地鐵車站蓋挖逆作法施工

1、當(dāng)擬建的城市地鐵車站所在位置在短期內(nèi)可以利用地面車道、人行道和綠地等進(jìn)行暫時(shí)的、部分的交通道路改移時(shí),可選用蓋挖逆作法進(jìn)行施工。這種先施作車站周邊圍護(hù)樁和結(jié)構(gòu)主體樁、柱,然后將結(jié)構(gòu)蓋板(梁、板結(jié)構(gòu)置于樁(圍護(hù)樁、柱(鋼管柱或鋼筋混凝土柱之上,自上而下完成土方開挖并施作邊墻、中隔板及底板等車站主體結(jié)構(gòu)的施工方法,曾在北京地鐵復(fù)八線的永安里站、天安門東站率先使用,在安全、工期、質(zhì)量和環(huán)境影響上有明顯優(yōu)勢。近年來北京地鐵新線上的白石橋、動(dòng)物園、中關(guān)村等站,也采用蓋挖逆作法,其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益被廣泛承認(rèn)。1蓋挖逆作法的施工特點(diǎn)11地鐵車站蓋挖逆作法的前提條件是地面有交通道路改移的條件,可以在較短時(shí)間

2、內(nèi)完成樁、柱和蓋板,從而能較快恢復(fù)原有地面交通狀態(tài);2根據(jù)路面情況,可分段施工,也可分左右兩幅先后施工,交通道路改移靈活;3與明挖深基坑相比,其開挖、二襯施作過程都自上而下,結(jié)構(gòu)自身的蓋板、中隔板就是基坑的水平支撐,從而降低了結(jié)構(gòu)施工風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn);4在蓋板和中隔板下方施工,給操作者提供了一個(gè)較為安全的施工環(huán)境;5操作空間大,便于小型機(jī)械設(shè)備的配套使用;6噪聲、粉塵被隔離,降低了對環(huán)境的污染和對居民的干擾;7出土、進(jìn)料靈活,可選擇車站出入口或風(fēng)道緊貼車站主體設(shè)置豎井,也可直接在蓋板上預(yù)留施工洞,從而縮短了運(yùn)輸距離;8無冬、雨季施工要求。2車站蓋挖逆作法的基礎(chǔ)類型蓋挖逆作法的周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)可采用鉆

3、孔灌注樁和條形基礎(chǔ)樁兩種型式,結(jié)構(gòu)中柱可采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)2,也可采用條形基礎(chǔ)3(見圖1、2。所有條形基礎(chǔ)都設(shè)置于用淺埋暗挖法先行修建的小導(dǎo)洞內(nèi)。3地鐵車站蓋挖逆作法施工順序簡言之,蓋挖逆作法的施工順序?yàn)?一柱、二蓋、三板、四墻、五底。一柱:先施作圍護(hù)樁(柱護(hù)壁(摩擦樁或條形基礎(chǔ)樁,同時(shí)施作結(jié)構(gòu)鋼管柱(或鋼筋混凝土柱。二蓋:將蓋板置于圍護(hù)樁和中柱之上,為了使樁連成一體,樁上設(shè)冠梁。這里蓋板的概念,實(shí)際上是由周邊梁結(jié)構(gòu)和柱上縱橫的梁結(jié)構(gòu)及蓋板結(jié)構(gòu)均置于地鐵車站蓋挖逆作法施工劉昌用,郜強(qiáng)(中鐵隆工程有限公司,四川成都610000摘要:對蓋挖逆作法施工特點(diǎn)、基礎(chǔ)類型、施作順序進(jìn)行全面介紹,對關(guān)鍵技術(shù)

4、作了較詳細(xì)的分析,并列舉了蓋挖逆作法實(shí)施過程中容易被忽略的問題。關(guān)鍵詞:地鐵車站;蓋挖逆作法施工;交通道路改移;鉆孔灌注樁基礎(chǔ);條形基礎(chǔ);關(guān)鍵技術(shù)中圖分類號:U231.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號:1009-7767(201001-0095-04Analysis of Top-Down Inverse Construction Method for a Subway StationLiu Changyong,Gao Qiang圖1條形基礎(chǔ)示意圖圖2樁基基礎(chǔ)示意圖地模之上而組成的梁板結(jié)構(gòu)。三板:開挖第1層土方后施作中隔板。在地模上綁扎中隔板鋼筋,澆筑中隔板混凝土(中隔板也是梁板結(jié)構(gòu)。一般情況,利用出

