地铁车站土建施工

1、地铁站土建施工杨国伟上海地铁建设有限公司一.导言地铁具有大运量、快速、安全、准时、舒适的特点，是城市交通的主要发展方向。世界上第一条地铁于1863年在伦敦建成，至今已有近一个半世纪。在这一个半世纪里，随着民用建筑技术、机械制造技术、通信与信号技术等诸多领域的飞速发展，地铁行业也取得了长足的进步。从地铁运营里程来看，欧洲和北美的发达国家处于领先地位，但发展中国家的地铁行业近20年来也在蓬勃发展。1971年，中国在北京建造了第一条地铁。目前，上海、广州、深圳、南京等城市已经部分建成并正在建设地铁网络，中国地铁行业正进入发展高潮。上海早在1958年就开始建造地铁。经过长期的探索和克服各种困难，终于在

2、1995年4月28日建成并投入试运行，历时38年。之后，地铁2号线于2000年7月竣工，明珠一期于2001年底竣工。目前有向北延伸的1号线(共和新路高架)、新民线、明珠二期、M8线、向西延伸的2号线、向北延伸的明珠一期、R4线等。上海地铁建设进入了前所未有的高速发展阶段。上海软土地区地层基本为饱和含水塑性或软塑性粘土层，抗剪强度低，含水量在40%以上，敏感性为45，压缩性高，流变性大。这种软土流变地质条件决定了上海地区基坑工程的环境保护问题更加突出。在上海，由于深基坑周围地层的移动，造成了一些工程事故，破坏了附近的建筑物和设施，造成了严重的社会影响和经济损失。因此，深基坑施工过程中的风险控制贯

3、穿于施工的全过程。民用建筑在车站建设中占有很大的工期和投资，是车站建设中风险集中的阶段，应引起足够的重视。地铁土建施工涉及很多工序，介绍如下：二是围护结构围护结构的主要功能是与支撑一起形成支撑体系，支撑坑内外不平衡的土压力，保持基坑的稳定性。因此，封套应具有足够的强度、刚度和稳定性。在上海地铁站工程中，围护结构主要有两种类型：地下连续墙和SMW(土搅拌墙)法。(1)地下连续墙地下连续墙是一种强度、刚度和抗渗性良好的地下连续墙，由基坑周围挖沟和钢筋混凝土施工而成。地下连续墙具有刚度高、抗渗性好、施工过程中无振动、无噪音的特点。地下连续墙作为地铁车站深基坑的围护结构，在施工过程中对周围环境的影响很

4、小，适合在城市人口密集的地区运营。一般地下连续墙适用于开挖深度大于14米的深基坑。根据地下连续墙在施工和使用过程中的作用，地下连续墙可分为单墙体系和双墙体系。在双墙体系中，地下墙在施工阶段作为围护结构与支撑一起形成支撑体系；在使用阶段，它与衬砌墙共同工作，形成一个应力系统，承受结构荷载。在单墙系统中，地下墙在施工阶段作为围护结构与支撑一起形成支撑体系；在使用阶段，它作为轴承系统的一部分单独使用，并承受结构载荷。1.1 .地下连续墙施工技术地下连续墙工艺流程：导墙施工成槽过程中应采用泥浆护壁，泥浆应就地配制。泥浆置换和底部清洁悬挂锁管钢筋笼的悬挂浇注混凝土拉出锁管地下连续墙施工前，应先修建导墙。

5、导向壁的宽度应为地下连续墙被分成槽，用混凝土浇筑。每个槽宽约26米，平面形状为“-”、“L”和“T”。槽段分为前导宽度和拖尾宽度，锁定管位于槽段前导宽度的两端。地下连续墙常用的接头有预制接头、刚性接头、柔性防水接头和预留灌浆孔接头。1.2 .地面墙施工控制点：(1)导墙轴线和标高的复测：导向壁的轴线决定了地下连续墙的位置。导墙顶部的标高将影响钢筋笼的标高。在单墙结构的地铁车站中，会影响钢筋连接件与底板、中间楼板和顶板钢筋的连接。因此，施工单位必须检查导向墙的轴线和标高。(2)开槽泥浆性能指标的控制：成槽泥浆的比重、粘度、含砂量等指标不仅影响槽壁的稳定性，还影响地下连续墙混凝土的密实度和防水性能

6、。因此，在墙体开沟和混凝土浇筑过程中，必须逐个进行抽样检查，将泥浆指标控制在设计要求或规范规定的范围内。(3)沟槽深度和垂直度：沟槽深度和垂直度必须控制在设计或规范允许的范围内。地面墙的垂直度一般应控制在3/1000以上。对于单墙结构的车站，应严格控制地面墙的垂直度。成品槽达到设计标高后，应进行清理，以提高地墙的承载力，减少沉降。(4)钢筋笼：在钢筋的品种、规格和数量符合设计要求的前提下，单墙结构的地下连续墙应重点控制：A.加强连接件与底板、中间板和顶板对应位置的精度；B.钢筋笼入槽时，控制笼顶标高，即吊杆长度，以保证钢筋接头位置的准确性。(5)混凝土浇筑：检查商品混凝土的配合比、强度、抗渗等

