【导读】： 摘 要 介绍在深圳罗湖地铁站施工中一些新技术及新技术的应用效果, 包括大体积混凝土裂缝控制技术、 dw-u 型钢边橡胶止水带技术 、超深基坑信息法施工技术、土钉墙支护技术 、建筑...
摘 要 介绍在深圳罗湖地铁站施工中一些新技术及新技术的应用效果, 包括大体积混凝土裂缝控制技术、 dw-u 型钢边橡胶止水带技术 、超深基坑信息法施工技术、土钉墙支护技术 、建筑防水新技术、新型模板与脚手架施工技术、粗直径钢筋连接技术、可回收锚杆应用技术、人工挖孔咬合桩技术等 ,可供同类型工程施工参考。
1、工程概况：
罗湖站处于罗湖口岸/深圳火车站地区, 是深圳地铁一期工程的起始站。该站为地下三层车站 , 自上而下分别为交通层、站厅层和站台层 ,总建筑面积 41 598 m2 。交通层位于建设路下面 ,车站斜穿深圳火车站广场,两者成 22°的夹角。
车站的长度 302 .48 m , 高度 13 .24 m ,最大宽度 33 .95 m , 基坑开挖深度为 20 m 。地质条件复杂多变,北段围护结构采用人工挖孔咬合桩及钢管支撑、锚杆支护 ;南段在交通层土方开挖 7 m 后再向下开挖约 13 m ,采用土钉喷锚支护。交通层的长度 411 .98 m , 高度 6 .4 m , 最大宽度 111 .20 m 。围护结构采用人工挖孔咬合桩 锚杆、土钉喷锚支护。
2、深基坑支护结构优化：
本工程原设计方案为:车站主体主要采用 800 mm 厚地下连续墙作为侧向围护结构, 地下连续墙从自然地面做起, 嵌固深度 4 m 。出入口通道也采用地下连续墙, 作为交通层柱基础的连续墙 800 mm 厚 ,其它的 600 mm 厚, 地下连续墙同样从自然地面做起, 嵌固深度 3 .5 m 或 4 .0 m 。采用 600 mm , t =16 mm 的钢管支撑 ,沿深度方向设置四层 , 水平间距 3 m 。当基坑宽度大于 22 m 时 ,在支撑中部设组合型钢立柱, 立柱间距为 6 m 。
车站交通层主要采用 1 200 mm @1 300 mm人工挖孔桩挡土 ,嵌固深度 5 m ,外加 1 000 mm @ 800 m m 旋喷桩做止水帷幕。其中 , 罗湖商业城侧采用 1 200 m m @1 000 mm 人工挖孔桩, 嵌固深度10 m 。要求施工时采用半逆筑法, 不设水平支撑 罗湖站的围护结构工程实行总价包干的设计施工总承包模式。由施工单位根据地质勘察报告、现场踏勘后掌握的情况以及相应的施工经验 ,采用北京理正深基坑支护结构设计软件进行计算复核。对整个工程的围护结构进行全面优化, 确定采用的围护结构型式为 :交通层围护结构分别采用人工挖孔咬合桩 锚杆和土钉墙 ;车站主体围护结构分别采用人工挖孔咬合桩 锚杆、人工挖孔咬合桩 钢支撑和土钉墙 ;出入口通道均采用土钉墙;2 号风道采用人工挖孔咬合桩 钢支撑。
通过对围护桩、钢支撑以及土钉喷锚等内容进行施工优化 ,减少了大量的钢支撑和锚杆 ,比原招标价节省工程投资 1 968 万元。同时, 围护结构的施工工期提前了约 4 个月 ,而且有利于文明施工, 取得了较好的经济和社会效益。
3、施工新技术的应用：
3.1、混凝土裂缝控制技术：
本工程混凝土用量 >9 万 m3 , 混凝土设计等级为 c30 , 设计抗渗等级为 s8 。
