地铁车站换乘节点施工技术研究

1工程概况

南京地铁10号线卡子门站与既有3号线卡子门站呈L形换乘，换乘节点在相邻主体结构流水段施工完成并达到设计强度后施作板墙后浇带。后浇带施工完成后，需破除既有3号线地下1层、地下3层侧墙结构，实现10号线与3号线换乘。换乘节点后浇带施工需提前破除东西两端结构范围内既有3号线围护结构，既有3号线围护结构采用1000@1200钻孔灌注桩，冠梁为1000mm×1600mm钢筋混凝土结构。换乘节点地下1层、地下3层侧墙，墙厚分别为700mm、800mm，地下1层侧墙开洞高度为5.35m，地下3层侧墙开洞高度为6.67m（图1）。

图1卡子门站换乘节点平面示意

2工程重点与难点分析

（1）换乘节点施工中需分层破除既有3号线换围护桩，破除过程中重点是对既有结构保护和避免高处坠落。

（2）换乘节点施工中需切除既有3号线侧墙，因此保证3号线安全尤为重要。

（3）围护桩破除及既有侧墙切除控制噪声与粉尘，并以减少对3号线运营造成影响为重点。

（4）既有结构新旧混凝土之间防水施工是本工程的重点及难点。

（5）新建10号线车站板、梁与既有3号线相应位置预留钢筋连接质量控制为重点。

（6）换乘节点施工期间保证东侧既有冠梁及地面交通安全尤为重要。

3施工方法

3.1工艺流程 

（1）西侧施工：施工准备→土方开挖→破除围护桩至顶板底→顶板施工→破除围护桩至底板底→底板施工→地下3层侧墙、顶板施工→地下2层侧墙、顶板施工→地下1层侧墙施工→3号线主体切除。

（2）东侧施工：施工准备→顶板梁、板围护桩破除→顶板连接施工→顶板混凝土达到设计强度→破除围护桩至地下3层底板→工字钢架设→地下3层侧墙、顶板施工→地下2层侧墙、顶板施工→地下1层侧墙施工→3号线主体切除。

3.2既有3号线围护桩拆除

10号线与既有3号线换乘节点处施作板墙后浇带，换乘节点后浇带施工需提前破除东西两端结构范围内既有3号线围护结构。既有3号线围护结构采用1000@1200钻孔灌注桩，冠梁为1000mm×1600mm钢筋混凝土结构。

3.2.1西侧围护桩破除

（1）西侧施工工序：施工准备→土方开挖→破除围护桩至顶板底→顶板施工→破除围护桩至底板底→底板施工→地下3层侧墙、顶板施工→地下2层侧墙、顶板施工→地下1层侧墙施工→3号线主体切除。

西侧基坑开挖：主体结构顶板等强→西侧开挖场地清理→防撞护栏安装→测量放线→破除地面→土方开挖→边坡支护。

体结构顶板等强：西侧主体结构顶板混凝土强度达到设计强度。

西侧开挖场地清理：将西侧基坑开挖范围内的杂物、电箱、水管等清理干净。

防撞护栏安装：在紧邻围挡内侧设置防撞护栏，防撞护栏立杆采用100mm×100mm方钢，方钢长2.2m，间距2.5m，埋入地面以下50cm，横杆采用[100焊接，竖向间距500mm。

测量放线：基坑开挖深度约2.6m，按1∶1放坡开挖，并在顶板预留500mm操作空间，地面放出开挖边线。

破除地面：按照测量放线的开挖边线，用切割机切除后再用挖机进行开地面破除，坡顶加1道砖砌15cm高的挡水坎。

土方开挖：土方开挖采取机械开挖一次到底的方式进行。

坡面稳定性分析：查基坑开挖放坡规范要求，开挖深度在2~4m，按1∶0.7放坡。本次开挖深度为2.6m，开挖坡度为1∶1，满足规范要求。

边坡支护：土方开挖结束后，在边坡上安装8@150×150钢筋网片，用砂浆抹面。

（2）西侧围护桩破除：第1次破除围护桩板顶底→顶板连接施工→破除围护桩至地下3层底板。

第1次破除围护桩板顶底：用绳锯将围护结构切至顶板底位置，冠梁与围护桩分开切除，冠梁切除长度为1.5~3m，每段重约6~12t，围护桩切除高度约2m，每根重约4t，再用80t起重机配合人工将冠梁及围护桩吊至地面。

