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【摘 要】现如今城市空间利用率快速提高，轨道交通工程发展迅速，地铁暗挖施工已成为城市发展的必要手段，为保证地下空间结构的稳定性而又减少支撑体系建筑体积，钢管柱在地铁暗挖车站的修建中达到了强度高、占用空间小的要求。已经成为当今城市地铁施工不可或缺的一部分，本文重点介绍暗挖车站主体结构钢管混凝土柱的施工方法及控制要点，以及在施工过程中不断摸索和总结出的施工经验。
【关键词】地铁暗挖；钢管柱；施工控制
【Abstract】Nowadays city quickly improve space utilization， rail transit project development is rapid， the subway underground construction has become a necessary means of urban development， to ensure the stability of underground space structure and reduce the supporting system construction volume， steel tube column on the building of the subway in bijing reached the requirement of high strength， small footprint. Has become an indispensable part of today's urban subway construction， this article focuses on the main structure of concrete filled steel tubular columns in bijing methods and control points， as well as in the construction process of trial and error and summarizes the construction experience.
【Keywords】The subway underground Steel tube column Construction control
1 工程概况
长春地铁解放大路站位于人民大街与解放大路交汇处，为地铁1号线和2号线“十”字换乘暗挖车站，采用“一次扣拱暗挖逆作法”和“PBA工法”同时施工。1号线暗挖车站主体位于人民大街下方，线路总长235.6m，净宽21.8m，覆土为8.8～9.8m，为标准双层、三跨拱顶直墙式结构，1号线车站主体钢管柱直径为0.9m，其中“双层段钢管柱总根数为54根，柱身总长为10.45m，单层段钢管柱总根数8根，柱身总长为4.1m”。2号线暗挖车站主体长206.7m，净宽21.6m，覆土7.5～9.5m，“正常段钢管柱直径为0.9m，钢管柱总根数为29根，柱身总长为12.51m，下挖段钢管柱直径为1.0m，钢管柱总根数为4根，柱身总长为14.31m，各钢管柱总拼装图如下所示：
图1
2 重难点分析
（1）1号线车站主体净宽21.8m，净高14.891m，2号线车站主体净宽21.6m，净高18.359m，主体施工净空尺寸较大，由此钢管施工承载着天梁及扣拱全部重量，钢管柱的安装尤为重要。
（2）由于钢管柱自身较重，需要分节安装，操作工艺较为复杂，节点时间较长，要求质量较高。同时采用自制吊装和运输设备，洞内操作空间小，安装难度较大。
（3）钢管柱安装时，钢管柱底部法兰盘要与底纵梁的预埋螺栓进行对接，预埋过程中要求每一根螺栓位置极其准确。（钢管柱安装参数见下表）
（4）钢管柱柱身采用C50微膨胀混凝土浇筑，对高柱混凝土浇筑过程控制较为严格。
钢管柱安装参数表
支护
形式 使用
地层 钢管柱直径（mm） 布设间距（mm） 纵向弯曲 椭圆度 管端
不平度
钢管柱 沙土、泥岩层 90-100 3700-7000 柱高/1000mm≤10mm ≤‰d ≤d/1500
中心线允许偏差 立柱顶面不平度 立柱顶面和设计标高允许偏差 立柱不垂直度允许偏差 各柱距离允许偏差 各柱两平面对角线允许偏差 对口错边
