車站所處地質(zhì)自上而下依次為素填土、粉質(zhì)黏性土、砂質(zhì)黏性土，車站底板位于砂質(zhì)黏性土、全風(fēng)化花崗巖地層中。場地地表水主要為附近河流、塘、溝水；地下水主要為上層滯水、孔隙潛水和基巖裂隙水，上層滯水主要賦存于素填土層，孔隙潛水主要賦存于砂質(zhì)黏性土層中，富水性和透水性較好，下層基巖構(gòu)造裂隙水，主要賦存于強(qiáng)、中等風(fēng)化帶,如圖2 所示。

預(yù)制塊采用智能高精度龍門吊吊裝，底板及頂板輔助臺(tái)車配合，縱、環(huán)向預(yù)制塊采用穿心千斤頂進(jìn)行平移頂推及緊固，預(yù)制塊接縫榫槽采用環(huán)氧砂漿注漿，底板下充填水泥基微膨脹注漿料,側(cè)墻肥槽回填素混凝土。吊裝時(shí)，沿施工方向依次拆除和調(diào)換橫支撐。

• 預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量大,頂板單塊質(zhì)量達(dá)128.8 t，底板單塊質(zhì)量為116.1 t，長距離運(yùn)輸困難,成品保護(hù)難度大。

• 構(gòu)件吊裝穩(wěn)定性控制難度大，拼裝精度要求高。

• 拼裝施工工序多，工作面多，起重吊裝頻繁，安全風(fēng)險(xiǎn)大。

• 拼裝過程支撐受力體系轉(zhuǎn)換頻繁，安全風(fēng)險(xiǎn)高，對(duì)車站的安全監(jiān)測預(yù)警及信息化管理要求高。

• 在無柱大跨工況條件下，如何選擇合理的結(jié)構(gòu)分塊及結(jié)構(gòu)形式，保證結(jié)構(gòu)安全要求高。

• 車站施工接口多，包括各塊件間的接縫、主體拼裝段與附屬結(jié)構(gòu)的接口等，裝配式結(jié)構(gòu)的防水及接頭處理技術(shù)難度大。

• 圍護(hù)結(jié)構(gòu)+內(nèi)支撐裝配式車站施工技術(shù)在深圳地鐵施工中尚屬首次運(yùn)用，科技含量高，建設(shè)意義重大。

裝配式車站基坑開挖采用明挖法施工，基坑開挖完成后，先進(jìn)行車站兩端現(xiàn)澆段施工，現(xiàn)澆段施工完成后開始拼裝段施工。裝配段具體施工工藝流程為：基坑底人工清理——施作精平條帶——反力架安裝——拼裝底板塊——底板塊兩側(cè)肥槽回填及底部注漿——拆除第3 層支撐——拼裝中立柱及中縱梁——利用臺(tái)車拼裝側(cè)墻塊及中樓板——中板后傳力裝置安裝——每2環(huán)拆除第2層撐1道——頂板塊安裝(同時(shí)進(jìn)行頂部傳力塊安裝)——每4環(huán)進(jìn)行1道首層混凝土撐換撐——依次階梯式循環(huán)完成車站外殼拼裝——及時(shí)進(jìn)行接頭拼縫注漿——最后拼裝站臺(tái)板。

內(nèi)支撐體系下裝配式車站橫向拼裝工序如圖3 所示，步驟如下。

第1步：

1)基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后人工配合機(jī)械進(jìn)行清低；

2)兩側(cè)施作排水，根據(jù)降水情況，可在兩側(cè)間隔一定距離預(yù)留疏干井，以免積水浸泡其低；

3)綜合接地施工；

4)鋪設(shè)素混凝土墊層，設(shè)置縱向精平條帶找平并預(yù)留其底注漿管凹槽；

5)安裝固定型鋼組合梁，即反力架安裝。

第2 步：

1)安裝A塊，縱向與反力架張拉鎖定；

2)控制前后A 塊縱向凈距120 mm，若上方受支撐影響，吊裝后續(xù)A塊盡量靠近已拼裝完的A塊，就位精平條帶之上；

3)通過A塊預(yù)緊裝置同時(shí)張拉按單個(gè)預(yù)緊裝置300 kN的設(shè)計(jì)鎖定值將前后A塊鎖緊(支撐影響塊可通過接長精軋螺紋多次倒頂張拉的方式進(jìn)行)；

4)A塊完成6~8 環(huán)后，可進(jìn)行1次兩側(cè)現(xiàn)澆傳力塊及按設(shè)計(jì)要求對(duì)其底進(jìn)行預(yù)埋管注漿回填；