顶板连接施工：待首次围护桩破除完成后，施作顶板防水，钢筋连接，混凝土浇筑。

破除围护桩至底板：待顶板连接完成后，拆除顶板模架，预留双排脚手架作为操作架，并采用人工+绳锯破除地下1层围护桩，绳锯切除长度为3m，重约6t，在2m位置两侧破除10cm凹槽，将钢丝绳穿入，采用10t叉车运至平台，再采用80?t起重机吊出。破除至地下2层板施作20b@2m工字钢对撑，再破除至地下2层板施作20b@2m工字钢对撑，最后破除至底板底施作50b@2m工字钢对撑。

顶底板与中板两侧设置12mm厚连接钢板与工字钢焊接牢固，其中12mm厚钢板采用膨胀螺栓固定在板的侧面，连接钢板尺寸分别为55cm×20cm、25cm×15cm。

3.2.2东侧围护桩破除

东侧施工：顶板梁围护桩破除→顶板梁施工→破处围护桩至顶板底→顶板施工→破除围护桩至底板底→底板施工→地下3层侧墙板施工→地下2层侧墙板施工→地下1层侧墙施工→3号线主体切除。

（1）顶板梁围护桩破除。人工先破除顶板梁范围内的围护桩，并预留两侧及底部模板架设空间，其余板面范围内围护桩不拆除，继续支顶冠梁。

（2）顶板梁连接施工。人工凿除3号线主体结构梁预留接驳器，将10号线顶板与3号线顶板梁钢筋互相连接。顶板梁上方设置两排14@200与预留冠梁连接。

（3）破除围护桩至顶板底。待顶板梁达到设计强度后破除剩余围护桩至顶板底，预留冠梁及第一道混凝土支撑。

（4）其他步骤。该工程其他施工步骤与西侧施工一致。

3.3模架搭设

3.3.1顶板模架体系

换乘节点顶板面板采用满铺15mm厚多层板，次楞为40mm×40mm方钢管，间距150mm，主楞为10号工字钢，间距900mm。主楞下方为破除后3号线围护桩，其中主楞伸至预留三跨顶板模架体系。薄弱处设置扣件式水平斜撑，并在围护桩破除后将架体延伸跨至3号线侧墙位置，延伸架体横向立杆间距900mm，纵向间距900mm，主、次楞同主体结构模架体系，并在架体外立面加剪刀撑、顶墙件。

3.3.2地下2层板、地下3层板模架体系

换乘节点地下2层板、地下3层板采用承插型盘扣式模板支撑架，承插型盘扣式模板支撑架，立杆纵向间距1200mm，横向间距1200mm，标准步距1500mm，顶层步距1000mm。面板采用满铺15mm厚多层板，次楞为40mm×40mm方钢管，间距200mm，主楞为10号工字钢，间距1200mm。薄弱处设置扣件式水平斜撑，并在围护桩破除后将架体延伸跨至3号线侧墙位置，延伸架体横向立杆间距900mm，纵向间距900mm，主、次楞同主体结构模架体系，并在架体外立面加剪刀撑、顶墙件。

3.4防水施工

在破除3号线围护桩至地下3层底板后，施作底板及侧墙防水。地下1层侧墙防水顶板钢筋绑扎前预留防水接头。

（1）3号线围护桩破除后施作侧墙防水，与3号线预留防水接头顺接施工。

（2）若3号线围护桩破除后，经检查既有结构防水已被破坏，则一方面对已破坏防水层进行修复，另一方面考虑采用特殊施工缝处理防水。

（3）若3号线无外包防水，则采取特殊施工缝方法施工防水。

3.5钢筋安装

3.5.1 3号线有预留接驳器

破除3号线围护桩后，分别凿出3号线及新施作的

10号线结构板、梁内的预埋钢筋接驳器，分别采用短钢筋连接牢固，然后采用搭接焊进行连接。连接工艺采用搭接焊，单面焊，且焊接要满足规范要求。

3.5.2 3号线无预留接驳器

若破除3号线围护桩后，未发现3号线预留接驳器，只在3号线既有结构位置进行植筋，10号线新做结构处已预留接驳器，不需要再植筋。植筋的基本锚固深度应满足规范要求。

3.6混凝土浇筑施工

（1）东侧顶板梁连接处混凝土同卡子门主体结构第二流水段顶板一起浇筑，混凝土强度同顶板混凝土，使用天泵浇筑。待顶板混凝土达到设计强度后，浇筑顶板后浇带其余部位混凝土。

