多冉偉，楊宏剛，劉奧林

(1.中鐵一局集團第三工程分公司，陜西 寶雞 721006； 2.中南大學(xué)土木工程學(xué)院，湖南 長沙 410075)

0 引言

換乘站是整個地鐵線路網(wǎng)中的重要節(jié)點，是實現(xiàn)不同線路之間轉(zhuǎn)換的重要樞紐。目前，常見的換乘方式包括同站臺換乘、十字換乘、T形換乘、通道換乘等。其中，換乘通道由于其布置靈活且能有效緩解大客流壓力等優(yōu)點，成為國內(nèi)換乘站最為普遍的一種形式。據(jù)不完全資料統(tǒng)計，在北京地鐵換乘站所采用的換乘形式中，通道換乘所占比例達到了47.9%[1]。

目前國內(nèi)大多數(shù)換乘通道為站廳/臺式換乘通道，即通道兩端分別與兩線車站主體站廳/臺層相接。周勝軍[2]結(jié)合北京地鐵10號線國貿(mào)站站廳式換乘通道，指出開挖安全控制是該工程的重點。上海軌道交通7號線與1號線常熟路站間同樣通過站廳式換乘通道連接，通道一端緊鄰換乘站廳，另一端緊鄰1號線車站站廳層，曹宏[3]以該工程為依托，介紹了通道施工過程中采取的多項技術(shù)措施及施工方法。姜寶臣[4]以廣州地鐵6號線珠海廣場站換乘通道為背景，通過方案比選、數(shù)值模擬等方法確定通道形式為站廳式與站臺式換乘通道相結(jié)合，并得出站臺式換乘通道相較于站廳式換乘通道更為便捷和高效，更適用于大埋深、大客流的換乘站。在換乘通道施工過程中，通道緊鄰既有車站結(jié)構(gòu)的破除一直是施工階段中的重難點控制項目，劉士海等[5]結(jié)合某地鐵車站換乘通道相接工程的施工和現(xiàn)場監(jiān)測情況，研究了破口施工對緊鄰既有地鐵車站結(jié)構(gòu)的變形影響。李儲軍等[6]以西安地鐵2號線南稍門站換乘通道為依托，運用有限元方法分析研究了既有地鐵車站側(cè)墻破除的空間施工力學(xué)行為，并給出合理的破除方案。吳洪強[7]總結(jié)了在既有運營地鐵站廳層側(cè)墻破除施工中的方法和注意事項。

盡管換乘通道施工技術(shù)日益成熟，然而，對于處在交叉作業(yè)環(huán)境下的換乘通道工程在國內(nèi)比較少見，施工經(jīng)驗不足。本文以南寧市金湖廣場站換乘通道為背景，在換乘通道施工過程中，由于區(qū)域場地狹小，交叉作業(yè)多等不利因素的制約造成施工難度大、風(fēng)險高，需要進行妥善的施工籌劃。通過對金湖廣場站換乘通道施工的總結(jié)分析，重點介紹交叉作業(yè)下?lián)Q乘通道緊鄰既有車站墻體破除施工技術(shù)要點及控制措施，為今后類似工程提供指導(dǎo)。

1 工程概況

1.1 工程簡介

南寧市地鐵3號線金湖廣場站為地下4層雙柱3跨結(jié)構(gòu)，采用島式站臺，車站基坑開挖深度約30.8m，車站頂板覆土約3.5m，采用明挖順作法施工。南寧市地鐵1號線金湖廣場站為地下2層雙柱3跨箱形框架結(jié)構(gòu)，采用島式站臺，車站基坑開挖深度約17.2～18.2m，車站頂板覆土約3.2m，采用明挖法施工。Ⅱ，Ⅲ號出入口、2號風(fēng)亭基坑寬約32m，長約43m；Ⅱ，Ⅲ號出入口基坑深度約16m，為地下2層結(jié)構(gòu)。2號風(fēng)亭基坑深度約24m，為地下3層結(jié)構(gòu)。Ⅱ，Ⅲ號出入口與2號風(fēng)亭基坑中的坑中坑采取放坡開挖，坡角為75°。根據(jù)規(guī)劃設(shè)計，兩站采用地下?lián)Q乘通道進行換乘。換乘通道長約70m，寬約15.7m，通道頂板覆土約3.8m，位于民族大道正下方。其中通道連接1號線側(cè)為地下1層結(jié)構(gòu)，開挖深度約9m，靠近3號線側(cè)為地下2層結(jié)構(gòu)，開挖最深處約17m。通道基坑采用蓋挖順作法施工，采用地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐支護體系，與Ⅱ，Ⅲ號出入口、2號風(fēng)亭基坑處于交叉作業(yè)環(huán)境，其工程平面位置如圖1所示。

