既有车站暗挖通道改建施工关键技术

随着城市地铁交通网络不断发展，新建车站通道与既有车站衔接多涉及对原通道的改建。北京地铁机场线西延北新桥车站外挂厅连接通道与原有5号线车站A出口通道部分重叠，施工中，针对原通道与新通道结构相似且部分剖面位置重叠的特点，利用既有通道的支护结构完成改建作业，为衔接通道改建提供了一种施工思路。1、工程概况北京地铁机场线西延北新桥车站外挂厅位于交道口东大街与雍和宫大街交叉口西北角，外挂厅南侧与新建北新桥站主体结构相接，东侧与既有5号线北新桥站西北出入口通道相接。外挂厅边墙厚0.9 m，侧墙与通道衔接处洞口已预留。外挂厅结构外采用1.0 m厚地下连续墙支护。既有5号线北新桥站西北通道原为既有车站A出入口，在新建北新桥车站外挂厅结构地下连续墙施作时截断。通道横向净空高5 m，竖向净空高3.1 m，初支结构厚0.3 m，顶板及侧壁结构厚0.45 m，底板厚0.55 m，顶板最大埋深7.1 m。涉及改建区域为通道西端靠近外挂厅爬坡段，该段坡度27°，长4.3 m。改建后通道结构竖向净空高3.1~3.38 m，横向净空高5 m。初支结构厚度0.3 m，顶板及侧壁结构厚0.45 m，底板厚0.55 m。东端与既有通道结构连接，西端与外挂厅地下1层东侧连接。2、施工方案选择通道改建方案应根据具体条件进行选择，尽量减少施工风险，以保证工期，降低成本。2.1 影响施工的因素综合考虑现场实际情况，列出对施工影响较大的因素如下。（1）待改造通道结构顶部与地面的最小距离为4.3 m，其上方土体为杂填土，既有通道暗挖施工及外挂厅地下连续墙施工会多次扰动土体，通道上方土体不易控制。（2）按原设计思路完全破除既有通道初支结构，需重新施作通道初支结构，露出原状土，施工风险较大。（3）按常规暗挖通道改建做法需进行土体加固，涉及多次换撑，施工工期长、成本高。（4）新旧通道中心位置一致，初支横向净空均为5.8 m，且新旧通道初支厚度均为300 mm。（5）随时间推移，主要受力结构逐渐由初支结构转向2次对砌结构。5号线于2007年开通，距今已14年，难以预判其既有通道初支结构的承载能力。2.2 施工思路（1）利用既有通道与新建通道初支结构相似的特点，保留既有通道拱顶及侧墙初支结构，仅对底板区域的初支结构进行扩挖改建。（2）在以既有初支结构为主要支撑体系的状态下施作新建通道，以避免与不可控土体直接接触的风险。（3）在结构破除过程中进行沉降及变形监测，若发现监测数据异常应及时架设型钢支撑，防止形变加大。3、施工关键技术3.1 施工工序施工工序为：地下连续墙切割→既有通道二衬破除→既有通道初支改造→地下连续墙切割→防水层施工→植筋→底板钢筋绑扎（变形缝设置）→底板混凝土浇筑→顶墙钢筋绑扎（变形缝设置）→支模板→浇筑混凝土。3.2 关键施工技术3.2.1 地下连续墙破除地下连续墙分两次破除，先破除外挂厅结构侧墙预留洞口区域，待既有通道二衬结构破除完成后进行剩余区域的破除工作。地下连续墙采用水钻切割工艺破除，水钻钻孔直径108 mm，孔位间搭接宽度30 mm。3.2.2 既有通道二衬结构破除既有通道二衬采用水钻切割破除，破除顺序为由上至下先破除拱顶再破除侧墙，最后破除底板，须待拱顶破除全部完成后方可进行侧墙及底板破除。拱顶区域破除的施工难点在于通道结构在洞内进行破除，顶部水钻只能由下向上切割，且无法使用起重设备加以保护。为保证施工安全，避免块体切割后掉落，须严格控制块体重量、切割顺序及掉落路径。拱顶块体切割尺寸为500 mm×500 mm，由靠近既有车站一侧开始，每排均由中间向两边切割。先切割每块块体的左右两侧，使块体虽单边受力的悬挑状，最后切割第三边。水钻与拱顶表面垂直（即与垂直方向呈60°夹角），作业人员可利用斜向角度避开块体正下方区域，且水钻与切割平面垂直便于固定。第三边切割前在块体下方堆0.5 m高砂堆，以防块体落地后滚动并避免碰撞脚手架。3.2.3 既有通道初支改造既有通道初支改造主要涉及既有通道爬坡段底板，既有通道二衬结构破除完成后，1次破除原有通道初支底板及底板上500 mm高度内的侧墙混凝土，保留格栅。清除破除渣土后逐榀进行初支结构改造。每榀初支改造的步骤为：切割既有通道底部格栅→开挖底板下土体至新结构标高→架设新结构底部初支→焊接新结构底部初支格栅与既有通道侧墙钢格栅→设置挡板锚喷混凝土→进行下一榀格栅改造。切割既有初支钢格栅时，须在前一榀钢格栅换装施作完毕后方可切割下一榀格栅。需根据每榀的不同高度分别定制新格栅，采用帮条焊连接新旧格栅主筋，使新架设的底板及侧墙底部格栅与既有通道原拱顶及侧墙钢格栅形成封闭成环的受力结构。3.2.4 防水层铺设新建换乘通道采用1.5 mm厚高分子自粘胶膜防水卷材，缓冲层采用土工织物。防水卷材铺设前应做好基面处理工作，拱顶阴角使用水泥砂浆抹成圆角，使用水钻切割的边缘应凿平并抹面。新旧结构交接位置的施工缝应设遇水膨胀止水胶条并预留注浆管。防水卷材沿改造后的初支结构表面铺设。3.3 监测数据分析本工程施工过程中，监测频率为2 d一次。在既有通道2次结构破除及初支结构改造阶段，通道受力发生转变，为保证根据监测数据及时进行调整，将监测频率调整为1d一次。施工过程中的监测数据显示，最大拱顶沉降为3.0 mm，最大横向变形为2.1 mm，均未达到预警值，证明施工方案可行。4、结束语改造工程中通过分析结构形式，结合工程特点，在通道改建过程中保留既有通道