7、级和坍落度，必须符合设计要求；检查导管埋在混凝土表面的深度，避免浅埋管道造成的断壁事故；计算地墙混凝土的填充系数，判断地墙的施工质量。1.3 .地下连续墙施工中减少对周围环境影响的一些措施(1)减小槽宽的宽度(2)为加固罐壁上的土，一般采用搅拌桩或灌浆加固。(3)做高导流墙以提高泥浆液面或沉淀，以增加罐内外的高度差。(4)在被保护物和罐壁之间设置隔离桩。(2) SMW方法SMW法是指通过将土和水泥浆混合形成搅拌桩墙，并将高强度和刚性的核心材料(通常为型钢)插入墙中以与搅拌桩墙一起形成的复合挡土墙。SMW法作为基坑围护结构，于1976年由日本竹中土木有限公司和成兴实业有限公司成功开发应用。198

8、6年，日本材料协会编制了SMW法施工规范，将SMW法的应用推向了高潮。据统计，截至1993年，这种方法占日本基坑围护结构的50%，现在已占80%，成为基坑围护的主要方法。搅拌桩作为围护结构和基础加固在我国的应用始于20世纪80年代，但当时采用的是纯搅拌桩，没有添加型钢。明珠二期兰村路站是国内最大的基坑工程，采用SMW法作为围护结构。基坑围护结构长700多米，深26米。SMW工法作为一种新型围护结构，具有以下特点：对周围环境影响小、水密性高、适用于各种地层、厚度和深度大、施工速度快、成本低、环境污染小。2.1 .SMW建筑技术SMW施工流程：(搅拌桩施工流程见搅拌桩部分)技术(2)搅拌成桩时，在

9、下钻时应灌注70-80%所需容量的水泥浆，其余20-30%应在螺旋钻上返时灌注。此时，所需的水泥浆仅用于填补钻具退出留下的空隙。螺旋钻灌浆对饱和松散土具有特殊意义，因为该地层中的柱体容易产生孔隙。螺旋钻上升时，最好反向旋转，不能停止，以免产生真空，导致筒壁(非饱和土)坍塌。(3)施工应按跳孔顺序进行。为保证围护结构的连续性和接缝施工质量，两桩重叠部分应反复钻孔。(4)搅拌桩施工过程中，应特别注意水泥浆的注入量、搅拌下沉量、提升量和提升速度。钻孔速度应比提升时慢一倍左右，以尽可能保证水泥土的充分搅拌，获得较高的贯入速度。在砂性土互层或土质变化较大的施工中，应根据各种土质条件选择水泥浆的配合比，以

10、获得更均匀的墙体，保证工程质量。(5)H型钢的回收，通过在插入的H型钢上涂覆一层减摩材料，H型钢可以容易地被拉出和回收。根据不同的工程和不同的水泥浆配合比，在施工前对工字钢进行拉拔试验，以保证工字钢的顺利回收。基坑开挖时，挡土墙会产生弯曲变形，弯曲后的工字钢很难恢复。因此，如果考虑钢材回收，开挖过程中应尽量减少围护结构的变形。(6)水泥浆中的添加剂：国内工程中加入一定量的木质素，以减少水泥浆在灌浆过程中的堵塞。膨润土也可以加入到水泥浆中，膨润土的保水性可以用来提高水泥土的变形能力。不会因墙体变形而过早开裂，从而影响墙体的抗渗性。在日本公司的施工中，材料的比例基本上是75 200 kg水泥注入1

11、m3土中，10 30 kg膨润土，水灰比w/c为0.3 0.8，这是根据工程类别和土壤性质选择的。第三，强化由于上海地区土质松软、含水量高、流变性强，如不采取措施，深基坑开挖变形会较大。由于大多数地铁基坑位于城市建筑物和管线密集区，变形控制要求很高。因此，当基坑较深且周围环境复杂时，应对基坑进行加固。基坑加固的方法有很多，主要介绍了地铁工程中广泛采用的注浆法、深层搅拌法、喷射注浆法等。从广义上讲，这三种施工方法都是注浆法，这里的注浆法是指狭义的注浆法，即注浆管单浆或双浆的施工方法。1.灌浆加固注浆法是指将注浆管放置在需要加固的地层中(打入法、钻孔法、振冲法等)。)，并通过灌浆管注入泥浆，以与土

