仰拱法施工，分上下台阶+临时仰拱支撑方式开挖，上台阶开挖完成后，打设下台阶降水井，降水井间距6m，深入底板下5m，上台阶开挖进尺1m/循环，下台阶开挖进尺1m/循环。待下台阶土方开挖完成后施工底板混凝土，底板混凝土全长一次性浇筑完成，再施工侧墙混凝土，侧墙混凝土自南向北分三组进行，每组混凝土长度6m，先施工中间组混凝土待中间组侧墙混凝土达到设计强度后再施工两侧侧墙混凝土，侧墙施工时需先拆除横向临时仰拱，拆除长度比每组施工侧墙长度两边各延长80公分施工防水及钢筋接头。待底板完成后拆除中间临时仰拱，临时仰拱拆除长度为每次6m长度，与施工侧墙长度一致。右侧导洞开挖为左侧导洞支护完成后开始，右侧导洞与左侧导洞开挖方式及底板侧墙混凝土施工方式相同；最后开挖中间土体部分，中间土体开挖采用分层放坡方式开挖方式，坡度1：2避免每循环开挖进尺过大及掌子面垮塌现象发生，确保对既有1号线影响降至最低。
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3.5 结构施工
1）防水施工
会展中心站防水采用混凝土自防水为主，混凝土结构外设置附加外包式防水层。防水设计主要包括以下两个部分：结构的底板、顶板及侧墙都采用防水混凝土（抗渗等级负三层不低于P10；负二、负一层不低于P8），结构外防水设计上底板、侧墙采用4mm厚沥青基聚酯胎预铺防水卷材，顶板采用厚度为2.5mm厚单组分聚氨酯防水涂料。
2）钢筋施工
主体钢筋抗震钢筋，钢筋为HRB400E级、HPB300级，钢筋直径大于等于22mm时钢筋连接优先采用机械连接。其中在标准段主要钢筋：底板勾筋A10@600×600；底板上下层钢筋C28@150、C22@150；侧墙内外竖向钢筋C28@150；侧墙内外水平分布钢筋C20@150。
3）砼浇筑施工
车站主体暗挖结构长度为23.9m，宽23.1m，站台宽14m，深22.61m。结构侧墙盾构段墙厚为900mm，底板厚度为1100mm，车站底板、底梁、地下三层侧墙：C35（P10）防水混凝土；框架柱：C50混凝土；暗柱、暗梁、壁柱的混凝土标号同所在侧墙、板，梁柱节点混凝土强度等级同柱混凝土强度等级；底板下垫层：C20混凝土。混凝土保护层厚度要求：底板梁顶面：40mm；底板、底梁底面：50mm；集水坑内外侧：50mm；侧墙外侧：50mm，侧墙内侧：40mm；柱：30mm。
采用分组分层连续浇筑，浇筑厚度控制在30cm以内，在前层混凝土初凝前将次层混凝土浇筑完毕。混凝土应布料均衡。在浇筑过程中正确控制间歇时间，上层砼应在下层砼初凝之前浇筑完毕，并在振捣上层砼时，振捣棒下插10cm，使上下层砼之间更好的结合，为保证插入精度，在距振捣棒端部35cm处捆绑红色皮筋作为深度标记。混凝土振捣应能使模板内各个部位混凝土密实、均匀，不应漏振、欠振、过振。振动棒应垂直于混凝土表面并快插慢拔均匀振捣；振捣点时间一般控制在20～30s之间，当混凝土表面无明显塌陷、有水泥浆出现、不再冒气泡时，可结束该部位振捣；振动棒与模板的距离20cm；振捣插点间距50cm。
3.6 新旧接触面施工
1）先在已硬化的混凝土表面上，清除水泥薄膜和松动的石子以及软弱的混凝土层，并加已充分湿润，冲洗干净且不得留有积水；
2）在浇筑混凝土前先在施工缝处铺一层水泥砂浆或与混凝土内成分相同的水泥砂浆；
3）浇筑混凝土时，需仔细振捣密室，使新旧混凝土结合紧密；
4）按施工缝方式处理，包括清扫、凿毛、清洗、（设置止水条）、扫水泥浆、后浇筑混凝土、养护等。
3.7 应对既有1号线车站结构稳定主要的措施
1）监控量测措施
在施工过程中在既有一号线车站布设监控量测点，加强既有车站站台板、柱监控量测工作，及时进行监控量测数据分析，指导现场施工，控制施工风险。
2）施工控制措施
施工时严格控制施工工艺，循环进尺严格控制，遵循“短进尺、强支护、严注浆、勤量测”原则进行施工。
3）开挖中严格遵循“时空效应”的原理，做到“随挖随支”。
总之，零距离下穿既有地铁车站施工技术要落实到每一个施工环节，从施工的每一个步骤出发，明确控制的方法和要点，提高施工控制效果。
参考文献：
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[2]李兴高．既有结构下穿越施工顶升控制技术和监控［J］．岩土工程学报，2011，33（2）：253-258．
[3]汪春生．新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术［J］．都市快轨交通，2010，23（1）：92-94，98．
论文作者:刘旺,王青友
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
标签：混凝土论文; 底板论文; 车站论文; 地铁论文; 结构论文; 钢筋论文; 进尺论文; 《基层建设》2019年第2期论文;