新建杭州东站扩建工程是浙江省乃至整个长三角地区重要客运枢纽, 是汇集客运专线、普速铁路、地铁、磁浮、公交、运河水运等多种交通方式和配套服务设施于一体的现代化综合交通枢纽中心。车场上面为车站站房, 车场下面设地下通道, 杭州地铁1号、4号线 (包括车站及部分区间) 位于地下通道下面 (见图1) 。由于工期制约, 上部国铁站房交叉施工, 为了保证站房及临近既有线和建筑物的安全, 本工程采用了安全性高、工期短的盖挖逆作法。

盖挖逆作区间 (左线起点里程K21+294.54, 右线起点里程K21+301.6, 终点里程K21+538.499) , 长度236.85m, 标准段宽14.05m;并含有2个疏散通道和1个风井结构。施工区域区主体内部结构顶板上方即为国铁地下通道, 底板埋深-28.31m (有效站台中心处) 。

由于铁路既有线的存在, 本次工程施工区间段需分两期实施, 第1次施工为西段至中隔墙区域, 全长约188m;二期是在既有铁路线转线后进场实施区域, 全长约50m。一、二期工程间隔时间较长, 一期工程围护体系于2010年9月起开始实施, 而二期工程围护体系于2011年7月起实施, 因此存在人员、机械设备和物资材料的二次进场。而一、二期工程自身也无法连续施工, 必须待站房地下结构全部完成后才能进场施工, 以上的多次分期和较长的施工等待时间。相对于传统的开槽明挖施工, 盖挖逆作不会干扰到其他施工的交通与物流, 可以最大限度地保证整体工程的施工进度要求。

本工程地下0~15m为一套钱塘江晚期沉积的粉土、粉砂层;15.000~42.000m为一套海进时期沉积的饱和软土。地下连续墙成槽深度为53.5m, 端头井和喇叭口段连续墙厚度为1.2m, 其他段为1m。墙深且宽, 施工困难。地质纵断面图显示, 地下连续墙施工须穿越12种地层, 1个承压水层。其中多砂、多砾、多淤泥, 对地下连续墙施工极为不利。根据类似地层的地下连续墙施工经验, 这类地层极易发生孔壁缩孔和坍塌。因此, 在施工过程中, 为保证坑壁的稳定和墙缝间的止水效果必须采取专门的应对措施。

成槽时, 在泥浆中加入适量的重晶石粉和CMC以增大泥浆密度和提高泥浆黏度, 从而达到更好的护壁和防坍效果, 确保槽段在成槽机械反复上下运动过程中土壁稳定, 并根据成槽过程中土壁的情况变化选用外加剂, 调整泥浆指标, 以适应其变化。

施工前对整个场地进行硬化, 避免雨水从地表渗入沟槽, 沟槽施工时重型设备应远离沟槽, 重载车辆远离沟槽行驶, 避免振动导致沟槽变形。

施工过程要防止因钢筋笼上下移动而破坏泥皮引起槽壁塌方;钢筋笼起吊采用300t履带式起重机作为主吊, 150t履带式起重机作为副吊 (行车路线离槽边≥3.5m) , 直立后由300t履带式起重机吊装钢筋笼入槽, 以缩短槽壁的暴露时间。

工字钢应与钢筋笼焊接牢固, 钢筋笼的长度需根据地层变化按照实际入岩深度≥0.5m进行控制。

由于盖挖逆作区间段施工受到既有线的影响, 先期只能施工西段至中隔墙区域, 在中隔墙以东设置中隔墙临时封堵支护, 在该中隔墙以东约20m即为既有铁路线。基坑施工过程中需特别注意对既有铁路线的保护。