（2）西侧顶板连接混凝土在围护桩第1次破除至顶板以下后支模，安装钢筋后浇筑，使用天泵 浇筑。

（3）东、西两侧底板、地下3层墙地下2层板、地下2层墙地下1层板、地下1层侧墙混凝土用地泵浇筑。

（4）混凝土浇筑以用50型插入式振捣器振捣为 主，遇钢筋密集处或狭小区域用30型插入式振捣器补充振捣。

（5）3号线换乘节点后浇带采用C?40补偿收缩混凝土。

3.7既有3号线换乘节点侧墙拆除

为了减小连接部位灌注桩及内衬墙混凝土的破除对既有3号线卡子门站结构及运营的影响，本次连接部位的破除采用水钻钻孔绳锯切割风镐修整的破除 方式。

内衬墙连接部位破除工艺流程：测量定位、放线→施工平台、防护平台搭设（10号线卡子门站一侧）→钻孔（含起吊孔）→绳锯及配套设施安装→切割预吊混凝土块起吊→运走切割块至指定位置→修整破除范围，满足设计要求。

为安全起见，在10号线顶板施工前预埋 32mm吊环，侧墙混凝土块通过吊环和手拉葫芦倒链吊放至地面，用叉车外运至吊装孔，并采用25t汽车式起重机吊出。

3.7.1划定切割线

根据起重机起吊能力及现场环境，混凝土块尺寸控制在0.7（0.8）m×1m×1m，重量约2t。采用墨斗进行弹线划分。

3.7.2混凝土切割

（1）侧墙混凝土切割时搭设架体作为施工平台，进行水钻孔及穿切割链条作业。

（2）在被切割混凝土顶部用风镐剥出2根主筋不切割，在预留主筋下部凿出可供足够链条穿入的空间，保证每块被切割混凝土始终与其他混凝土结构有4根主筋保持连接状态。

（3）在混凝土切割线上用 50mm水钻取芯作为穿链条孔，每块混凝土钻1个 100mm孔作为手拉葫芦倒链穿入孔。

（4）架设切割机导向轮、穿链条、固定切割机主机、接通电源进行切割作业。

3.7.3混凝土吊装

（1）先采用手拉葫芦穿入切割后的混凝土块，使倒链处于紧绷状态下割断预留的4根主筋，再将混凝土块吊放至地面。

（2）将切割完成后的混凝土块水平运至预留的出土孔下方，通过25t 起重机吊至地面（图2）。

图2切割示意

1）测量定位、放线。采用测量仪器，对需破除 的范围进行定位（高程、平面位置），同时按照切割布置图进行分块，并采用墨斗进行弹线，确定分块切割位置，保证分块切割位置及破除范围的准确性。

2）施工平台、防护平台搭设。施工平台位于10号线卡子门站一侧，防护平台位于3号线卡子门站一侧，施工平台及防护平台的高度根据连接部位内衬墙的破除高度依次递减，但需保证满足施工要求。

防护平台的搭设采用同主体结构盘扣式钢管脚手架，平台宽度不小于2m，外侧设置防护栏杆、防护栏杆高度不小于1.2m，防护栏杆上挂满密目安全防护网，平台顶部铺设脚手板，以防止施工人员坠落。防护平台的搭设横距为1200mm、纵距为1200mm、步距为1500mm，主要供施工人员行走。

施工平台的搭设同防护平台，主要供钻孔设备、切割设备的放置、施工人员的工作平台，切割出来的混凝土块临时停放（禁止将切割下来的支撑块长时间堆放于支撑平台上。施工平台在10号线卡子门站一侧搭设，平台四周需设置剪刀撑。

3）钻孔。钻孔采用水钻，孔径没有强制要求，满足绳锯切割孔及吊装孔要求即可，施工前需做好沟通、协调，吊装孔垂直于墙面钻进，第一块切割孔与墙面成45°斜角，以方便切割块移除，其余可垂直于墙面钻进。

4）切割。采用绳锯切割，切割前需做好冷却水管、通电线路铺设，确保切割顺利进行。

5）预吊混凝土块及起吊。当混凝土块四周切割完成之后，通过人工、起重机配合，将混凝土块缓慢平移至支撑平台上。

当具备起吊条件时，对混凝土块进行预吊装，查看吊物是否处于平衡状态，钢丝绳、卡扣是否存在安全隐患，确保安全后方可正式起吊。

本次切割施工单块混凝土块最重约2t，基坑宽度为23.5m，起重机站至基坑南北两侧，所以起重机作业半径按1/2基坑宽度考虑。查25t汽车式起重机性能表，当作业半径为12m、主臂长度为20.85m时，最大起重4.1t，满足吊装要求。

4结束语

换乘节点施工涉及围护桩破除、后浇带模架体系、既有结构拆除等风险性较大的工序，因此做好过程控制、保证施工安全尤为重要。