±5mm 5mm 0-20mm 柱高/1000mm ≤20mm 柱跨/1000 柱高/1000 ≤20mm T/10<3
3 钢管柱施工工艺流程及重点控制事项
（1）钢管柱法兰盘的预埋
在施主体底板衬砌和钢管柱底梁的同时，首先应考虑对其钢管柱法兰盘的预埋，其各项预埋指标的精度要求极高，在位置、高程等方面做到要求的精确度。
1）、首先由测量人员现场放样，在下导洞初支拱顶位置将钢管柱中心点位放样标记，工班人员由测量点位下吊垂线控制法兰盘中心位置。
3）、待主体衬砌底板及底纵梁钢筋绑扎完成后，施工班组人员对其钢管柱法兰盘和柱脚螺栓进行预埋，工班人员分别将螺栓插入底梁底部并与梁体主筋焊接，要求预埋柱脚螺栓必须满足长度深至钢管柱底梁底部并满足20cm的弯折长度，27根柱脚螺栓在位置和高程上要求精度不得偏差0.5cm。
4）、预埋钢管柱柱脚螺栓的同时对其法兰盘进行预埋，要求其法兰盘位置、高程偏差不大于0.5cm，安装完成后由测量人员重新对螺栓及底板进行复核，完成后与梁体钢筋焊接固定。
5）、注意由于钢管柱法兰盘数量较多，水准测量存在誤差，控制钢管柱底部法兰盘高度时切勿使用多个水准点控制标高，采用一个后视点同时控制，所有预埋完成、精度达到要求后方可浇筑底梁混凝土。（以下解放大路站现场安装钢管柱照片及法兰盘布置图） 图2
（2）钢管柱的制作
1）、钢管混凝土柱的施工应符合《钢管混凝土结构设计与规范》、《钢结构工程施工质量验收规范》及施工单位质量验收标准。
2）、钢管柱应采用具有专业技术资质的正规厂家提供的钢管：并应有出厂合格证明书和质检报告单。
3）、保证钢管柱内部与核心混凝土紧密黏贴，钢管柱内不得有油渍等污物。
4）、钢管柱吊装时应减少吊装荷载作用下的变形，吊装点位应根据钢管柱本身的承载力和稳定性经验算后确定，必要时应采取临时加固措施。
5）、钢管柱吊装时应将其上口包封，防止异物落入管内，钢管柱吊装就位后应立即进行矫正，并采取临时固定措施以保证构件的稳定性。
6）、钢管柱到达施工单位后，与预先制作完成的操作平台进行试拼，各项安装参数合格后方可运输至施工现场。
（3）施工作业面的场地清理
1）、钢管柱柱孔临时仰拱破除和土方开挖前施工班组对其作业面进行全面的场地清理，用以放置机械设备、工具和开挖土方所用。
2）、要求临时仰拱作业面不得有任何杂物和危险源，施工机具分类摆放，采用围栏进行维护。
3）、做好施工现场的道路畅通工作，保证施工机具的形式畅通，清除一切钢筋等危险物品，做到四通一平。
（4）挖孔土方机具设备准备
1）、首先由设备部门人员全面检查施工作业面的风水电畅通情况，保证洞内风水电的时刻畅通，发现风管漏风、水管漏水及个别部位照明设施不完善的及时修理。
2）、破除临时仰拱及土方开挖主要开挖工具为风镐、氧气乙炔切割设备、大锤、洋镐、电动或手摇辘辘、装土小桶等小型设备，施工前检查其是否合格及过程中对各种设备的及时保养及维修。
3）、土方运输主要采用机械三轮车现场装运，人工铁锹配合，要求施工班组所使用的机械三轮车能够良好运转，快速出土，注意使用过程中的保养。
（5）挖孔位置放样
1）、钢管柱为车站主体连接扣拱及底板的直接支撑体系，位置极为重要，所有钢管柱土方开挖及混凝土破除时测量点位极为重要。
2）、测量人员采用全站仪等测量设备对其钢管柱破除位置精确测量放样，中心位置钢钉标识并采用红漆处理。
（6）桩口加强筋、护壁钢筋混凝土材料准备
1）、由于每根钢管柱挖空护壁洞口需采用加强筋与临时仰拱相连，起到稳固挖孔桩护壁作用，因此需要准备Φ25加强筋材料。
2）钢管柱挖空采用倒挂井壁法向下挖混凝土，护壁混凝土为C30细石混凝土，加工班组准备好护壁钢筋材料及混凝土，分段下挖土方及浇筑混凝土。
3）施工材料准备完善后。工班人员开始破除临时仰拱混凝土，风镐破除并采用氧气、乙炔焊切割，预留临时仰拱钢格栅主筋进行与护壁洞口加强筋进行焊接。
4）破除时注意随时清理切割后的钢格栅和混凝土渣土废料，以防止现场较乱，扎坏车胎及对施工人员造成伤害。
（7）钢管柱挖孔土方开挖
1）、土方开挖人员采用由内而外、从上到下的开挖顺序，两人为一组，相互配合，一人在地面以上采用手摇辘辘运土至地面，一人在桩内风镐开挖土方。
2）、土方堆积至地面以上位置，出渣人员及时清理挖运废旧渣土，不得出现大量废弃土体堆积现象，易造成桩孔结构的受力破坏。