圖1 工程平面位置

1.2 工程地質(zhì)與水文條件

根據(jù)勘察資料顯示，施工場址范圍內(nèi)各地層巖性由上到下大致為: ①1圓礫填土、①2素填土、②3-2粉質(zhì)黏土、③1粉土、④1-1粉砂、④2-2中砂、⑤1-1圓礫?；娱_挖范圍內(nèi)地下水類型主要是上層滯水、孔隙承壓水和孔隙裂隙水。上層滯水沿線均有分布，主要接受大氣降水和自來水、雨水、污水等地下管線的垂直滲漏補給。孔隙承壓水主要賦存于第四系上更新統(tǒng)望高組沖積的粉土、粉砂、中砂、圓礫層中，水量豐富，與邕江水力聯(lián)系密切，呈互補關(guān)系。碎屑巖類孔隙裂隙水主要賦存于下伏古近系半成巖泥質(zhì)粉砂巖層中，具弱承壓性，富水性弱，以弱透水層為主，局部為中等透水層。

2 工程難點分析

1)整個換乘通道基坑土方開挖完成后，為了實現(xiàn)換乘通道與1號線金湖廣場站主體的連接，需破除連接接口范圍內(nèi)車站地下連續(xù)墻和主體結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土。由于換乘通道場地狹小、技術(shù)與環(huán)保要求高、破除安全風(fēng)險大，同時考慮到避免墻體破除對1號線運營造成過大的干擾，常用的破除方法包括人工鑿除、機械破除及爆破法拆除等均不能很好地滿足要求[8]，最終決定采用水鉆+繩鋸相結(jié)合的方法對結(jié)構(gòu)墻體按照水平方向切縫間距約1.5m、豎向切縫間距約1m進行分塊，由上而下分層切割。采用水鉆+繩鋸相結(jié)合的方法施工時切割噪聲小，產(chǎn)生的振動小，對既有1號線運營干擾小。

2)換乘通道位于南寧市中心民族大道正下方，施工場地狹小，交通流量密集。同時換乘通道施工作業(yè)與3號線Ⅱ，Ⅲ號出入口、2號風(fēng)亭基坑開挖存在重疊時間，使得在立體空間上出現(xiàn)多層次交叉作業(yè)。在這種情況下，換乘通道內(nèi)建筑用材、破除墻塊等的運送問題難以解決，物料轉(zhuǎn)運過程中交叉作業(yè)施工下各項施工的安全同步進行難以得到保證。經(jīng)過決策部署，在通道施工中以基坑內(nèi)現(xiàn)有支撐體系搭建運料操作平臺，可最大程度減小各項施工間的相互干擾，保證各項施工安全同步進行。

3 主要施工技術(shù)

3.1 運料操作平臺安裝

運料操作平臺包括轉(zhuǎn)料平臺與運輸通道兩部分。轉(zhuǎn)料平臺依托風(fēng)亭基坑內(nèi)臨時立柱，由主楞、次楞、小次楞及面板按照規(guī)定的次序及方向擺放并焊接拼成，用于堆放施工建筑用材及墻體切塊等；運輸通道依托換乘通道基坑內(nèi)臨時立柱支撐以及鋼絲繩懸吊，由主楞、次楞、小次楞及面板按照規(guī)定的次序及方向擺放并焊接拼成，是連接轉(zhuǎn)料平臺與換乘通道基坑內(nèi)部的通道，用于施工人員及叉車進出。運料操作平臺平面如圖2所示。

圖2 運料操作平臺平面

3.1.1轉(zhuǎn)料平臺安裝

1)主楞抗剪支座

轉(zhuǎn)料平臺主楞支撐于基坑內(nèi)臨時立柱抗剪支座，抗剪支座頂部高于基坑第2道支撐頂面約200mm，立柱抗剪支座寬度、長度均≥500mm，高度≥300mm，混凝土強度等級不低于C30，上層配筋為5φ28，下部配筋為5φ28，箍筋φ12@150。