在施工中,严格采取一系列施工措施 :①确定合理的混凝土配合比 ,并严格控制水泥、石子、砂、水等原材料的质量;②对主体结构合理分块 ,减少温差,控制温度应力,减少混凝土的收缩;③严格控制进场混凝土的质量;④降低混凝土的入模温度 ,控制好分层浇筑厚度 ,尽量选择低温时浇筑;⑤加强混凝土的振捣 ,提高混凝土的密实度 , 及时排出混凝土的泌水 ,对混凝土表面进行压光处理 ,以控制混凝土的干缩裂缝 ;⑥加强混凝土的养护;⑦做好混凝土的温度监测等。较好的控制了大体积混凝土的裂缝情况,从而保证了混凝土的施工质量。所有混凝土均采用输送泵输送直接到位, 提高了施工效率,为现场文明施工创造了条件。
整个车站工程施工已完成了一年半时间，车站主体结构已通过验收，质量评定等级为优良，外观质量良好，仅在极个别地方存在轻度渗漏水状况。经
考察，与深圳地铁一期工程其它规模较小的地铁车站相比较，罗湖站节省了40 ~ 60万元的堵漏费用，取得了较好的经济和社会效益。
3. 2、超深基坑信息法施工技术：
罗湖站交通层基坑的挖深约7m，其基坑支护采用人工挖孔桩 锚杆或土钉喷锚的结构形式。车站基坑的挖深约20 m，其北侧端部的基坑支护采用人工挖孔咬合桩 钢支撑的支护形式;中段采用人工挖孔咬合桩 2一4层锚杆的支护形式;南端为土钉喷锚支护形式。
由于罗湖站地处口岸地区，地理位置重要。周边高楼林立，场地地质条件复杂，围护结构型式多样。为了减少车站围护结构施工对周围环境的不利影响，本工程采用了信息法施工技术，即在围护结构施工期间建立施工安全监测系统。通过对桩(坡)顶水平位移及沉降、围护桩变形(测斜)、围护桩内力、钢支撑轴力、锚杆轴向拉力、相邻地层沉降、相邻房屋的垂直沉降、倾斜和裂缝、坑外地下水位等内容的动态观测，了解施工过程中支护结构的变化情况，并对监测所得的信息进行分析用以指导施工过程，修改设计，确保支护结构的安全，防止事故的发生，取得了良好的效果。同时，在本标段北段基坑支护中，通过对钢支撑的监测，由原设计的4道钢支撑优化成2道钢支撑，节省施工费用60万元，并且大大简化了施工工序，缩短了工期。
3. 3、土钉墙支护技术：
本工程充分利用车站南段大基坑套小基坑结构的特点，并结合工程地质资料进行综合分析和技术优化。根据不同的地质条件，采用不同的土钉墙支护方案:车站南段基坑，虽然开挖14 m，但由于岩层较好，所以采用的土钉长度较短且土钉间距较大;而在交通层基坑，开挖深度虽然只有7m，由于是在淤泥质粘土和松散的杂填土中，采取的是复合形式的土钉墙支护方案，即在坡脚施打型钢，型钢间距为1m。上面施工土钉墙支护形式，制作土钉的长度加长，土钉数量加密。
土钉墙支护在罗湖地铁站工程中得到了运用。无论是在车站基坑中还是在交通层的基坑中，经过雨季大暴雨的冲刷，基坑暴露时间较长，但基坑坡面完整，坡体稳定，边坡最大变形为10 mm，一般为2一5 mm。
1)本工程中土钉墙支护技术在基坑开挖深度达到14 m的情况下能够成功运用，证明了只要在土层较好或岩石地层中，土钉墙支护技术是能够成功的运用在深基坑工程中的。
2)在回填土层和淤泥质粘土中支护深度达到7 m，土体稳定性良好。喷锚支护的成功运用，证明了在土质条件较差的地层中，只要采取有效措施，土
钉墙支护技术也可适用。
3)土钉墙支护技术施工设备少、操作方便、工艺简单、用电和用水量少、环境无污染、噪音较低、施工速度快，为罗湖地铁站工程的提前封顶，创造了有利的条件。
4)土钉墙支护技术相对其它的支护结构形式，施工成本低，为工程节约了大量的投资，取得了显著的经济效益。
