施工技術通訊員交流論文無錫火車站地下廣場改造工程施工技術總結呂樹寶 王勝天摘要介紹無錫火車站廣場改造工程運用的新技術、新材料和特殊工藝，對舊城改造尤其是大型地下室施工提出探索。關鍵詞光纜保護架、基坑搶險、混凝土切割、東出口通道、植筋、壓密注漿堵漏、錨噴、預應力。工程概況：無錫火車站廣場改造工程被列為2002年度無錫市政府首項重點工程，也是無錫市的文明窗口工程?？偯娣e為41000。該工程有A、B、C、D、E、F六個區聯合組成，其中A、B、E區為老地下室，面積約12900，新建地下室面積為28100，新老地下室之間通過地下人行通道和汽車通道相互連結，北側有2條地下通道，與現有火車站東西出口相連。地面綠化景觀廣場面積達10萬。本工程於2002年3月29日開工，2002年9月30日竣工，其中地下結構工程僅90天完成，創下無錫施工史上的奇跡。本工程抗震等級為7度，地下停車庫兼有戰時人防作用。采用柱板結構，基礎為整板式箱形結構。三處下沉式廣場采用350350抗浮預制方樁、樁長15m。外墻400厚，底板650厚，局部800厚，頂板450厚，底板、頂板中均設暗梁，過道及底板中局部有高差。底板埋置較深，至自然地坪下約6.57.1m，局部達8.4m。頂板覆土達2m厚；地下室頂板采用無梁樓板和配以雙向無粘結預應力抗裂縫筋。柱網間距為8m，柱子截面均為600600，柱頂均設有柱帽；底板和頂板中均設后澆帶及26條變形縫，地下室四周墻板設有36處后澆施帶。底板、墻板砼為C30，抗滲等級為S6，頂板砼C35，抗滲等級S8； 施工主要難點：工期緊，施工工序多、工藝復雜（有靜壓樁、預應力、后澆帶、與現有地下室和建筑物連通，同時還有戰時人防要求，其抗滲、防漏技術要求極高）；處于繁忙地區，人流、客流、車流大，施工場地鋪展面大，交通組織與管理困難；地理環境差，沿古運河，緊靠泰山飯店、工運橋及城市主干道；地質情況復雜：有舊房基及拆除的舊地下室通道、城市地下通訊、電纜線、自來水管、排污管道及不可預見的其它障礙物；施工期處在梅雨季節，地下水位高；基坑開挖較深，（南下沉式廣場開挖達7.1m深），護坡要求高；邊設計邊施工，施工工藝打破常規，技術措施要求高；模板、周材、鋼材等一次性投入，運輸集中，勞動力不能按常規交叉立體作業，施工成本大。火車站廣場改造工程施工難度大、速度之快，屬無錫之最，許多施工難題和技術措施對舊城改造尤其是地下工程有一定的啟發作用，也有許多技術問題值得專家們探討，歸納以下幾個主要方面，以供專家同行們批評、指正：1.地下通信光纜保護技術無錫火車站廣場改造工程中遇到的第一大難題是2.5萬對地下光纜線的保護。該光纜線平行通惠路北側和工運路西側，橫跨南廣場四條通道頂部，淺埋在地表下僅0.81.0m深。通信光纜涉及國家安全、經濟建設和千家萬戶，受到法律的保護，如果遭到損壞，將造成嚴重的后果。在電信部門配合下，我們對光纜線的走向、光纜套管的構造、形狀、重量作了詳細的分析、研究和計算。針對不同的通道開挖基坑的跨度，考慮到現場制作拼裝的方便，又確保其身的抗風、抗拉的安全和穩定，分別制定保護方案。對大通道采用斜拉式吊索，而小通道則采用拱形鋼桁架（見附圖1）。具體施工時，先人工破碎，挖去光纜管上部土方，兩邊放出施工余地，逐段掏空，捆綁燒焊。終于將五座座鋼鐵彩虹架起，為地下通道的土方開挖打開綠燈。從架設起到最后拆除未發生傾斜、倒坍和損壞光纜的事故，這種別具一格的光纜保護架創出了舊城管線保護的成功經驗。2.基坑邊坡支護與搶險措施整個廣場地下工程的占地面積大，但由于地處交通繁忙的火車站地區，地下線網較多（既有廢棄的，又有新鋪設的），地質情況復雜，地下水位高；南北廣場之間底板，標高相差2.317m；南廣場位于古運河旁，地下有新鋪設的污水、自來水、熱力管，深度不一；土質較松，底板施工期正值雨季。