2)主楞

轉(zhuǎn)料平臺2號風(fēng)亭KBZ10～通道LZ-04主楞跨度為約14m的現(xiàn)澆混凝土梁，其截面尺寸為600mm×600mm，混凝土強度等級不低于C30，上層配筋為6φ28，下部配筋為6φ28，箍筋為φ10@100。其他立柱間主楞均采用雙拼I45c，工字鋼兩端支撐于立柱抗剪支座處并與立柱側(cè)面焊接牢固。其安裝平面如圖3所示，轉(zhuǎn)料平臺剖面如圖4所示。

圖3 轉(zhuǎn)料平臺主楞安裝平面

圖4 轉(zhuǎn)料平臺剖面

3)次楞

運料平臺次楞采用[22，槽口向下布置，槽鋼擺放中心間距300mm，次楞與工字鋼主楞連接處焊接固定，焊縫厚度≥12mm。

4)小次楞

運料平臺小次楞采用[12，槽口向下布置，槽鋼擺放方向與次楞方向垂直，擺放中心間距300mm，與次楞接觸面點焊固定，焊點按隔一焊一的形式布置。

5)面板

面板采用5mm厚1 250mm×6 000mm的花紋鋼板拼接，根據(jù)現(xiàn)場實測尺寸進行火焰切割，鋼板長邊盡量擺放到小次楞中部并與小次楞處點焊，焊點間距不得大于600mm，確保鋼板4個角部與小次楞點焊牢固。相鄰鋼板接縫必須錯開，拼縫錯開距離不得小于1 000mm。面板拼接平面如圖5所示。

圖5 面板拼接平面

3.1.2運輸通道安裝

1)主楞支座

通道一側(cè)主楞支座采用20mm厚鋼板焊接平裝，支座由4塊豎向鋼板、1塊水平250mm×500mm及3塊250mm×150mm的鋼板拼裝焊接(見圖6)，豎向鋼板寬度為250mm，長度為300mm的向下短邊的梯形狀。豎向鋼板間距為150mm，水平鋼板上下間距為100mm。根據(jù)運輸通道空間位置，支座焊接固定于通道內(nèi)臨時立柱上。

圖6 運輸通道主楞支座示意

通道另一側(cè)主楞支座采用鋼絲繩掛于通道頂板預(yù)埋吊鉤處，吊鉤采用φ32@3 000圓鋼制作預(yù)埋，鋼絲繩規(guī)格為φ6×37，公稱直徑1.46mm，實測公稱抗拉強度1 670MPa。鋼絲繩支座平面如圖7所示。

圖7 鋼絲繩支座平面

2)主楞

通道一側(cè)運料通道主楞選用I45c，主楞跨度為5 500mm，工字鋼下部與支座焊接固定，上部與臨時立柱焊接固定，主楞拼接接縫設(shè)置在臨時立柱支座處或留置支座1/3～1/4處，懸空接縫側(cè)背與20mm厚500mm×350mm的鋼板焊接。

通道另一側(cè)運料通道主楞選用I45c，主楞間距3 000mm，工字鋼采用鋼絲繩懸吊于通道蓋板預(yù)埋吊鉤處，吊鉤采用φ32@3 000圓鋼制作預(yù)埋。倒鏈將主楞調(diào)至相應(yīng)位置后，安裝鋼絲繩，確保吊鉤兩側(cè)鋼絲繩對撐，接頭側(cè)鋼絲繩搭接≥60mm。接頭繩卡安裝完成后，拆除倒鏈，擺動主楞，再次校核主楞兩側(cè)鋼絲繩對撐情況和主楞安裝高度，確保安裝無誤后，主楞上部約200mm處安裝3個繩卡，吊鉤下部約20mm處安裝3個繩卡，繩卡壓頭應(yīng)在鋼絲繩長頭的一邊。主楞拼接接縫留置支座1/3～1/4處，接縫側(cè)背與20mm厚500mm×350mm的鋼板焊接。

3)次楞

運輸通道次楞[32a槽口水平向右，長度為3 000mm和4 200mm兩種規(guī)格，次楞交替橫搭于主楞，水平安裝間距為1 000mm，與主楞連接處焊接。

4)小次楞

運輸通道小次楞[22a槽口水平向下，小次楞縱向安裝中心間距為300mm，人行通道縱向小次楞凈間距為380mm，相鄰小次楞接頭錯開布置，錯開長度≥1 000mm，小次楞與次楞連接處焊接，如圖8所示。

