北京地铁车公庄西站施工组织方案
2013-04-23 23:36
北京地铁车公庄西站施工组织方案
摘 要：结合北京地铁6号线车公庄西站工程地质条件，简要对车公庄西站开工前用电、通风、供水等准备工作安排，降水排水方案，地铁基坑开挖方案、基坑支护，主体和附属结构施工工序，以及施工方法、施工组织等进行阐述。
关键词：地铁；车站；施工；组织；方案
1 工程概况
北京地铁车公庄西站是6号线和远期12号线的换乘站，位于车公庄大街与展览馆路交叉口。车站为分离式岛式结构，两端明挖双层，中部十字路口下方暗挖单层，车站总长360.3 m，其中明挖段320.3 m，暗挖段40 m，标准段宽度22.9 m，单洞开挖宽度9.15 m。车站中心里程处（为暗挖段）拱顶覆土9.30 m，明挖段顶板覆土3.7 m，车站底板深18.5 m。车站共设置3个出入口、1个风道、8个风亭，总建筑面积18 130 m2。施工过程中需拆迁、改移、保护的房屋和重要管线多，通过加强超前支护及对初期支护径向注浆等措施，控制隧道变形，从而将建筑物变形控制在可靠范围内。
2 风、水、电管辅助设施布置方案
2.1 施工用电布置
施工临时供电从场地附近的供电接口引入施工现场，修建配电房，采用三相五线制接线，在变压器输出端设总动力箱，用电缆接入工地配电箱。施工现场供电线路采用架空电缆和部分埋设电缆，埋设电缆均采用穿钢管法，以保护电缆。为防止意外停电及用电高峰时对工程施工造成影响，车站施工场地备1台120 kW低噪声发电机，区间隧道配备1台240 kW低噪声发电机，以保证连续施工的要求及所有现场照明用电。
2.2 施工供风系统
在施工现场场地内修建空压机房，在车站主体南北两侧及中部设3台12 m3空压机。在供风量需求较大时采用移动空压机进行补充供风。空压机房采取防水、降温、防噪声措施。高压风采用Φ125 mm钢管引到作业面，主管设总风阀，支管每隔100 m设分闸阀和出风口。
2.3 施工供水系统
从业主在施工场地提供的供水点接入施工现场，装水表后分别接入各施工场地。
3 降水方案
车公庄西站车站主体、出入口通道、风井风道，采用封闭式管井降水结合车站主体内部疏干井降水方案。根据场地周围雨污水管线及雨污水井分布状况，布置排水管线和供电线路，并作出施工图。降水井Φ600 mm，下部埋Φ400 mm无砂水泥管、Φ50 mm钢管，水泥管接头处缠塑料布后绑扎竹片连接。排水管主管（集水管）采用Φ325 mm钢管，支管采用Φ119 mm钢管，并布置多个排水口。
4 明挖段施工方案
4.1 围护结构
车公庄西站明挖标准段基坑开挖宽度22.9 m，深度18.60 m。车站主体围护结构采用Φ800 m m间距1 200 mm的钻孔灌注桩，桩间采用挂网喷射混凝土保持桩间土体稳定。内支撑采用Φ609 mm的钢管支撑，竖向支撑设3道，支撑间距第1道为6 m，第2、3道为3 m。基坑平面内一般采用对撑，在端部和角部采用斜撑。
4.2 钻孔桩施工
主体围护结构在一期围挡东西2个场地内施工，其中西场地安排2台钻机分区施工，1号钻机从车站分界线向西顺序钻孔，2号钻机从分界线东向分界线方向施工，并采用跳孔成桩方式（图1）。
车公庄西站一期围挡施工时，在西侧靠北端和南端各考虑了出土、进料口，整个车站土方开挖竖向、横向部位划分见图2。
地下1层开挖以车站中部分界，施工时从南北竖井分别向中部开挖，土方从2个提升竖井分别运输至地面。二次开挖时包含了顺作的大部分土方以及逆作部分的土方，此时顺作段由北向南进行，即采用倒退式台阶法开挖（图3）；逆作段土方开挖时分2个亚层进行，第1次开挖至逆作段钢支撑以下0.5 m后架设钢支撑，然后完成下1个亚层土方开挖。此时，顺作段地下2层的放坡线与顺作、逆作分界线三角区域土方由逆作一端开挖。末次土方开挖方法同二次土方开挖。
4.3.2 顶板以上土方开挖
顶板以上明挖土方高度约4 m，以机械的最大工作能力安排4个开挖施工方向，每个施工方向设置1～2台0.8 m3的普通挖掘机挖土，日最大出土量3 000 m3。地面可以设置一些临时弃土场，随着开挖的进行向后推移，夜间集中外运。
4.3.3 立面开挖顺序
为了尽可能地减小土方开挖过程中结构2侧偏压带来的不利影响，纵向开挖过程中尽量对称。同时，为了避免纵向拉槽（步序Ⅱ）过程中边坡坍塌，需预留1:1的边坡，并采用土钉+网喷C15混凝土护面。立面开挖步序见图4。
4.3.4 支撑架设
当土方开挖至分层设计标高时，准确测量支撑中心定位标高，沿基坑纵向每隔一定间距凿出围护桩主筋，焊接三角托架，根据围檩底面标高定位三角托架顶面标高，三角托架顶面标高定位精度须满足规范要求。三角托架焊接完毕后，挂网喷射混凝土护面，随即进行围檩安设。围檩就位后，按钢结构施工规范要求，将后期架设的围檩与前期架设的围檩焊接成整体，围檩拼接接头位置避开支撑中心。围檩安设完成后，在两侧围檩上放出支撑中心位置，并采用十字弹线法准确定位，待第3亚层中部分块土方开挖到位时，立即进行支撑架设。支撑吊装就位后，及时按设计要求加设预应力，施工中采用2台50 t的油压千斤顶，通过压力表读取预应力值，当压力读数与需要加设的预应力值相符时，稳定千斤顶压力，在活络端打设钢楔限位，完成支撑预应力加设 。 支撑架设完成后，检查围檩与围护结构桩身的密贴情况，对围檩与围护桩及网喷混凝土之间的空隙加设钢楔，打紧并灌注细石混凝土充填，保证支护体系的整体支撑效果。在支撑预应力加设前后的各12 h之内，加密监测频率，发现预应力损失或围护结构变形速率无明显收敛时，复加预应力至设计值。