5)傳力塊混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，折除相應(yīng)位置的第3層支撐。

第3 步：

1)在底板塊平上設(shè)行走架設(shè)并調(diào)試側(cè)墻塊及中板安裝臺(tái)車；

2)進(jìn)行中立柱及中縱梁安裝；

3)分別吊裝B1、B2墻塊從與A 塊對(duì)正，控制前后側(cè)墻塊縱向凈距20 mm 并將B塊就位A 塊之上，過臺(tái)車調(diào)整裝置調(diào)整B塊精度；

4)通過B塊縱向預(yù)緊裝置同時(shí)張拉，按單個(gè)預(yù)緊裝置300 kN的設(shè)計(jì)鎖定值將前后B塊鎖緊。

標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件主要有底板、側(cè)墻、中板、頂板、中立柱、中縱梁,特殊構(gòu)件為出入口環(huán)框梁及出入口側(cè)墻，主要標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件具體尺寸、質(zhì)量及大樣圖見表1。

表1　預(yù)制構(gòu)件表

所有構(gòu)件均在預(yù)制廠預(yù)制，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)車間由橫移坑、混凝土澆筑區(qū)、蒸養(yǎng)區(qū)、脫模區(qū)等多個(gè)區(qū)域組成，布置1 條全自動(dòng)化流水生產(chǎn)線，生產(chǎn)線靠油缸牽引行走，由1 條流轉(zhuǎn)線(含模具清理、涂脫模劑、底模流轉(zhuǎn))+4 條蒸養(yǎng)線組成，流轉(zhuǎn)線循環(huán)流轉(zhuǎn)作業(yè)施工。預(yù)制塊分塊如圖4 所示，廠房布置如圖5 所示。

構(gòu)件養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后由汽車運(yùn)輸至現(xiàn)場，針對(duì)單質(zhì)量為116.1 t\128 t的超長、超重構(gòu)件和一般超限構(gòu)件(單質(zhì)量小于100 t，且均為裝配式車站預(yù)制構(gòu)件超限構(gòu)件),編制專項(xiàng)護(hù)送方案、安全應(yīng)急預(yù)案,保證預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸安全。

根據(jù)預(yù)制構(gòu)件尺寸的大小、運(yùn)輸?shù)缆返膹?fù)雜程度等因素選擇運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備，采用牽引車+液壓軸線車運(yùn)輸預(yù)制構(gòu)件底板及頂板塊，牽引車+鵝頸式半掛拖車運(yùn)輸側(cè)墻及中板，普通半掛拖車運(yùn)輸剩余預(yù)制構(gòu)件，同時(shí)采取專人運(yùn)輸護(hù)送。

底板安裝基面采用現(xiàn)澆精平條帶控制平整度，精平條帶根據(jù)需要確定其寬度及位置，通過精確控制預(yù)埋角鋼標(biāo)高保證條帶基面標(biāo)高，局部不平整部位進(jìn)行打磨，確保精度控制在±1 mm。精平條帶澆筑時(shí)，根據(jù)預(yù)埋角鋼控制條帶澆筑標(biāo)高，其余部位墊層澆筑高度低于條帶2 cm。墊層與底板間的空隙在底板安裝完成后通過預(yù)埋注漿管分段進(jìn)行水泥基微膨脹注漿料注漿回填。精平條帶具體施工示意圖如圖6 所示。

裝配段施工反力架位于車站大里程端現(xiàn)澆段終點(diǎn)位置，由A、B塊2種反力架組合而成。2 類反力架均由40b工字鋼及20 mm厚鋼板焊接而成，后與基礎(chǔ)預(yù)埋件焊接成一體。

反力架采用工廠定制,現(xiàn)場安裝；由測量現(xiàn)場在預(yù)埋件位置定位標(biāo)識(shí)，復(fù)核無誤后再進(jìn)行安裝；反力架的平整及垂直度須反復(fù)校核。具體情況如圖7 和圖8 所示。

裝配段起重吊裝施工選用160 t智能防搖擺龍門吊。該龍門吊起重最大噸位為160 t，滿足起吊要求；龍門吊支腿高度為15 m，滿足現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件卸車及安裝要求；龍門吊加設(shè)了電子防搖技術(shù)，具有防搖擺及自動(dòng)精準(zhǔn)定位功能，滿足現(xiàn)場拼裝精準(zhǔn)定位的要求。龍門吊示意如圖9 所示。

-雙小車同步控制

雙小車90 t+90 t龍門起重機(jī)的“聯(lián)動(dòng)”控制模式可以比較判斷2個(gè)小車的吊鉤和小車狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定補(bǔ)償值(通常<10 mm)進(jìn)行變頻器輸出調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)同步運(yùn)行。