3. 4、结构防水新技术：
本工程防水设计的指导原则是“以防为主，多道防线，刚柔结合，因地制宜，综合治理”。车站主体、出入口、交通层主体结构防水等级为一级，结构不允许渗水，表面不得有湿渍;风井防水等级为二级，结构不允许渗水、漏水，表面允许有少量湿渍。车站以提高结构自防水性能为主，附加柔性防水层为辅，多道防线，层层设防的整体防水方案。柔性防水层采用全包防水，结构底板和侧墙采用pvc防水卷材外包防水，顶板采用聚氨醋防水涂料防水，pv c防水
板与聚氨醋防水涂料的过渡连接采用聚硫密封膏;交通层结构底板采用pv c防水卷材外包防水;侧墙采用聚氨醋防水涂料防水;顶板采用聚醋复合片材 聚氨醋涂料防水。车站和交通层的施工缝和变形缝采用外贴式橡胶止水带和中埋式橡胶止水带。变形缝采用双组份聚硫密封膏嵌缝，再铺设聚醋片材和聚氨醋涂料密封，作为变形缝防水加强层措施。整个工程共使用了pvc防水卷材43 800 m2,聚氨醋防水涂料18 780 m2,聚醋复合片材加涂聚氨醋22 350 mz。
由于防水设计要求高，施工缝等特殊部位的防水措施显得十分重要。为了保证本工程特殊部位的防水施工质量，经过借鉴专家意见和其他城市地铁的施工经验，所有环向施工缝及车站主体结构的后浇带均采用dw-u型钢边橡胶止水带，共计1 980dw-u型钢边橡胶止水带是两边镶嵌了镀锌钢板带的橡胶复合体。橡胶带两端设有橡胶凸缘，系选用优质橡胶制造而成，具有足够的强度和韧性承受变形缝两端混凝土构件的有效变形量。
钢边橡胶止水带埋设在变形缝或施工缝两端先后浇筑的混凝土结构中，由于钢边橡胶止水带两边的钢板带和橡胶凸缘使钢边橡胶止水带与混凝土牢固地咬合在一起，从而有效地阻止地下水沿施工缝从结构外侧向结构内侧渗水。同时，钢边橡胶止水带具有足够的强度承受施工缝两端构件在设计有效变形范围内产生的拉伸和扭曲，且不会导致钢边橡胶止水带在混凝土中松动，因此有效提高了施工缝的防水效果。
钢边橡胶止水带具有止水效果好、环境适应性强、施工工艺简单、安装方便快捷等特点;单根止水带的长度可根据实际的施工缝长度组织厂家生产，从而可以减少接口，既有利于止水效果，又减少了浪费;安装施工不受天气影响，有利于加快施工进度。
在深圳罗湖地铁站整个防水工程施工中，通过对每道工序，特别是防水薄弱部位的精心施工，确保了防水质量。完工后对每一区、段防水工程分段验收，工程质量均为优良，确保了工程防水高标准的质量要求。
3. 5、新型模板与脚手架施工技术：
按常规统计，模板工期约占钢筋混凝土结构施工的5000。因此，合理选择模板和支顶系统，将是缩短工期很关键的一环。为了有效缩短工期，加快工程进度，本工程模板和支顶体系采用了以下类型:
(1)所有的施工缝均采用永久性新模板深圳快易收口网;
(2)在车站的板与侧墙连接处，设计为倒“八”字型结构;交通层的柱设计为圆柱。因此，工程中就采用了新型的钢定型模板，能满足施工精确度高、安装方便、混凝土外观质量良好的要求;
(3)支顶体系采用碗扣式新型脚手架支撑体系，节省了脚手架钢管的一次性投入。
所有施工缝断面采用快易收口网，使用效果良好，混凝土接合面均比较密实，整个车站基本未见渗漏水现象。
采用定型模板可减去拉杆螺栓的施工，施工时混凝土没有发生爆模现象，且混凝土的表面质量良好，结构尺寸精确度高，不需修整结构表面;模板周转次数多。
采用碗扣式脚手架，装拆快捷方便，降低了工人劳动强度，便于科学化和标准化管理;可根据现场施工条件，组装成各种规格尺寸的脚手架和顶架，满足
