地铁明挖区间上下重叠复杂结构的施工控制措施

　　摘要：本文根据现场实际施工进程，从方案优化、施工工艺、工后检测等方面所采取的措施，阐述了广州地铁二八号线北延段上林镇站~嘉禾站区间、嘉禾车辆出入段线等多条上下重叠地下隧道结构同步作业的明挖法施工质量控制方法。
　　关键词：明挖法，上下重叠，优化
　　1工程概况
　　上林镇～嘉禾区间起始于二号线上林镇站，左右线以双洞矩形框架结构形式延伸至嘉禾站，上嘉区间里程范围Z(Y)DK29+711.3～Z(Y)DK31+227.51，区间右线长1516.21m，左线长1513.884m(短链2.326m)。
　　永泰～嘉禾区间起始于三号线永泰站~嘉禾站区间的盾构始发井，左右线先以两个单独的矩形框架结构在YDK-10-668.7里程处重叠二号线结构上方，与二号线形成“八”字形相交，然后继续向北先后与二号线结构上下平行重叠、形成凹字形整体结构、二三号线平行形成四洞联体、三号线左右线再分成两个独立的矩形单洞进入嘉禾站。永泰～嘉禾区间右线里程范围YDK-10-518.848～YDK-11-496.033，长977.185m。左线里程范围ZDK-10-523.871～ZDK-11-496.033，长972.162m。
　　上嘉与永嘉区间的平面位置关系见下图26-1
　　上嘉-永嘉平面位置关系图
　　上嘉与永嘉区间复杂结构段各条线路的上下位置关系见下图。
　　上嘉-永嘉平面位置典型剖面关系图
　　嘉禾车辆段出入段线由三号线左右线；三号线出、入段线和二号线出、入段线共六条线路组成。区间起讫里程为三号线右线YDK-11-830.733~YDK-12-389.8;三号线左线ZDK-11-830.733~ZDK-12-393;三号线出段线ⅢCK0+100.059~ⅢCK0+664.706；三号线入段线ⅢRK0+100.22~ⅢRK0+668.300；二号线出段线ⅡCK0+091.054~ⅡCK0+650.591；二号线入段线ⅡRK0+066.265~ⅡRK0+622.429。
　　出入段线全部采用明挖法施工，基坑开挖深度8.3～16.7m，二、三号线出入段线与三号线正线左右线形成的六条线路相互交叉、重叠。结构形式有四洞联体矩形框架、三洞联体矩形框架、双洞矩形框架，单洞矩形框架、U型槽结构、钢筋混凝土悬臂式挡墙+路基、重力式挡墙+路基、路基等多种形式。三号线出入段线从在爬坡到一定高度后重叠在三号线结构上方，根据线路条件，三号线入段线在ⅢRK0+460处又爬上二号线出入段线结构顶，在YDK-12-234.006～YDK-12-279段，一条市政道路的箱涵下穿地铁三号线结构与出入段线之间，在此段位置形成四层结构。
　　出入段线各条线路的位置平面关系见下图:
　　出入段线平面关系图
　　出入段线复杂结构段各条线路的上下位置关系见下图:
　　ⅡRK0+573.479～ⅡRK0+614.379段结构形式横断面图
　　松园路节点结构横断面图
　　2工程地质和水文地质
　　本标段场地范围内的原始地貌属广花凹陷冲积盆地，第四系地层以冲洪积砂层、粘性土层及残积土层为主，基岩地层为二迭系下统栖霞灰岩沉积地层，岩层岩面高低起伏，发育岩溶形成溶蚀沟槽。地层主要为人工填土层<1>、冲洪积中砂层<3-2>、冲洪积粘性土层<4-1>、坡积土层<4-3>、可朔或稍密状残积土层<5C-1B>、硬朔或中密状残积土层<5C-2>、灰岩强风化带<7C-2>、中风化带<8C-2>、微风化带<9C-2>，隧道底板坐落的地层主要为可朔或稍密状残积土层<5C-1B>、硬朔或中密状残积土层<5C-2>。地下水赋存方式分为第四系松散层孔隙潜水（砂层水）和灰岩溶洞裂隙水二个类型。地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切，年变化幅度为2.50~3.20m。
　　3重难点分析
　　本工程上嘉（永嘉）区间，嘉禾车辆段出入段线多处结构上下重叠，在下部结构施工完成后，回填基坑到上部结构底板底位置后，再进行上部结构的施工，在工期紧，施工任务重的情况下，回填材料的选择和回填质量的控制对上部结构影响很大。且有些区段上层结构一半坐在下层结构上，一半坐在基坑回填料上；有些区段结构下的部分回填料位于原状土边坡上，此两种情况极容易造成不均匀沉降，对后期的结构质量和地铁运营带来不良影响。
　　4施工控制过程
　　（一）、合理选择回填料
　　根据结构形式和基坑形式的不同，上嘉区间和嘉禾车辆段出入段线采用了不同的回填材料。