-檢測及精準(zhǔn)定位功能

行走機(jī)構(gòu)采用行程檢測編碼器與靜磁柵測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行雙重定位控制(見圖10)，通過電氣控制系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定一系列常用的門機(jī)工作位置，操作人員通過點(diǎn)選設(shè)定某一工作位置，運(yùn)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)運(yùn)行到選擇的工作區(qū)域一定范圍內(nèi)時(shí)，電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)減速并在到達(dá)設(shè)定的定位點(diǎn)時(shí)自動(dòng)停機(jī)，大大減少司機(jī)的操作負(fù)荷，并解決行走機(jī)構(gòu)因車輪打滑或車輪磨損造成的行走誤差，提高工作效率，檢測精度可達(dá)到為±10 mm。

-起重機(jī)防搖擺功能

為達(dá)到高精度的定位要求，起重機(jī)配備電氣防搖系統(tǒng)，通過控制行走機(jī)構(gòu)的加減速快速消減慣性產(chǎn)生的單擺運(yùn)動(dòng)，使吊鉤平穩(wěn)運(yùn)行，降低擺幅，從而提高設(shè)備的運(yùn)行效率。

-底板A塊拼裝

安裝第1 塊底板后，用千斤頂先進(jìn)行第1 次張拉定位，對(duì)軸線二次復(fù)核無誤后，進(jìn)行第2 次張拉，然后吊裝第2 塊底板，工序同上進(jìn)行流水作業(yè)，直至至少第10 環(huán)底板A 塊拼裝完成,拆除第1 跨內(nèi)2 根第3 鋼支撐。相鄰2 塊底板通過圖11 所示縱向預(yù)緊裝置進(jìn)行鎖緊，完成拼接。

-側(cè)墻B塊拼裝

側(cè)墻位置精調(diào)采用軌道式輔助工裝，通過遙控操作到側(cè)墻拼裝位置，同時(shí)龍門吊吊運(yùn)側(cè)墻略向內(nèi)側(cè)靠攏，通過側(cè)墻工裝多個(gè)頂推油缸調(diào)整側(cè)墻姿態(tài)，再通過油缸推動(dòng)側(cè)墻至精準(zhǔn)位置。

安裝精軋螺紋鋼并與反力架連接，利用千斤頂對(duì)B 塊進(jìn)行縱向垂直度校正，校正完成后進(jìn)行自鎖并加載至30 t，張拉端鎖定。對(duì)稱安裝B塊，并進(jìn)行內(nèi)寬復(fù)核，無誤后將連接A塊與B塊牛腿中的精軋螺紋鋼擰到設(shè)計(jì)值。

為保證側(cè)墻縱向及環(huán)向垂直度，采用激光垂準(zhǔn)儀量測，千斤頂調(diào)整，每1環(huán)復(fù)核及校正1次。

-中板拼裝

軌頂風(fēng)道采用預(yù)制U 型結(jié)構(gòu)，同中板結(jié)構(gòu)在基坑端頭場地完成與中板的組裝。中板采用一整塊350 mm預(yù)制中板+ 100 mm疊合層, 預(yù)制中縱梁1000 mm×900 mm，縱向8 m為1跨。

-頂板C塊拼裝

確認(rèn)C塊與B塊榫頭精確對(duì)中后，對(duì)C塊進(jìn)行自鎖，鎖定力為300 kN。在C 塊上方架設(shè)倒換鋼支撐，拆除C 塊右側(cè)鄰近的第2道鋼支撐及第1道混凝土支撐。繼續(xù)吊裝第2環(huán)、第3環(huán)側(cè)墻、中板以及頂板分塊。然后拆除第B3環(huán)右側(cè)臨近的第2 道鋼支撐。

吊裝完成第4環(huán)側(cè)墻、中板以及頂板分塊;依次吊裝A11、A12底板塊，拆除第2跨范圍內(nèi)2 根第3 道鋼支撐，架設(shè)第2跨立柱及中縱梁；吊裝第5 環(huán)側(cè)墻、中板以及頂板分塊；在C1塊上方架設(shè)倒換鋼支撐，拆除C1塊右側(cè)鄰近的第2 道鋼支撐及第1道混凝土支撐；吊裝第6環(huán)側(cè)墻、中板以及頂板分塊。后續(xù)塊拼裝按前面順序執(zhí)行。臺(tái)階式流水拼裝如圖12 所示。

-預(yù)留孔洞拼裝

預(yù)留孔洞內(nèi)設(shè)置可拆卸式鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，保證標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件預(yù)制，周邊設(shè)置現(xiàn)澆連接梁，中板開洞處理如圖13 所示。