各种施工要求，且有利于安全和文明施工。
新型模板和脚手架的应用，操作简单方便，加快了施工进度，节约了工期，并且节省了施工成本。
3. 6、粗钢筋连接技术：
本工程钢筋连接数量大且工期短，要求钢筋连接技术能够满足快速施工、全天候施工的要求;结构复杂，大量采用粗钢筋且配筋密集，尤其是梁的配筋密集，要求钢筋连接时尽量减少混凝土浇筑的困难;钢筋工程量大，要求粗钢筋连接能够节约钢材、降低工程成本;质量标准高，要求钢筋接头质量稳定，便于施工现场检测。为此，在车站底板、中板、顶板，侧墙，交通层的底板、侧墙和所有的梁，粗钢筋全都采用了直螺纹套筒连接技术。所有钢筋接头经抽检，全部符合规范和设计要求。
3. 7、可回收锚杆应用技术：
本工程在1 #,2#出入口通道的支护结构采用了jce可回收式锚杆，不但创造了一定的经济效益，而且在社会效益方面，也产生了积极的影响。主要体现在以下方面:
(1)可回收锚杆为压缩型锚杆，可以直接节省支护材料，同时由于回收后的锚索可以重复利用，其经济效益就更加明显;
(2)回收式锚杆的研发和应用是建筑领域强化“绿色、环保”意识的具体体现;
(3)可回收锚杆不会产生常规锚杆在作为临时支护时形成的地下污染、侵犯临近建筑的地下空间、成为后续工程的地下障碍物等弊端。
3. 8、人工挖孔咬合桩技术：
本工程的车站北段、交通层和2号风道的围护结构采用人工挖孔咬合桩技术。人工挖孔咬合桩总数为46 7根，共浇筑混凝土9 217 m3，共用钢筋999. 5 to
围护结构采用人工挖孔咬合桩后，施工机械较为简单，施工投入成本少，施工速度不受机械条件的限制，在施工场地范围内，可全面展开施工。人工挖孔咬合桩的施工工艺较为简单，工人容易掌握操作，施工过程比较容易控制;施工质量有保证，其挡土和止水效果都非常好;施工速度快，在整个工程中，仅用3个月的时间就完成了整个围护结构的人工挖孔咬合桩的施工工作。为车站主体结构提前116天封
顶，创造了良好的开局，赢得了较好的社会效益。
在有抗拔设计的结构中，人工挖孔咬合桩还可起到抗拔的作用。同其它深基坑的支护形式相比，人工挖孔咬合桩的单价低，可大大降低工程造价。本工程中，与招标方案相比，节约工程造价约650万元。
4、应用效果分析：
深圳地铁罗湖站工程新技术的推广应用，产生了十分显著的经济效益和社会效益，不仅控制了关键环节的施工质量，而且大大缩短了施工工期，仅用一年时间就完成了车站两层主体结构的施工，为深切}地铁如期通车创造了十分有利的条件。
1)改进施工工艺，提高工程质量
通过应用大体积混凝土质量控制技术、粗钢筋连接、新型防水材料及施工工艺等新技术，保证了工程结构的安全可靠性和使用功能;提高了建筑物的使用寿命和耐久性;保证了工程施工质量。
2)加快施工进度，确保工程工期
超深基坑信息法施工技术的应用，不仅加快了围护结构的施工，而且为土方开挖和主体结构的施工创造了良好的条件，大大加快了施工进度;新型模板和脚手架的应用，不仅降低了工人的劳动强度，而且提高了工效，加快了施工进度，从而为总体工期目标的提前完成打下了基础。
3)降低施工成本，经济效益显著
新技术的推广应用，使得各个项目都不同程度地降低了施工投入，其中大体积混凝土裂缝控制、新型防水材料及施工工艺的应用，有效地降低了防渗堵漏的费用，经济效益显著。
4)保护环境，创建文明施工现场
可回收锚杆技术的应用，符合社会对于环保的要求，可以说是一项绿色环保的技术。