　　在三号线永嘉区间重叠在二号线上嘉区间段，三号线结构下采用掺5%水泥的稳定石粉渣进行回填，在下部二号线主体结构与围护结构之间的空隙采用石粉渣进行回填，并在围护结构与二号线主体结构之间及三号线两矩形框架结构之间，每3.0m间距设置一个800×600mm的C15素混凝土支撑，。
　　在嘉禾车辆段出入段线，二、三号出入段线结构重叠在三号线结构之上段，出入段线结构底板底以下不小于1.0m范围内采用掺3%～5%42.5普通硅酸盐水泥的级配碎石回填，级配碎石下采用级配砂砾石回填。
　　（二）、优化设计方案
　　在上嘉区间YDK30+657～YDK30+860段，原设计为“倒品字型”结构，三号线结构下方一部分位于二号线主体结构之上，一部分位于回填后的石粉渣上，由于石粉渣的回填达不到100%的密实度，在后期可能还会有少量的沉降，相对于二号线的钢筋混凝土结构为软基础，在以后的地铁运营中由于不均匀沉降有可能造成结构底板的拉裂。将此段结构变更为“凹字型”结构形式后，使三号线结构坐落在下部二号线两侧的另外两个箱体结构之上，解决了主体结构基底软硬不均的问题。
　　变更前的结构形式
　　变更后的结构形式
　　（三）、注重细节，有针对性地采取施工措施
　　（1）增加素砼支撑避免结构偏移。为了避免基坑回填过程中因不对称回填造成隧道主体结构发生侧向偏移，回填前先在区间围护结构与主体结构之间及主体结构矩形框架之间施工混凝土支撑。
　　（2）严格控制回填质量。在主体结构达到设计强度并做完外防水后进行回填石粉渣和回填级配碎石的施工。施工前选出最优的配合比，施工过程中严格按照配合比在料场将材料拌匀后运至作业面处。整个回填过程中，基坑两侧对称均匀回填，在基坑回填接茬处，已经回填部分的边坡开挖不小于0.5米高，1米宽的台阶。
　　（3）合理利用钢筋接驳器。在施工下部三号线正线时预留与箱函底板的钢筋接驳器，在施工箱涵顶板时，预留与南、北侧出入段线结构衔接的钢筋接驳器，使得压路机可以对箱涵南北侧基坑进行碾压，同时，将松园路箱函划分为“左、中、右”三个施工区段，实施时，先中间、后两边，首先确保上部出入段线结构的中间段施工完成。
　　（4）优化支撑受力体系。针对共用结构板厚达1.71～2.24m的情况，采用了间距45×45cm密布的满堂钢管架作为支撑体系，混凝土浇筑采用从下往上一层一层平铺的方法，使混凝土浇筑到上部时，下部已达到初凝，减小荷载。
　　（5）增加重型机械设备投入。针对松园路节点可利用施工场地狭小，四层重叠结构形式等特点，专门架设一台塔吊，加快松园路节点施工吊放材料、协助浇注混凝土工作进度。
　　（四）、试验检测措施
　　上层结构在施工前，先对下层结构顶板达到28天龄期的混凝土试件进行试压，确保达到强度后再进行基础回填。回填石粉、级配碎石和级配砂砾石都严格按照规范要求，层层检测压实度，且每50米检测一组。严格控制压实度不小于0.94，当出现压实度偏低的情况时，再重复碾压几次至检测合格为止。
　　由于本工程回填数量多，工期紧，试验检测的工程量大，经与检测单位沟通协调，由检测站安排一组检测人员进驻现场蹲点，做到碾压一层、检测一层，避免了等待检测这个时间上的浪费，一定程度上加快了回填的施工进度。
　　（五）、测量、监测
　　施工平面控制测量按业主所交精密导线控制点进行复测、加密，导线测设均按国家四等导线进行，精度满足规范要求；高程测量根据业主所交水准基点进行了复测以及加密，在测设过程中严格按国家二等水准基点标准操作；在施工控制阶段严格按照测量规范以及业主所下发的测量管理细则进行，所有加密的控制点经业主测量队复测合格后才使用。
　　除了业主委托的第三方监测按规程作业外，现场专门成立监测小组，对基坑变形进行严密监控，基坑开挖、防水施工、结构施工形成流水作业，做到快挖、快埋。针对回填纵深大，工期紧，结构施工前沉降观测时间短等客观因素，在上层结构施工完成后，在结构底板上布置沉降观测点，定期对上层结构的沉降进行监测。
　　5结语
　　总的来说，通过对回填料的合理调整，结构形式论证优化，施工组织的认真细化安排，再加上测量工作的慎之又慎，监测工作的有效落实，即使工期紧张，线型复杂，也能科学、安全、高效地推进工程。
　　图中所示为施工中的结构横断面
　　参考文献：
　　[1]《地下铁道施工及验收规范》GB50299-1999
　　[2]《广州市轨道交通工程质量管理办法》

《地铁明挖区间上下重叠复杂结构的施工控制措施》

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文章名称： 地铁明挖区间上下重叠复杂结构的施工控制措施

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