-節(jié)點(diǎn)連接

側(cè)墻與底板、頂板之間采用凸凹槽型式連接，空隙部分采用環(huán)氧樹脂填充密實(shí)。

-底板與墊層間隙注漿

施工流程：底板肥槽素混凝土回填完成—基底注漿—循環(huán)流水作業(yè)。

為達(dá)到對(duì)環(huán)向空隙的有效充填，確保管片不變形和損壞，根據(jù)底板拼裝情況，一般4 環(huán)左右進(jìn)行1 次肥槽回填，肥槽回填后立即進(jìn)行，設(shè)計(jì)基底間隙為20 mm，設(shè)計(jì)注漿壓力約為 0.4 MPa。結(jié)合現(xiàn)場水文地質(zhì)條件，注漿設(shè)備為11.5 kW 大型雙液注漿泵，注漿方式為帶壓注漿。

裝配段墊層基面采用墊層+精平條帶施工，墊層比兩側(cè)條帶低20 mm，并埋設(shè)鐵質(zhì)注漿管，構(gòu)件與墊層之間選擇水泥基微膨脹注漿料，該材料具有微膨脹、流動(dòng)性好及強(qiáng)度高的特點(diǎn)。

裝配段基底注漿參數(shù)如表2 所示。考慮基底間隙通過預(yù)埋鋼筋收面控制，實(shí)測基底為最低點(diǎn)間隙，非平均間隙；考慮肥槽回填不迷失時(shí)存在漏漿情況，實(shí)際水泥用量較設(shè)計(jì)值偏大。

表2　裝配段基底注漿參數(shù)表

-榫槽注漿

裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用注漿式榫槽拼裝，環(huán)向和縱向榫槽接縫均需要在結(jié)構(gòu)拼裝完成后進(jìn)行接縫注漿。管片間設(shè)計(jì)接縫及榫槽間隙5 mm，設(shè)計(jì)注漿壓力為 0.1~0.2 MPa。當(dāng)基底、張拉孔注漿、底板肥槽完成后進(jìn)行A 環(huán)縫的注漿，側(cè)墻拼裝后,頂板拼裝前進(jìn)行AB環(huán)縫間的注漿，成環(huán)拼裝后進(jìn)行B 環(huán)縫的注漿。

結(jié)合現(xiàn)場水文地質(zhì)條件，注漿設(shè)備為4.2 kW小型雙液注漿泵，注漿方式為帶壓注漿。管片與中板設(shè)計(jì)接縫及榫槽間隙10 mm，中板環(huán)拼裝完成后自流注漿。

接縫注漿通過設(shè)置于構(gòu)件內(nèi)部的預(yù)留孔道進(jìn)行，以1 環(huán)構(gòu)件作為一個(gè)注漿工作區(qū)域，環(huán)縫和縱縫的注漿獨(dú)立進(jìn)行，獨(dú)立設(shè)置注漿孔和排氣孔，1 次注漿時(shí)間不宜大于45 min。采用高壓注漿機(jī)對(duì)榫槽與榫頭間隙進(jìn)行環(huán)氧砂漿填充，預(yù)制結(jié)構(gòu)每成環(huán)1 次榫槽注漿1 次。

裝配段榫槽接縫注漿參數(shù)如表3所示。實(shí)際拼裝接縫在7 mm左右，榫槽凹凸榫對(duì)應(yīng)面間隙在11 mm以上，考慮管片及管片間注漿管存在部分流漿，實(shí)際用量較設(shè)計(jì)偏大，考慮部分環(huán)氧流至牛腿承載中板的接觸面，管片與中板間注漿較設(shè)計(jì)值過大。

-張拉孔注漿

預(yù)制構(gòu)件采用精軋螺紋鋼張拉鎖緊，為避免螺紋鋼因暴露在空氣中受到腐蝕，在每環(huán)構(gòu)件拼裝張拉完成后，及時(shí)采用微膨脹混凝土對(duì)張拉孔進(jìn)行封堵，并對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行注漿填充，注漿采用水泥基微膨脹注漿料。

根據(jù)構(gòu)件拼裝情況，一般成環(huán)4 環(huán)左右進(jìn)行1 次注漿，結(jié)合現(xiàn)場水文地質(zhì)條件，注漿設(shè)備為4. 2 kW大型雙液注漿泵，注漿方式為帶壓注漿。注漿參數(shù)如表4 所示。