5、入口或風(fēng)道位置,緊貼車站結(jié)構(gòu)設(shè)置豎井,破樁開挖馬頭門進(jìn)入車站第1層進(jìn)行土方開挖和二襯作業(yè)。四墻:用不帶動(dòng)力的移動(dòng)式邊墻支架(專門設(shè)計(jì)逐段澆筑邊墻混凝土。五底:在完成第1層土方、中板、邊墻后,施作車站第2層土方、底板及邊墻。第3層仍照此順序進(jìn)行。3.1分段施工順序?qū)④囌痉殖?5段施作,每段之間設(shè)沉降縫,施工步序如圖3所示(以條形基礎(chǔ)類型為例,選自北京天安門東站3。3.2分幅施工順序在交通導(dǎo)改允許情況下,可將車站左、右兩幅先后施工,其施工步序如圖4所示(以樁基礎(chǔ)類型為例,選自北京動(dòng)物園車站2。4蓋挖逆作法的關(guān)鍵技術(shù)蓋挖逆作法是由若干簡單、原始的技術(shù)巧妙地有機(jī)地組合,從而形成一套完整的甚至是完美的施

6、工工法。4.1確保車站防水系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)鋼筋完整、連續(xù)的技術(shù)確保整個(gè)車站防水系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)鋼筋的完整和連續(xù)是第1個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。它通過地模預(yù)留溝槽和回填溝槽來實(shí)現(xiàn)(見圖53。4.2高標(biāo)準(zhǔn)的地模施作技術(shù)4.2.1水泥砂漿地膜a小導(dǎo)洞內(nèi)施作條形基礎(chǔ)b在條形基礎(chǔ)上施作邊樁和中柱c將蓋板置于樁柱之上d恢復(fù)地面交通,開挖第1層土方e在地模上施作第1層中板,開挖2層土方f在地模上施作第2層中板,開挖3層土方g施作底板、邊墻,完成車站主體結(jié)構(gòu)圖3條形基礎(chǔ)蓋挖逆作法施工步序圖 地模的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(見表1 4.2.2地模施工程序(見圖64.2.3其他地模型式近年來有的施工單位在夯實(shí)地面之上用竹膠板配合加氣磚砌溝槽的辦法,也取得

7、了較好的效果。4.3鋼管柱的加工、運(yùn)輸、吊裝就位技術(shù)天安門東站對在條形基礎(chǔ)上安裝鋼管柱,有一套完整的工藝流程和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。動(dòng)物園車站對旋挖樁基座定位有詳細(xì)的操作細(xì)則。4.3.1鋼管柱的制作精度要求(見表234.3.2鋼管柱吊裝就位在分段加工制作、整體拼接吊裝、一次性安裝就位過程中,應(yīng)高度關(guān)注垂直誤差、標(biāo)高誤差和軸線位移。在條形基礎(chǔ)上的鋼管柱底座定位,如圖7所示3。4.4鋼管柱置于樁基之上的安裝技術(shù)動(dòng)物園車站為確保中柱在車站底板結(jié)構(gòu)以下的覫1500樁基與上部覫800鋼管柱的連接及其整體性、垂直度、牢固性以及安裝精度和操作者的安全,采用了鋼套管由地面自上而下分兩部制作,外法蘭連接,鋼套管外露長度不小

8、于500mm (壁厚20mm ,分兩部分安裝的方法。即樁基部分鋼套管與樁基鋼筋籠焊在一起同時(shí)放入孔內(nèi),樁基以上部分鋼套管分節(jié)連接后與樁基鋼套管連接(見圖8,選自北京動(dòng)物園車站2。 4.5鋼管內(nèi)混凝土灌注技術(shù)天安門東站采用管內(nèi)混凝土連續(xù)拋落無振搗澆序號項(xiàng)目允許偏差/mm 檢測頻率檢測方法1234厚度平整度底板梁底中線標(biāo)高梁槽寬度±105±5+2001點(diǎn)/100m 21點(diǎn)/20m 1點(diǎn)/20m 1點(diǎn)/20m鋼尺靠尺水平儀鋼尺表1地膜質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)圖6地模施工程序 收稿日期:2009-08-17作者簡介:劉昌用(1940-,男,貴州安順市人,享受政府特殊津貼高級工程師,鐵道部有突出貢獻(xiàn)