土方開挖均達6.5m左右，按深基坑施工原則，整個廣場的邊坡均采用“土釘墻”和錨噴支護，并盡可能放大邊坡，以確保施工安全。對南廣場沿河下沉式廣場的邊坡，因污水管影響無法放坡，采取特別加強措施，即增加錨桿的長度和密度，加寬水平翻邊、增設垂直拉錨桿，直至駁岸；土方嚴格按每2m深分層開挖、分層設錨桿。由于預控措施好，整個廣場邊坡大部分都較穩定。南廣場沿河下沉廣場、以及C區西北角房、F區東南側這三處，分別有污水管、配電間和地下光纜線緊靠基坑邊，無法放坡，盡管采取噴錨措施，因汽車動載及雨水沖刷，邊坡主動土壓力突然增大，發生涌水和坍方。針對不同的險情，分別采取不同的搶險措施。南廣場采用埋管引流和重力式鋼管砼擋墻。C區、F區坍方則僅用臺階式鋼管砼擋墻，地面設拉錨等措施邊坡恢復穩定。（附圖2、3）3.鋼筋混凝墻體切割技術的應用火車站廣場改造工程中原有地下商場（A、B區）將作為出租車候客區，四周與新建的C、D、F區連成一個整體，故A、B區外壁需打開通道，共9處，而且要去除部分內隔磚墻和多道鋼筋砼剪力墻。打開老地下室400mm厚的鋼筋砼墻板，且不損壞鄰近的結構，不是件容易的事，常規的方法是人工鑿，風鎬擊碎，但勞動強度大、工效低、速度慢，不能滿足整個工程進度的要求?，F場技術人員與專家共同研究，最后確定采用先進的機械鉆孔、機械切割技術。在要切割的鋼筋砼墻、底及頂板四角先放線鉆切割工藝孔和起吊孔，孔徑100mm。（附圖4）采用美國進口的金鋼石鉆機鉆孔、瑞士進口的水冷卻金鋼石蝶式切割機和鉆石鋼線切割機。切割工藝：鉆孔彈線并固定導軌切割吊運。蝶式切割機采用大型蝶式齒狀的金鋼石鋸片，由導軌固定，使其邊切割邊行走，適宜切割地坪、墻面、頂板等表面平整的鋼筋砼。被切割的砼切口平直、整齊，施工時噪音低無震動，無粉塵廢氣污染。（附圖5）鉆石鋼線切割機適用于不規則造型、超大體積混凝土的切割，而且可以在水中、狹窄空間、特殊作業空間場合切割，其切割速度是蝶式切割機的6倍，施工時噪聲更低，但其鋼線上所用的鉆石環耗用成本較高，在蝶式切割機無法就位安裝，便采用了鉆石鋼線切割。兩種切割方法均需在水沖下進行施工，此新技術堪稱“以柔克剛”。用鋼索穿過起吊孔（重心部位）將被切割的砼墻或板吊運、移位出場，地下室內部起吊采用地錨桿，鐵葫蘆緩慢拖移，露天部位采用吊車吊運。A、B區之間（原設計有變形縫），由于原底板500厚，加上被凝結連成整體下有砼墊層，無法切割至底，也無法鉆孔吊運，人工鑿、風鎬沖擊，進度很慢，影響工期，由專業爆破隊定向爆破，清理碎塊后，再進行植筋補強處理。整個火車站廣場改造工程采用切割400厚的鋼筋混凝土墻板、頂板，總長達1000m。4.東出口通道“虎口拔牙”為配合無錫火車站的鐵路正常運行，舊東出口的拆除與新出口地下通道的施工安排8月下旬施工，而9月30日竣工期限逼在眉睫。東出口的地理位置：東面有滬寧線的高壓變電室、四層辦公樓（底層設有循環水泵房）；西面有貴賓候車室、無錫站低壓變電室，這些建筑物與擬建東通道相距僅2m（低壓變相距更近，僅1m左右）；地下縱橫埋設40多根高壓、低壓電纜，廢棄的污水、雨水管、排水管等，縱橫交錯，雜亂無章，外來水源十分豐富。更為嚴峻的是空中有多根冷熱水管和幾十根電纜、電信、信號線、全國鐵路售票聯網線等，是無錫火車站乃至滬寧鐵路線上的“命脈”，一旦受損，將造成鐵路癱瘓。因此，無論是拆除舊房、機械挖土、基坑護坡、材料運輸等面臨極大的考驗。首先把空中的管網全部采取懸索吊掛起來，確?；疖囌镜恼＿\行，獲得成功。接著拆除低壓變部分外墻向西退縮2.5m，并采取臨封閉，保證其正常運行。為保證周圍建筑不受損壞，拆除舊出口從中間突破，分別向南北推進，隨拆隨運，“兵貴神速”，僅三天時間宣告拆除結束。