表3　裝配段榫槽接縫注漿參數(shù)表

表4　裝配段張拉孔注漿參數(shù)表

-底板沉降

底板沉降監(jiān)測結(jié)果見圖14。由圖可知：本期共觀測沉降測點(diǎn)20個(gè)，累計(jì)變化量最大點(diǎn)號(hào)D14，最大累計(jì)變化量為-7.63 mm，對(duì)應(yīng)變化速率0.05 mm/d；變化速率最大點(diǎn)號(hào)D19，變化速率為-0.35 mm/d，對(duì)應(yīng)累計(jì)變化量為-5.38 mm。

-頂板沉降

頂板沉降監(jiān)測結(jié)果見圖15。由圖可知：本期共觀測基坑周邊地表沉降測點(diǎn)24個(gè)，累計(jì)變化量最大點(diǎn)號(hào)GD05，最大累計(jì)變化量為-1.52 mm,對(duì)應(yīng)變化速率為-0.05 mm/d；變化速率最大點(diǎn)號(hào)GD01，變化速率為0.15 mm/d，對(duì)應(yīng)累計(jì)變化量為-0.58 mm。

-凈空收斂

凈空收斂監(jiān)測結(jié)果見圖16。由圖可知：本期共觀測基坑周邊地表沉降測點(diǎn)24個(gè)，累計(jì)變化量最大點(diǎn)號(hào)GGJ1-1，最大累計(jì)變化量為1.2 mm，對(duì)應(yīng)變化速率為-0.2 mm/d；變化速率最大點(diǎn)號(hào)GGJ1-3，變化速率為0.5 mm/d，對(duì)應(yīng)累計(jì)變化量為0.1 mm。

2、采用施工深化設(shè)計(jì)完善原有設(shè)計(jì)上的缺陷，解決設(shè)計(jì)與施工的沖突和矛盾，協(xié)調(diào)各專業(yè)間的碰撞和預(yù)留預(yù)埋。

3、實(shí)施過程中重點(diǎn)解決構(gòu)件型式、預(yù)留孔洞位置、各種預(yù)留預(yù)埋件(各類管線)位置、接頭處理、防水處理等關(guān)鍵工序。

4、采用安全監(jiān)測管理應(yīng)用可視化監(jiān)測、人員安全定位、HHT 手持移動(dòng)終端設(shè)備與BIM 的集成應(yīng)用技術(shù)，將BIM 真正帶到現(xiàn)場，將現(xiàn)場全面狀態(tài)全面反饋到辦公室，強(qiáng)化現(xiàn)場安全管理。

5、應(yīng)用模型信息集成平臺(tái)與BIM-FC系統(tǒng)，管理模型歷史版本，有效地識(shí)別、注釋和在協(xié)同環(huán)境下管理圖紙的變更，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)、多參與方協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度、成本、質(zhì)量以及合同資料的管控，最終交付BIM 竣工模型。

信息化管理是21 世紀(jì)高科技發(fā)展的產(chǎn)物，與施工相結(jié)合能有效減少工作人員的繁重操作，降低工作難度，快速查找相關(guān)數(shù)據(jù)，聯(lián)網(wǎng)接入時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享和信息傳達(dá)。本工程通過建立“建設(shè)工程智能監(jiān)管平臺(tái)”(見圖17) 最終實(shí)現(xiàn)整體解決方案，輔助項(xiàng)目進(jìn)行進(jìn)度、質(zhì)量、安全，平臺(tái)主要具有監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測數(shù)據(jù)管理、監(jiān)測數(shù)據(jù)共享等重要功能。

1)本文通過對(duì)大體積預(yù)制構(gòu)件施工技術(shù)展開研究，介紹了圍護(hù)結(jié)構(gòu)+內(nèi)支撐裝配式車站的一整套施工工法，并在市中醫(yī)院站成功應(yīng)用，通過技術(shù)攻關(guān)獲得了智能高精度龍門吊的設(shè)計(jì)參數(shù)，吊裝技術(shù)參數(shù)，張拉參數(shù)等核心技術(shù)數(shù)據(jù)，優(yōu)化了施工流程。

2)在施工過程中發(fā)現(xiàn)沉降過大的主要因素是地基承載力不足，建議對(duì)精平帶范圍內(nèi)土體提前進(jìn)行加固(注漿、換填等)，施工過程中必須做好降排水措施；側(cè)墻背后肥槽回填混凝土密實(shí)度不夠，建議設(shè)計(jì)在側(cè)墻塊上預(yù)留注漿孔進(jìn)行注漿。

3)裝配式車站的進(jìn)一步發(fā)展需要將施工技術(shù)、施工裝備、建設(shè)理念和管理模式不斷融合完善，形成行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化施工。