3）、井上和井下两名作业人员的良好配合极为重要，装土容器在装运过程中土体不宜过多，由于钢管柱开挖直径较小，上面人员的出土配合能力极为重要，不得出现由于人员井上人员操作失误，造成土体下落，会造成人身安全事故。
（8）护壁施做
1）、班组开挖人员在土方开挖过程中进行钢管柱护壁混凝土的浇筑，由光圆钢筋组装成钢筋笼后进行现场护壁混凝土浇筑。
2）、待混凝土形成初期强度后继续进行下一段土方开挖及护壁混凝土的浇筑。（护壁钢筋见下图）
图3 护壁钢筋安装图
（9）钢管柱安装
1）、当其钢管柱挖孔全部完成，护壁混凝土完全形成强度后，施工班组人员将其下部导洞拱顶初支混凝土破除完成后，开始准备钢管柱安装。
2）、由于开始施工钢管柱底梁的同时已对其钢管柱法兰盘及螺栓进行预埋，施工人员通过测量放样点控制钢管柱与预埋螺栓连接质量。
3）、工班人员将其安装钢管柱门吊平移至钢管柱挖孔位置，两侧架立20×20cm的方木整体性将其安平、悬空，加固稳定。
4）、采用炮车将其钢管柱运至钢管柱挖空位置后，人工将10t手拉电葫芦传入，调整左右平衡度，电工葫芦将钢管柱缓缓分节吊起并下落，人工上紧螺栓，当其单根钢管柱所有节数全部完成后，下落至法兰盘预埋螺栓位置进行钢管柱的底脚安装。（解放大路站钢管柱现场安装照片）
图4
（10）钢管柱位置纠偏
1）、施工过程因标高、位置、人员操作、机械安装、测量误差等等施工原因，造成钢管柱整体安装完成后存在一定位置偏差，需由测量人员重新放点吊施工线进行钢管柱位置纠偏。
2）、首先将钢管柱左、右跨用手拉电葫芦吊起到上导洞拱顶，施工人员将地脚螺栓全部松开后右钢管柱柱身前后左右四个方向打入木楔微调整。
4）、带螺栓油托安装在导洞边墙与钢管柱点焊连接，调整油托螺纹力矩以此来调整位置。
5）、将钢管柱四个方向全部安装工字钢后提供施工作业面安装千斤顶调整偏距，调整合格后各技术人员检测合格后加固木楔子固定后调整完成。
（11）钢筋绑扎及浇筑混凝土
1）、当钢管柱安装完成后，施工班组人员做好钢筋绑扎及浇筑混凝土的施工准备，班组人员带好安全带下至柱内，通风通电后开始绑扎钢筋。
2）、钢筋机械连接过程中，注意钢筋笼主筋与梁体预埋筋的连接，外露丝扣1-2扣。
3）、所有箍筋绑扎牢固密实，钢管柱顶盘外露主筋满足锚固天梁长度，及顶盘焊接锚固加强筋。
4）、当钢筋绑扎完成后浇筑钢管柱混凝土，要求振捣均匀，浇筑混凝土完成后复测钢管柱位置。
4 总结
通过对長春地铁解放大路站，钢管柱安装施工质量控制，使钢管柱安装施工各项技术指标均满足设计及施工要求，达到了质量控制的目的，按规定工期圆满地完成了既定的施工任务。为后续的地铁暗挖车站钢管柱施工，提供参考与借鉴。
【关键词】地铁暗挖；钢管柱；施工控制
【Abstract】Nowadays city quickly improve space utilization， rail transit project development is rapid， the subway underground construction has become a necessary means of urban development， to ensure the stability of underground space structure and reduce the supporting system construction volume， steel tube column on the building of the subway in bijing reached the requirement of high strength， small footprint. Has become an indispensable part of today's urban subway construction， this article focuses on the main structure of concrete filled steel tubular columns in bijing methods and control points， as well as in the construction process of trial and error and summarizes the construction experience.