12、壤形成复合体，从而增加土壤的强度。根据注浆入土的压力和不同的搅拌方法，注浆可分为劈裂注浆和压实注浆。当注浆压力较高时，浆液将沿土体的薄弱部位注入，并沿径向流动，最终形成梅斯注浆体。这种方法被称为劈裂灌浆。当压力较小时，浆体压力不足以使土体开裂，灌浆体呈柱状，主要通过压实进行加固。这种方法被称为压实灌浆。根据料浆的不同组成和配比，可分为单料浆和双料浆。单浆的主要材料是水泥(含适量粉煤灰)，双浆主要是水泥(含适量粉煤灰)和硅酸钠溶液的混合物。由于水泥浆和硅酸钠溶液混合后会迅速固化并产生强度，因此双浆可用于地基处理正式施工前，根据搅拌罐容积和设计配合比配制标准水泥浆，并在标准条件下测量水泥浆的比重和

13、粘度。施工时，应随机抽取水泥浆的比重和粘度，检查水泥含量是否符合设计要求。(2)控制灌浆量应提供泥浆流量自动记录装置，以真实记录泥浆的注入量。如果没有流量计，在正式施工前，应校准混合罐的容积。根据配合比、水灰比要求、钢筋深度、设计孔距等数据，计算确定每孔水泥浆注入量，作为施工标准和检验依据。(3)控制施工参数一是控制加固深度，复核钻杆长度是否满足加固深度要求；其次，在施工过程中随机检查施工参数的执行情况，如注浆压力、注浆量、拔管间距等。发现问题并及时纠正。(4)加固效果检查：确定检验方法，应满足设计单位提出的检验指标要求，通常要求加筋土层的PS值达到1.0 1.5兆帕。要求进行静力触探试验，试

14、验点应随机取样确定。2.搅拌桩的加固搅拌桩是指用专用搅拌头或钻头钻入地基一定深度，然后喷洒固化剂，迫使其沿钻孔深度与地基土混合而成的加筋土桩。固化剂通常是水泥或石灰，可以是泥浆或粉末。搅拌桩适用于高含水量、地基承载力小于120千帕的淤泥、淤泥质土、粘土、淤泥等软土地基的加固。搅拌桩施工过程中无振动、噪音和泥浆污染，适用于城市建筑等密集区域的地基加固。根据机械中搅拌头的数量，可分为单轴机、两轴机、三轴机和多轴机。每种机械在加固过程中都有不同的挤土和涌土性能，应引起足够的重视。搅拌桩加固工艺(1)定位(2)搅拌下沉(3)喷雾提升(4)重复搅拌和下沉(5)反复搅拌和提升(6)清洁(7)班次3.旋转喷

15、射加固旋喷注浆加固是通过旋喷喷嘴向土体中喷射高压射流，使其与土体充分混合并进行改造以提高土体强度的加固方法。喷射灌浆加固的特点：(1)受土层、土壤粒度、土壤密度、固化剂粘度和固化剂硬化时间的影响较小，可广泛应用于淤泥、软粘土、砂土甚至砂卵石地层。(2)固化体强度高，可达100 2000千帕。(3)可在预定范围内有计划地注入所需的水泥浆，形成一定距离的桩，或连接在一起的桩排或薄帘，加固深度可自由调整。(4)可根据需要形成垂直墙或水平或倾斜墙。旋转喷雾法可分为单管旋转喷雾、双管旋转喷雾和三管旋转喷雾。单管只喷高压泥浆；双管旋转喷涂同时喷涂高压浆料和高压空气；三管喷射器喷射高压泥浆、高压空气和高压水

16、。其中，双管半径可达100厘米，三管半径可达80 200厘米。旋转喷涂加固工艺：旋喷加固可分为两个阶段：第一阶段为成孔阶段，即利用普通或专用钻机驱动密封良好的喷射管和喷射头成孔，成孔时可采用水冲或振动的方法。第二阶段是喷洒加固阶段，即高压泥浆(以及高压水和空气)从喷嘴以较高的压力喷洒到土壤中。同时，对其进行喷射和提升，以将泥浆与周围土壤混合，从而形成圆柱形增强体。喷射灌浆加固控制要点：(1)425号和525号普通硅酸盐水泥可作为旋喷桩浆液的养护剂，并可作为旋喷桩浆液的养护剂(3)水泥浆搅拌系统应配备可靠的计量装置；喷浆系统应配备流量计、压力表等检测装置；在喷浆过程中，应有提升速度的控制装置和措施。(4)施工前，应对泥浆流量、喷雾压力和喷嘴提升速度进行校准。(5)旋喷前1小时内搅拌水泥浆，旋喷过程中水泥浆量应控制在1025%。相邻两根桩的施工间隔不小于48小时，间距不小于2m。(6)打桩过程中钻杆的旋转和提升