圖8 運輸通道剖面示意

3.2 地下連續(xù)墻與結(jié)構(gòu)側(cè)墻破除

3.2.1破除范圍

換乘通道主體結(jié)構(gòu)施工完成后需破除連接范圍內(nèi)1號線主體結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻及結(jié)構(gòu)側(cè)墻。破除范圍如圖9所示：破除地下連續(xù)墻寬度為37.65m，高度為6.7m；破除結(jié)構(gòu)墻寬度分4段，第1段寬度為7.46m，其余3段寬度為7.582m，破除結(jié)構(gòu)墻高度為3.7m。地下連續(xù)墻破除總方量201.81m3，結(jié)構(gòu)墻破除總方量78.23m3。

圖9 1號線破除范圍

3.2.2既有線保護措施

采用水鉆及繩鋸對結(jié)構(gòu)墻體進行破除會產(chǎn)生較多施工用水，為防止施工用水及雨水對1號線運營造成影響，對1號線主要采取以下保護措施。

1)施工前先將需切割墻體底部使用水鉆取排水孔，施工用水通過底部排水孔進入3號線換乘通道內(nèi)施工區(qū)域擋水坎內(nèi)，通過擋水坎流入換乘通道地下2層積水坑內(nèi)并通過水泵及時抽排。

2)結(jié)構(gòu)側(cè)墻切割前，臨時圍擋破除范圍內(nèi)乘客通道完成運營線乘客導(dǎo)改路線。預(yù)先在切割墻體底部水鉆取排水孔，運營線站廳層砌筑24磚墻，砌筑高度500mm，1號線站廳層側(cè)采用1∶2.5砂漿抹面，抹面厚度為20mm，并用黃黑油漆涂刷醒目標(biāo)志，臨近切割墻體側(cè)砌筑墻體采用1∶2.5砂漿抹面，抹面厚度為20mm，磚墻范圍內(nèi)站廳層中板面采用厚度≥50mm的砂漿抹面并向墻體側(cè)找坡，坡度≥3%，確保施工用水通過墻體底部排水口排入通道內(nèi)，組織流入地下2層集水坑。

3.2.3地下連續(xù)墻破除

換乘通道主體結(jié)構(gòu)施工完成后，首先破除地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻取孔及繩鋸切割如圖10所示，按照水平方向切縫間距約1.5m，豎向切縫間距約1m進行分塊，由頂至底分層切割。

圖10 地下連續(xù)墻取孔及繩鋸切割立面

第1層地下連續(xù)墻采用孔徑110mm的水鉆進行鉆孔，在換乘通道頂板接口頂部上方水鉆連續(xù)取雙排孔、切塊左右兩側(cè)及底板水鉆連續(xù)取單排孔，切塊中部水鉆取吊裝孔。隨后在第2層地下連續(xù)墻每塊的底部采用水鉆連續(xù)取孔，切塊中部水鉆取吊裝孔，根據(jù)切塊尺寸大小定位標(biāo)識水鉆取孔位置，靠近1號線平行側(cè)墻水鉆取孔，保證與垂直連續(xù)墻底部孔相交連通，采用繩鋸分割墻體，如圖11所示。按此工序由上到下依次切割第2～6層連續(xù)墻破除，頂板連接處預(yù)留接縫工字鋼兩側(cè)混凝土采用空壓機破除并清理干凈，焊接止水鋼板，完成第6層地下連續(xù)墻切割。最后采用空壓機人工破除第7層墻體，底板連接處預(yù)留接縫工字鋼兩側(cè)混凝土采用空壓機破除并清理干凈，焊接止水鋼板。

圖11 繩鋸刀線穿孔剖面

3.2.4結(jié)構(gòu)側(cè)墻破除

側(cè)墻取孔及繩鋸切割立面如圖12所示，首先對側(cè)墻第1層進行切割，測量定位側(cè)墻接口頂部位置并彈線標(biāo)識，水鉆沿彈線下部連續(xù)取雙排孔，切塊左右兩側(cè)水鉆連續(xù)取孔，切塊中部水鉆取吊裝孔，底部采用繩鋸切割破除，頂部凹凸不平采用空壓機鑿除。隨后從上至下依次對第2～4層進行切割，根據(jù)切塊尺寸測量標(biāo)識繩鋸刀線穿孔位置，進行水鉆取穿刀孔和吊裝孔，然后繩鋸切割破除。