由于该区间段位于国铁站房内, 因此国铁围护体系与地铁围护体系需综合考虑, 在完成国铁围护封闭后, 进行降水施工, 并严格按照铁路线标准指导施工检测工作。

地下连续墙单幅长度6m, 施工时土体稳定靠泥浆护壁和土体自稳, 保证地下连续墙的施工安全对土体变形极为重要。

在施工一期区间时, 由于临近铁路既有线, 降水根据水位监测情况需设置回灌井, 避免因止水帷幕失效引起国铁既有线的沉降, 及时对基坑外地下水进行补充, 保持水位高度。回灌井按照12m/个的间距沿既有线站台外进行布置, 共计布置20个, 形式同设计图示的降水用深井。

主体结构施工严格遵循“随挖随撑, 严禁超挖”的原则, 严格根据设计图纸要求在第4次土方开挖完成后及时架设钢支撑, 缩短基坑开挖暴露时间, 施工过程中加强对支撑轴力、挠度变形和围护桩的位移等监测项目数据及时反馈分析, 做到信息化施工。

由于在盖挖施工阶段, 国铁站房已经完成地下结构, 并且上部将有铁路线正常通行, 此期间需要时刻监测火车运行震动对围护体系和土方开挖的影响;地铁盖挖施工周期将持续1年多以上, 期间将不停地对基坑进行降水, 判断是否可能引起水土流失或沉降而影响站房基础的稳定。

车站埋深大, 水压力大, 接口多, 接缝多, 因此结构防水是施工控制的重点。

首先做好自防水, 地下连续墙浇筑过程中严格按照设计要求及规范规定施工, 保证连续浇筑。特别注意做好后浇墙板和中板、顶板、底板间的施工缝处理, 避免该施工缝成为薄弱环节导致渗漏水情况的发生。

由于分两次实施, 并且与上部国铁站房主体相连, 上部国铁站房与地铁又采用了不同的坐标体系, 因此测量控制十分重要。在施工前应与国铁坐标、地铁坐标、已完结构做好定位复核工作, 并形成纪要, 保证测量接口的准确, 避免发生系统误差;在施工过程中对控制点、交接点等做好复测工作, 减少测量误差的产生, 使测量定位满足设计和规范要求。

由于采用盖挖逆作法, 内衬墙为二次浇捣, 需待顶板和中板、中板和底板浇捣完成后进行二次补浇, 因此无论是钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇捣及后续的防水处理均有较大难度, 施工工效低, 成品质量控制难。盖板和内衬墙的钢筋连接较为困难, 可采用墙板钢筋做好套丝并进行保护后, 沿地下连续墙开挖墙板插筋深度的土方, 需满足接头错开的要求, 并立即放入钢筋吊挂支架 (可采用[8制作, 上口通长, 下部立脚1.5m/个) , 绑扎定位制作好的钢筋, 并及时回填黄砂至设计留缝高度下100mm, 后浇捣80mm厚垫层, 垫层上铺木模板, 保证结构混凝土成型质量。待开挖后只需凿除垫层, 拆除模板并凿毛原混凝土界面后即可用套筒连接墙板钢筋进行下一步结构施工。对于中板下内衬墙和中隔墙施工均按照图2节点原则进行。

随着我国经济建设的发展, 大型综合交通枢纽对于地区之间的联系起着越来越大的促进作用。现代化的立体交通体系中对于地下空间的利用是非常关键的, 在建设大型枢纽的过程中会不可避免地出现工期要求高、施工场地复杂的条件, 地铁的盖挖逆作施工得到大面积使用, 可以最大限度地保证过程的工期要求。在施工过程中, 遇到超深嵌岩地下连续墙施工, 需要更好地护壁和防坍效果, 施工前期要场地硬化, 严格控制钢筋笼制作和安放以及工字钢止水的入岩深度;在临近铁路既有线的施工场地下作业, 必须严格控制地表沉降及地下连续墙变形, 注意墙板和底板薄弱环节的防水;在总结以往的工程经验和分析本工程现场实践的基础上, 提出了板下内衬墙和中隔墙施工的建议节点。