装配式地下通道在昆明地铁建设中的应用

李琪 唐琪舍 王泽生

地铁地下连接通道采用箱涵顶进法施工，可极大地缓解人员密集区的交通压力，同时还能保证施工质量，缩短工期，降低施工安全风险，值得在轨道交通工程建设中推广。

城市轨道交通把中心城区集聚拓展与交通需求相结合，近年来得到了各地政府和各级主管部门的高度重视，2017年中国内地轨道交通在建城市42个，在建线路6218km，投资完成额创历史新高。昆明轨道交通项目规划1～9号线网长296.7km，目前在建的地铁6号线起点为塘子巷站，终点到达长水机场，其中，拓东体育馆站与拓东大成中央商务区的地下连接通道采用装配式预制混凝土箱涵顶进法施工，实施效果良好，可供行业参考和借鉴。

一、工程概况

工程位于拓东路与环城南路交叉口地下，此路口是主城区通往呈贡新区、机场等的主要通道，人流、车流量大，且路口经多次改造，地下管线情况复杂，如采用常规的明挖法施工，将对东部片区乃至整个昆明市的交通造成长期、巨大的影响，综合考虑交通环境、管线搬迁难度及工期等因素，采用箱涵顶进法施工。

工程规模∶地下通道净尺寸为4.0m×6.0m，长9 6.4 8 m。顶进始发井为沉井，结构净尺寸为12.0m×10.3m，接收井利用已完成的车站结构。施工场地地面标高为1894.00m，根据岩土工程勘察报告，箱涵主要在（2）4-3灰黄色粉土和（4）1-3黏土层中顶进，顶部覆土约为5.5m。地下通道沿线穿越不同管径、材质的十条以上的管线，主要有两条直径为ø529和ø219的燃气管道，还有三条大口径的雨、污水管管底距箱涵顶分别仅有1.88m、1.92m、2.31m。

二、箱涵预制

箱涵采用工厂化制作，为4.9m×6.9m矩形断面，混凝土强度C50，抗渗等级P8，单节标准长度1.5m，壁厚0.45m，重约37t，如图1所示。箱涵两端分别预埋钢套环和钢环，涵内预留压浆、起吊及翻身孔。

图1 预制箱涵断面图

采用具有足够刚度和精度的可拆式钢结构模具；钢筋骨架两端的环向钢筋密缠2～3圈，预留孔洞周边设置加强环筋，在标准模架上定位焊接成型；混凝土浇筑按照对称、均匀和分层的要求向模内布料，经高频插入式振捣器振捣成型。混凝土采用蒸汽养护，脱模强度不低于37.5MPa。检验项目包括外观质量、尺寸偏差、混凝土强度、抗渗性能、轴向受压荷载和顶板、底板外压荷载，检验方法可参考《混凝土和钢筋混凝土排水管试验方法》（GB/T 16752）。配备能承受单节箱涵重量的吊、运机械设备；运输和存放时，可在箱涵下面和侧面搁置柔性垫料防止碰伤；箱涵堆放不得重叠，避免产生裂纹或永久性变形；损坏的箱涵应根据损坏程度，作报废、现场修补、返厂修理等处理。

三、箱涵顶进

1.施工准备

常规施工用水、用电、通风及照明等设施的安装；施工材料、设备及机具齐备，箱涵、始发井混凝土强度满足施工要求；建立测量控制网。在洞圈上安装帘布橡胶板密封洞圈，压板的螺栓孔采用腰子孔形式，可随时调节；在井底部浇筑约60cm高C20素混凝土，并预埋钢板作为基座，基座上的两根轨道平行、等高；后靠背与角钢固定支架焊接牢固，与工作井内衬墙预留一定的空隙，固定后填筑C20素混凝土；多刀盘土压平衡式矩形顶进机头外形尺寸为4.9m×6.9m，总重量约195t，分两段吊装。机头吊起后作片刻的停顿，确定安全后，缓慢吊入工作井，安放在基座的轨道上；顶进机就位后反复调试，进行精确定位，并保证千斤顶的性能完好。分阶段进行详细的技术交底，让施工人员全面了解各种重点和难点，提高质量和安全意识。

2.出洞段施工

凿除出洞口范围内地下连续墙→设备调试→顶进机头靠上封门→顶进机切削加固土体→机头切口进入原状土。顶进机出洞后，根据各类监测数据的反馈不断进行参数调整，及时总结出正面土压力、出土量、顶进速度、注浆量等主要施工参数的最佳值。

3.进洞段施工

顶进贯通前应提高测量的频率和精度，确认顶进状态、评估进洞姿态并拟订具体的施工方案，确保顶进机能准确进洞。顶进机机头加上土仓内残留的土，总重量将达到200t左右，预先搭设接收架可避免造成底板结构的损伤。车站施工时底板上预制两条40cm宽的钢筋混凝土梁作接收架的基础，上部焊接钢轨道，高程根据测量结果确定。顶进机距车站6m时，停止第一节箱涵的压浆，压浆位置在以后顶进中逐渐后移，保证进洞前形成完好的6m左右的土塞；顶进机切口进入接收洞口加固区域时，适当减慢顶进速度，调整出土量，逐步减小机头正面土压力；第一节箱涵前端离车站内壁约35cm时停止推进，通过伸缩千斤顶和加设垫块脱开机头与箱涵，机头向前顶出，平稳落在接收架上；操作千斤顶，将剩余部分的箱涵继续顶入，与内壁齐平。

四、箱涵连接

整个工程共使用63节标准长度的箱涵，最后1节箱涵在顶进机距离接收洞口较近时，测量确定精确长度预制。箱涵采用“F”型承插式接口，接缝防水采用锯齿形弹性密封止水圈和双组分聚硫密封膏。如图2所示。

图2 箱涵连接大样图

五、实施效果

本工程自2016年7月开工，2016年10月完工，历时3个月，常规明挖施工一般需要4～6个月。但箱涵顶进法包括工作井制作、下沉施工对交通基本没有影响，而明挖法需中断交通，加上管线迁改，对道路通行的影响将达1年左右。箱涵顶进施工（包括工作井）的单位造价约为14～18万元/m，明挖法施工的单位造价约为7～10万元/m（不含管线迁改），明挖法优势明显，但在地下管线迁改数量多、交通组织困难的情况下，整个工程投资将大幅增加，甚至与箱涵顶进法的费用持平。工程从开工至今的施工监测数据显示，周围环境和主体结构的变形量均在允许范围之内，对地下通道装修前的实体检查也未发现箱涵接口处有漏水、沉降的现象，且箱涵在工厂内预制，工程质量及施工安全性优于明挖法和矿山法施工。

六、结语

装配式建筑是建造方式的重大变革，是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措，在地铁地下通道建设中采用箱涵顶进法施工，是装配式建筑在市政基础设施工程建设中的又一应用，对建筑工业化发展有着重要的意义。