【Keywords】The subway underground Steel tube column Construction control
1 工程概况
长春地铁解放大路站位于人民大街与解放大路交汇处，为地铁1号线和2号线“十”字换乘暗挖车站，采用“一次扣拱暗挖逆作法”和“PBA工法”同时施工。1号线暗挖车站主体位于人民大街下方，线路总长235.6m，净宽21.8m，覆土为8.8～9.8m，为标准双层、三跨拱顶直墙式结构，1号线车站主体钢管柱直径为0.9m，其中“双层段钢管柱总根数为54根，柱身总长为10.45m，单层段钢管柱总根数8根，柱身总长为4.1m”。2号线暗挖车站主体长206.7m，净宽21.6m，覆土7.5～9.5m，“正常段钢管柱直径为0.9m，钢管柱总根数为29根，柱身总长为12.51m，下挖段钢管柱直径为1.0m，钢管柱总根数为4根，柱身总长为14.31m，各钢管柱总拼装图如下所示：
图1
2 重难点分析
（1）1号线车站主体净宽21.8m，净高14.891m，2号线车站主体净宽21.6m，净高18.359m，主体施工净空尺寸较大，由此钢管施工承载着天梁及扣拱全部重量，钢管柱的安装尤为重要。
（2）由于钢管柱自身较重，需要分节安装，操作工艺较为复杂，节点时间较长，要求质量较高。同时采用自制吊装和运输设备，洞内操作空间小，安装难度较大。
（3）钢管柱安装时，钢管柱底部法兰盘要与底纵梁的预埋螺栓进行对接，预埋过程中要求每一根螺栓位置极其准确。（钢管柱安装参数见下表）
（4）钢管柱柱身采用C50微膨胀混凝土浇筑，对高柱混凝土浇筑过程控制较为严格。
钢管柱安装参数表
支护
形式 使用
地层 钢管柱直径（mm） 布设间距（mm） 纵向弯曲 椭圆度 管端
不平度
钢管柱 沙土、泥岩层 90-100 3700-7000 柱高/1000mm≤10mm ≤‰d ≤d/1500
中心线允许偏差 立柱顶面不平度 立柱顶面和设计标高允许偏差 立柱不垂直度允许偏差 各柱距离允许偏差 各柱两平面对角线允许偏差 对口错边
±5mm 5mm 0-20mm 柱高/1000mm ≤20mm 柱跨/1000 柱高/1000 ≤20mm T/10<3
3 钢管柱施工工艺流程及重点控制事项
（1）钢管柱法兰盘的预埋
在施主体底板衬砌和钢管柱底梁的同时，首先应考虑对其钢管柱法兰盘的预埋，其各项预埋指标的精度要求极高，在位置、高程等方面做到要求的精确度。
1）、首先由测量人员现场放样，在下导洞初支拱顶位置将钢管柱中心点位放样标记，工班人员由测量点位下吊垂线控制法兰盘中心位置。
3）、待主体衬砌底板及底纵梁钢筋绑扎完成后，施工班组人员对其钢管柱法兰盘和柱脚螺栓进行预埋，工班人员分别将螺栓插入底梁底部并与梁体主筋焊接，要求预埋柱脚螺栓必须满足长度深至钢管柱底梁底部并满足20cm的弯折长度，27根柱脚螺栓在位置和高程上要求精度不得偏差0.5cm。
4）、预埋钢管柱柱脚螺栓的同时对其法兰盘进行预埋，要求其法兰盘位置、高程偏差不大于0.5cm，安装完成后由测量人员重新对螺栓及底板进行复核，完成后与梁体钢筋焊接固定。