電力部門及時配合將埋在地下的幾十根電纜移出，吊掛在兩側建筑邊緣上。為挖土施工創造了條件。兩臺挖機接力賽式傳遞，抓臂不能上仰，只得小心翼翼從北向南，通道狹窄，僅能讓一輛小噸位的翻斗汽車直進直出，向后退運。愚公移山，慢慢地先啃鑿2m深的土，再逐層下挖。3天后挖機抓臂終于能伸直，土方順利開挖到基底。這種作業場面十分艱苦，在無錫施工史上實屬少見。由于外來水源流淌不息，老天又下雨，基坑邊松土紛紛坍方，危及兩側建筑物的安全，情況十分緊急。立即采用鋼板樁支護。但是，因場內上下左右距離限制，正常的樁機無法進入，工人們就地取材，用挖機的抓斗錘擊；打入的鋼板樁盡管不成規矩，但及時用鋼筋燒焊連接，嵌以木板擋土，對邊坡起到一定的支護作用。當時地面排水尚未完善，外來水和雨水不能迅速排出，基土被浸泡，為防止流砂產生，立即采用商品砼灌注擋墻后側，同時用包裝干水泥、素砼壓封，基坑險情終于排斥。隨后數百名鋼筋、木工，全力以赴，僅用2天的時間把650mm厚的底板砼澆筑完成。5.新技術、新材料、新工藝的應用5.1.“植筋法”技術火車站廣場地下工程的新老地下室接口或切割后舊砼墻采用了植筋法剛性連接。植筋工程量之大，又是無錫之最。凡是被連接的底板、墻板、頂板處均采用雙層雙向16以上鋼筋。由于地下結構，抗滲要求很高，設計中考慮了鑿毛老砼，但止水施工相當復雜，BW膨脹止水條受到鋼筋阻擋，難于固定，模板安設和砼振搗時容易產生移位。本工程新老砼接口植筋法連接被列為設計院的重要科研課題，需經數年觀察，方可證實其抗滲效果。5.2.壓密注漿堵漏技術火車站廣場新舊地下室規模大，幾何開狀曲折多變，設置變形縫26條，墻板后澆帶36處，在無錫又是史無前例，盡管設計人員對變形縫抗滲采取了三道剛柔相結合的防水措施，但橡膠止水帶的位置受到鋼筋、模板、砼振搗的限制，不可能盡如人意。且新老建筑和超長結構的砼變形收縮是多向性的，理論計算與實際變形有較大差異，下沉式廣場與封閉地下室之間的抗浮能力也不可能完全同步，這是目前地下工程施工中尚未達到共識的課題。因此，通過總長達數百米長的變形縫施工后的觀察，變形縫處收縮裂縫擴展很快，其抗滲能力達不到預期效果。為此，我們采用了環氧樹脂和丙凝等堵漏材料，進行壓密注漿。注漿工藝：先鑿除疏松砼，找出滲水源丙凝加水泥攪拌埋管引導流孔注丙凝混合液，壓力達45公斤。這種堵漏方法彌補了橡膠止水帶的不足，并對鄰近砼的毛細裂縫能同時予以封堵，效果較好。5.3.噴錨護坡技術無錫火車站廣場改造工程的基坑支護主要采用了土釘墻與噴錨技術，面廣量大，施工時按每開挖2m深逐層噴錨，錨桿間距1.2m，采用20鋼筋，傾角小于15，長度視不同環境、不同土質精心計算后分別制定方案，取得相當好的護坡效果，實踐證明，噴錨護坡是雨水豐富的地區、深基礎支護中經濟、簡便、快捷的首選方案。5.4.商品砼泵送澆筑整個無錫火車站改造工程的砼，均為抗滲砼（抗滲等級S6），總方量達6萬多m3，平均每天澆筑600700 m3，這樣大體積的砼，在短短的90天中完成，又是堪稱無錫之最。盡管分區分段施工，每次澆筑均超過1000m3，C、F區封頂時，連續澆筑8000多m3。商品砼泵送澆筑減輕勞動力強度，為施工帶來了方便，質量和工期均有保證。5.5.預應力抗裂鋼筋火車站廣場地下室大部分區段為兼作戰時人防工程，頂板上既有1.52m厚的復土，又有公交、出租汽車等其它動載，不僅有抗滲要求，而且還需抗裂縫，設計中采用雙向間距1000（或500）的無粘結預應力鋼絞線，由于超長布置，頂板中增設加強帶（加厚250的鋼筋砼板帶），針對不同部位采用雙張法或單張法，單張法一端埋設預緊錨具（20%預應力）澆在砼中。雙張法兩端采用預埋塑料穴模固定錨具的位置與標高。