圖12 側(cè)墻取孔及繩鋸切割立面

3.2.5碴體外運

在地下連續(xù)墻以及結(jié)構(gòu)墻切割進行同時，由150挖機配合通道蓋板預(yù)埋吊鉤通過鋼絲繩將切塊緩慢移出，移出后直接將切塊放置在通道結(jié)構(gòu)板上，5t叉車將切塊挪移至轉(zhuǎn)料平臺堆碼整齊，再由75t吊車垂直運輸將切塊吊至地面，板車將其運離場地。

4 監(jiān)控量測及施工效果

4.1 監(jiān)控量測

既有車站結(jié)構(gòu)墻體破除是換乘通道施工中的重難點控制項目，監(jiān)控量測是施工過程中的重要環(huán)節(jié)。監(jiān)測對象為1號線站廳層，具體監(jiān)測項目及監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)值如表1所示。當(dāng)監(jiān)測值相對穩(wěn)定時，可適當(dāng)降低頻率；當(dāng)監(jiān)測值出現(xiàn)異常變化時，應(yīng)加強監(jiān)測頻率。監(jiān)測頻率按照表2要求執(zhí)行。

表1 工程監(jiān)測項目及控制標(biāo)準(zhǔn)

表2 本工程監(jiān)測頻率

根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，地下連續(xù)墻破除期間站廳層沉降最大值為0.65mm，側(cè)墻破除期間站廳層沉降最大值為0.83mm，沉降值低于控制標(biāo)準(zhǔn)，說明采用水鉆加繩鋸切割破除技術(shù)對既有車站站廳層的影響很小。地下連續(xù)墻破除期間各測點沉降歷時曲線如圖13所示，結(jié)構(gòu)側(cè)墻破除期間各測點沉降歷時曲線如圖14所示。

圖13 地下連續(xù)墻破除站廳層測點沉降歷時曲線

圖14 結(jié)構(gòu)側(cè)墻破除站廳層測點沉降歷時曲線

4.2 現(xiàn)場施工組織效果

在整個施工過程中，為了避免對既有線運營造成影響，技術(shù)人員制定了科學(xué)的施工方案，施工人員嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計執(zhí)行，取得了良好效果。針對通道施工與出入口、風(fēng)亭基坑處于交叉作業(yè)環(huán)境下施工這一難題，施工人員以風(fēng)亭基坑內(nèi)現(xiàn)有臨時支柱為依托搭建轉(zhuǎn)料運輸平臺，處于地下空間“高層建筑”中的轉(zhuǎn)料平臺，解決了換乘通道內(nèi)建筑用材、墻體切塊等的運送問題，保證了基坑作業(yè)與換乘通道作業(yè)可以同時推進，大幅減少施工工期，并確保施工安全。采用水鉆加繩鋸切割技術(shù)，施工中噪聲、粉塵、振動等均得到嚴(yán)格控制，最大程度地減少了對既有車站的影響，但施工人員在狹小的空間破墻，環(huán)境較為惡劣。全過程既有線站廳層沉降值在控制值以內(nèi)，既有車站人流組織有序，無安全事故發(fā)生。

5 結(jié)語

在南寧市3號線金湖廣場站換乘通道施工中面臨著既有車站運營保護、交叉作業(yè)下各項施工安全風(fēng)險大等難題，采取了水鉆加繩鋸結(jié)合的切割工藝破除既有車站墻體，依托風(fēng)亭基坑內(nèi)現(xiàn)有支撐體系搭建運料操作平臺，并采取一系列的保護措施，有效降低了施工風(fēng)險，保證了既有車站的運營安全、乘客安全，保證了交叉作業(yè)環(huán)境下各項施工的安全同步進行，極大程度縮短了工期，提高施工效率。

不足之處在于采用金剛石繩鋸切割需搭設(shè)作業(yè)臺架，配置起重吊裝、水平運輸設(shè)備，施工成本較高。建議進一步改善機械設(shè)備性能，降低施工成本，以取得更好的經(jīng)濟效益。