5）、注意由于钢管柱法兰盘数量较多，水准测量存在誤差，控制钢管柱底部法兰盘高度时切勿使用多个水准点控制标高，采用一个后视点同时控制，所有预埋完成、精度达到要求后方可浇筑底梁混凝土。（以下解放大路站现场安装钢管柱照片及法兰盘布置图） 图2
（2）钢管柱的制作
1）、钢管混凝土柱的施工应符合《钢管混凝土结构设计与规范》、《钢结构工程施工质量验收规范》及施工单位质量验收标准。
2）、钢管柱应采用具有专业技术资质的正规厂家提供的钢管：并应有出厂合格证明书和质检报告单。
3）、保证钢管柱内部与核心混凝土紧密黏贴，钢管柱内不得有油渍等污物。
4）、钢管柱吊装时应减少吊装荷载作用下的变形，吊装点位应根据钢管柱本身的承载力和稳定性经验算后确定，必要时应采取临时加固措施。
5）、钢管柱吊装时应将其上口包封，防止异物落入管内，钢管柱吊装就位后应立即进行矫正，并采取临时固定措施以保证构件的稳定性。
6）、钢管柱到达施工单位后，与预先制作完成的操作平台进行试拼，各项安装参数合格后方可运输至施工现场。
（3）施工作业面的场地清理
1）、钢管柱柱孔临时仰拱破除和土方开挖前施工班组对其作业面进行全面的场地清理，用以放置机械设备、工具和开挖土方所用。
2）、要求临时仰拱作业面不得有任何杂物和危险源，施工机具分类摆放，采用围栏进行维护。
3）、做好施工现场的道路畅通工作，保证施工机具的形式畅通，清除一切钢筋等危险物品，做到四通一平。
（4）挖孔土方机具设备准备
1）、首先由设备部门人员全面检查施工作业面的风水电畅通情况，保证洞内风水电的时刻畅通，发现风管漏风、水管漏水及个别部位照明设施不完善的及时修理。
2）、破除临时仰拱及土方开挖主要开挖工具为风镐、氧气乙炔切割设备、大锤、洋镐、电动或手摇辘辘、装土小桶等小型设备，施工前检查其是否合格及过程中对各种设备的及时保养及维修。
3）、土方运输主要采用机械三轮车现场装运，人工铁锹配合，要求施工班组所使用的机械三轮车能够良好运转，快速出土，注意使用过程中的保养。
（5）挖孔位置放样
1）、钢管柱为车站主体连接扣拱及底板的直接支撑体系，位置极为重要，所有钢管柱土方开挖及混凝土破除时测量点位极为重要。
2）、测量人员采用全站仪等测量设备对其钢管柱破除位置精确测量放样，中心位置钢钉标识并采用红漆处理。
（6）桩口加强筋、护壁钢筋混凝土材料准备
1）、由于每根钢管柱挖空护壁洞口需采用加强筋与临时仰拱相连，起到稳固挖孔桩护壁作用，因此需要准备Φ25加强筋材料。
2）钢管柱挖空采用倒挂井壁法向下挖混凝土，护壁混凝土为C30细石混凝土，加工班组准备好护壁钢筋材料及混凝土，分段下挖土方及浇筑混凝土。
3）施工材料准备完善后。工班人员开始破除临时仰拱混凝土，风镐破除并采用氧气、乙炔焊切割，预留临时仰拱钢格栅主筋进行与护壁洞口加强筋进行焊接。
4）破除时注意随时清理切割后的钢格栅和混凝土渣土废料，以防止现场较乱，扎坏车胎及对施工人员造成伤害。