9、科技專家,長期從事山嶺隧道、城市地鐵工程實(shí)踐和施工技術(shù)研究。筑并配合上部振搗,動(dòng)物園站采用導(dǎo)管澆筑自下而上、邊振搗邊拔導(dǎo)管(導(dǎo)管直徑300mm ,振搗棒長度大于鋼管高度方法。兩站均選擇C40無收縮混凝土,摻12%U 型微膨脹劑,塌落度為2024cm 。4.6邊墻混凝土及施工縫澆筑技術(shù)4.6.1采用鋼桁架模板邊墻臺車自制的移動(dòng)式無動(dòng)力鋼桁架模板邊墻臺車(見圖93剛度大、移動(dòng)就位快、抗變形能力強(qiáng),每次澆筑810m ,泵送入模。4.6.2施工縫處的混凝土澆筑蓋挖逆作法施工地下各層邊墻混凝土,都存在著邊墻頂部水平施工縫的處理難題。采取的措施是在施工縫下部澆筑混凝土?xí)r,為使其密實(shí)利用臺車上預(yù)留的位置澆筑

10、成一假牛腿,待混凝土初凝后及時(shí)鑿平補(bǔ)齊(見圖103。4.7確保深基坑、高邊墻結(jié)構(gòu)安全的技術(shù)因行車及設(shè)備等需要,蓋挖逆作車站底層建筑高度均在6.5m 以上,為確保底層深基坑開挖和高邊墻穩(wěn)定安全,必須采取橫向支撐或樁錨加固技術(shù)。當(dāng)土質(zhì)較好,也可采取分段跳槽開挖預(yù)留兩側(cè)馬道或土柱支撐的辦法。5蓋挖逆作法實(shí)施過程中容易被忽視的問題1二襯邊墻必須與底板連在一起同時(shí)施作,不留工作縫(因該處承受負(fù)彎矩;2梁板結(jié)構(gòu)和邊墻的外露面、迎水面都必須確保規(guī)范要求的保護(hù)層厚度,尤其是梁板結(jié)構(gòu)大面積外露面的保護(hù)層,對結(jié)構(gòu)鋼筋不被銹蝕起著重要作用;3地模的穩(wěn)固性、平整度、光潔度、標(biāo)高、梁槽寬度必須與結(jié)構(gòu)尺寸吻合,并確保脫模

11、后結(jié)構(gòu)表面光滑;4工作縫應(yīng)預(yù)留注漿管,同時(shí)重視后澆帶的預(yù)留和澆筑;5邊墻頂部水平施工縫處澆筑的“假牛腿”混凝土初凝后及時(shí)鑿平補(bǔ)齊;6時(shí)間效應(yīng)、降水效應(yīng)、群洞效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不均勻沉降都有較大影響,所以必須要做好沉降縫,避免結(jié)構(gòu)發(fā)生不均勻沉降時(shí)受到內(nèi)傷;7增設(shè)出土通道,提高機(jī)械開挖、運(yùn)輸、起吊能力,以解決蓋挖逆作法出土慢的問題。參考文獻(xiàn):1陳小雄.蓋挖逆作地鐵車站的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)J.現(xiàn)代隧道技術(shù),2002(4:27-32.2北京市政建設(shè)集團(tuán)有限公司,北京交通大學(xué).北京地鐵車站蓋挖逆作法施工關(guān)鍵技術(shù)研究R.北京:北京市政建設(shè)集團(tuán)有限公司,2008:16,57.3劉昌用,范國文,張國亮,等.北京地鐵天安門東站條形基礎(chǔ)圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓋挖逆作法設(shè)計(jì)施工技術(shù)研究R.北京:中鐵隧道集團(tuán),北京市地鐵公司,1998:10-85.北京2015年新線建成地鐵再投1900億2009年起至2015年,北京地鐵共計(jì)需投入1900億元。據(jù)北京市基礎(chǔ)設(shè)施投資公司消息,2009年,北京軌道交通在施線路將達(dá)13條