4.3.5 土方回填、道路恢复、垫层及
接地网施作顶板混凝土达到设计强度值，同时细石混凝土保护层强度达到要求后，经现场监理工程师检查同意即可进行覆土回填。回填采用分段分层方式进行。夯实质量达到规范要求，当基坑回填至原路面底基层标高时，施作永久路面结构。恢复的路面结构按市政道路专业要求进行，并由专人负责与交通部门联系，恢复路面的行车线及人行道等交通标志。
机械开挖土方至基底开挖面以上30 cm时，改用人工清底，抄平验底满足要求后及时施作接地网并铺筑C15混凝土垫层。素混凝土垫层每1～2个开挖段铺筑1次，即2～4根支撑对应范围。
4.4 车站附属结构施工
车公庄西站设有3个出入口、1个风道和8个风亭，全部采用明挖法施工，基坑围护采用Φ600 mm间距1 000 mm钻孔灌注桩、Φ630 mm钢支撑和双拼Ⅰ45b型钢围檩(1、3号出入口3道，2号风道和出入口2道)，基坑最大深度14 m左右。1、3号出入口为单层框架结构，2号出入口和2号风道为双层框架(合建)。2号出入口和2号风道基坑尺寸为40.05 m(南北)×34.031 m（东西），由于基坑较宽，基坑支撑施工时设8根临时立柱（基础为Φ800 mm钻孔灌注桩，立柱锚入基础3 m）。
5 暗挖段施工方案
车公庄西车站下穿交叉路口段40 m范围采用暗挖法施工，断面形式为直墙拱形断面( 不带仰拱)，开挖断面尺寸宽9.15 m、高9.42 m，采用6步中隔壁法开挖，超前支护采用Φ108 mm（L＝40 m)大管棚和Φ32 mm环向间距300 mm小导管（L＝2.5 m)，Φ8 mm间距150 m m×150 m m钢筋网喷射厚度350 mm C20混凝土。防水采用400 g/m2无纺布和2.0 mm厚土工膜，二次衬砌采用C40、S10模筑钢筋混凝土。
考虑到车站西端明挖段为盾构主场地，因此，暗挖段由车站东端进行开挖施工，东端明挖基坑自西向东开挖到暗挖隧道拱顶时，先施工开口处的大管棚超前支护，然后开挖基坑并施工车站主体结构，基坑开挖与主体结构施工相配合，开挖一段基坑，施工一段主体，尽量减少基坑暴露时间，保证基坑变形满足周围环境要求。主体结构在明暗段分界处的第1单元中板及顶板延后浇注，以用作暗挖段的施工竖井。东明挖基坑第1单元施工完成后，进行暗挖段开口。
暗挖段开挖支护完成后，跳段施工防水及二次衬砌，按照设计，施工分段长度控制在6～8 m，因此，40 m的暗挖段考虑分6段，长度分别为6、7 m 两种（其中靠近明挖段端头为6 m），先施工1、3、5段，后施工2、4、6段。
6 车站防水方案
防水工程是控制工程质量的关键，它贯穿于施工的全过程，为了确保工程防水质量，根据招标文件设计图纸要求，结合地下车站与区间结构特点、施工方法、水文地质条件，本工程遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则，确立钢筋混凝土自防水体系，即以结构防水为根本，采取措施控制结构混凝土裂缝的开展，增强混凝土的抗渗性。以变形缝、施工缝等接缝防水为重点，辅以柔性外包防水层加强防水。
（1）防水设计标准。①地下车站及机电设备集中区段的防水等级为一级，不允许渗水，结构表面无湿渍；②车站风道及连接通道的附属结构防水等级为二级，顶部不允许滴漏，结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不应大于防水面积的6‰，任意100 m2防水面积上的湿渍不超过4处，单个湿渍的最大面积不大于0.2 m2。
（2）盖挖主体结构及明挖附属结构防水形式。顶板采用潮湿基面施工的2.5 mm厚聚氨酯涂料,设置1层纸胎油毡隔离层，并采用100 m m厚细石混凝土保护。在顶板与侧墙交接处的防水层采用刚柔过渡的方法。侧墙和底板的防水层采用5.5 kg/m2的天然钠基膨润土防水毯。附属工程结构防水形式，在初期支护与二次衬砌之间设置全包柔性防水层，防水层采用厚度为1.5 mm厚合成树脂类防水板。在防水层与初期支护之间设置缓冲层，缓冲层材料采用单位重量400 g/m2的无纺布，底板（包括仰拱）部分的防水板铺设完毕后，在防水层上铺设70 mm厚细石混凝土保护层。
参考文献
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[2] 李立．地铁区间隧道穿越建筑物基础的保护方案探讨［J］．隧道建设，2008，28(6).
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