（7）钢管柱挖孔土方开挖
1）、土方开挖人员采用由内而外、从上到下的开挖顺序，两人为一组，相互配合，一人在地面以上采用手摇辘辘运土至地面，一人在桩内风镐开挖土方。
2）、土方堆积至地面以上位置，出渣人员及时清理挖运废旧渣土，不得出现大量废弃土体堆积现象，易造成桩孔结构的受力破坏。
3）、井上和井下两名作业人员的良好配合极为重要，装土容器在装运过程中土体不宜过多，由于钢管柱开挖直径较小，上面人员的出土配合能力极为重要，不得出现由于人员井上人员操作失误，造成土体下落，会造成人身安全事故。
（8）护壁施做
1）、班组开挖人员在土方开挖过程中进行钢管柱护壁混凝土的浇筑，由光圆钢筋组装成钢筋笼后进行现场护壁混凝土浇筑。
2）、待混凝土形成初期强度后继续进行下一段土方开挖及护壁混凝土的浇筑。（护壁钢筋见下图）
图3 护壁钢筋安装图
（9）钢管柱安装
1）、当其钢管柱挖孔全部完成，护壁混凝土完全形成强度后，施工班组人员将其下部导洞拱顶初支混凝土破除完成后，开始准备钢管柱安装。
2）、由于开始施工钢管柱底梁的同时已对其钢管柱法兰盘及螺栓进行预埋，施工人员通过测量放样点控制钢管柱与预埋螺栓连接质量。
3）、工班人员将其安装钢管柱门吊平移至钢管柱挖孔位置，两侧架立20×20cm的方木整体性将其安平、悬空，加固稳定。
4）、采用炮车将其钢管柱运至钢管柱挖空位置后，人工将10t手拉电葫芦传入，调整左右平衡度，电工葫芦将钢管柱缓缓分节吊起并下落，人工上紧螺栓，当其单根钢管柱所有节数全部完成后，下落至法兰盘预埋螺栓位置进行钢管柱的底脚安装。（解放大路站钢管柱现场安装照片）
图4
（10）钢管柱位置纠偏
1）、施工过程因标高、位置、人员操作、机械安装、测量误差等等施工原因，造成钢管柱整体安装完成后存在一定位置偏差，需由测量人员重新放点吊施工线进行钢管柱位置纠偏。
2）、首先将钢管柱左、右跨用手拉电葫芦吊起到上导洞拱顶，施工人员将地脚螺栓全部松开后右钢管柱柱身前后左右四个方向打入木楔微调整。
4）、带螺栓油托安装在导洞边墙与钢管柱点焊连接，调整油托螺纹力矩以此来调整位置。
5）、将钢管柱四个方向全部安装工字钢后提供施工作业面安装千斤顶调整偏距，调整合格后各技术人员检测合格后加固木楔子固定后调整完成。
（11）钢筋绑扎及浇筑混凝土
1）、当钢管柱安装完成后，施工班组人员做好钢筋绑扎及浇筑混凝土的施工准备，班组人员带好安全带下至柱内，通风通电后开始绑扎钢筋。
2）、钢筋机械连接过程中，注意钢筋笼主筋与梁体预埋筋的连接，外露丝扣1-2扣。
3）、所有箍筋绑扎牢固密实，钢管柱顶盘外露主筋满足锚固天梁长度，及顶盘焊接锚固加强筋。
4）、当钢筋绑扎完成后浇筑钢管柱混凝土，要求振捣均匀，浇筑混凝土完成后复测钢管柱位置。
4 总结
通过对長春地铁解放大路站，钢管柱安装施工质量控制，使钢管柱安装施工各项技术指标均满足设计及施工要求，达到了质量控制的目的，按规定工期圆满地完成了既定的施工任务。为后续的地铁暗挖车站钢管柱施工，提供参考与借鉴。