預應力鋼絞的曲率和矢高控制用鋼筋馬凳。預應力鋼絞線的施工安排在底層雙向非預應力鋼筋綁扎后與水電管線預埋交叉施工，上層非預應力鋼筋綁扎時，專人保護整理，鋼絞線將受損的保護膜及時用膠帶紙包裹；砼澆筑時，小心監護，不使其移位或破損，在砼強度達到設計強度的75%以上時，預應力筋方可張拉。整個工程的預應力鋼筋的張拉均達到設計張拉值和伸長值要求，工程的結構安全得到保證。5.6.鋼筋套筒機械連接技術廣場工程的鋼筋總量達4400多噸，底板、板鋼筋的鋼筋連接采用套筒機械連接，套筒總數達七萬多個，在無錫又創最高紀錄。由于機械連接質量有保證，施工速度快，且不受氣候影響，確保了進度。5.7.大面積固化劑地坪廣場地下室停車庫和汽車通道地坪均采用干撒固化劑。該地坪既耐磨、又光滑、平整、不起塵，美觀、整潔、施工簡便，盡管工程量約2萬，但可與內裝修交叉施工，不占工期，是一種較好地面裝修途徑。施工時要求砼基層必須沖洗干凈，砼強度等級在C25以上，坍落度控制在7.510cm，表面要修平，在新澆筑的砼初凝前，固化劑分兩次撒播，第一次按總用量的60%，均勻地撒在指定的區域內。當固化劑均勻濕潤后，用打磨機低速打磨，打磨后再第二次撒播剩余40%的干粉，撒播方向與第一次垂直，固化劑再次濕潤后，再機械打磨。打磨時不準灑水，不準上人踩，施工人員最后打磨時穿干凈軟底鞋。固化地坪采用特殊的養護擠噴灑養護，以防止失水過快。工程中還采用粘貼鋼板等其它特殊技術。5.8.新型建筑材料的應用整個廣場工程中采用了許多新型建材，較其它工程有領先之處：（1）砼中均采用FS抗滲防裂劑，對結構的抗滲、防裂有了保證，但FS的抗滲砼的養護要求較高，尤其是在澆筑砼后的前7天，比普通砼的澆水養護要求更嚴格，通過實踐和對比證明，FS抗滲防裂劑對地下室的抗滲防裂有良好的效果，值得推廣應用。（2）地下結構外墻防水采用了環保型聚氨脂防水涂膜，頂板上采用了SBS高分子卷材，對整個地下室抗滲起了相當好的效果。（3）剛性屋面防水層中全部采用冷軋帶肋鋼筋焊接網片，施工速度快，剛性層效果好。（4）花崗巖柱墻面大面積的采用干掛法，所采用掛件均為不銹鋼。（5）地面綠化帶下采用定型硬塑濾水網板和土工布等。6.科學安排分區分段、流水作業科學安排、巧妙有機搭接，各個擊破是火車站廣場改造工程的施工特色。6.1.南廣場即D區於3月29日正式開工，拉開火車站廣場改造土建工程的序幕。但施工圖來不及出齊，沿古運河邊大片建筑尚未拆除，通惠路人流車流繁忙，不得中斷，“萬事開頭難”。指揮部要求限於5月30日必須實現南廣場和四條地下過街道的結構封頂，無退縮余地。時間不等人。項目部認真分析研究現場情況后，決定以底板后澆帶為界，具備條件的中段、西段先挖土，與下沉式廣場抗浮靜壓樁及沿河鋪設污水、自來水、熱力管平行施工，形成區段之間良性搭接。由于邊設計邊施工，D區抗浮樁最初為105根，樁長15m，無法蒸汽養護，為確保壓樁施工，采取砼中摻早強劑，提高砼強度等級和場外預制加工等措施，先挖去2m雜填土，并用建筑垃圾鋪墊出小于15的引坡，得以大型靜壓樁機進入作業面。設法向附近用戶借電晝夜抽排積水，保證樁機行走操作。壓樁中途設計變更增加45根抗浮樁，其中D區中段汽車坡道（注：該坡道后期變更取消，東移至下沉式廣場）有20根，按抗浮樁的施工要求必須先壓樁，后開挖，中段已開挖2m深，為確保該段土建進程，迅速轉移樁機，通宵達旦，先將20根樁全部壓入中段。下沉式廣場不足的樁采取現場預制，連續澆筑且配以早強措施，靜壓樁與D區中、西段施工達到順利銜接。6.2.火車站地下廣場中四條地下通道均要穿過通惠路及工運路，通惠路是無錫火車站地區人流車流最繁忙的城市主干道，在公安交警部門密切配合下，對通惠路進行分片封閉。針對場地分隔成