地铁车站盖挖逆作法施工

1、当拟建的城市地铁车站所在位置在短期内可以利用地面车道、人行道和绿地等进行暂时的、部分的交通道路改移时,可选用盖挖逆作法进行施工。这种先施作车站周边围护桩和结构主体桩、柱,然后将结构盖板(梁、板结构置于桩(围护桩、柱(钢管柱或钢筋混凝土柱之上,自上而下完成土方开挖并施作边墙、中隔板及底板等车站主体结构的施工方法,曾在北京地铁复八线的永安里站、天安门东站率先使用,在安全、工期、质量和环境影响上有明显优势。近年来北京地铁新线上的白石桥、动物园、中关村等站,也采用盖挖逆作法,其社会效益和经济效益被广泛承认。1盖挖逆作法的施工特点11地铁车站盖挖逆作法的前提条件是地面有交通道路改移的条件,可以在较短时间

2、内完成桩、柱和盖板,从而能较快恢复原有地面交通状态;2根据路面情况,可分段施工,也可分左右两幅先后施工,交通道路改移灵活;3与明挖深基坑相比,其开挖、二衬施作过程都自上而下,结构自身的盖板、中隔板就是基坑的水平支撑,从而降低了结构施工风险和环境风险;4在盖板和中隔板下方施工,给操作者提供了一个较为安全的施工环境;5操作空间大,便于小型机械设备的配套使用;6噪声、粉尘被隔离,降低了对环境的污染和对居民的干扰;7出土、进料灵活,可选择车站出入口或风道紧贴车站主体设置竖井,也可直接在盖板上预留施工洞,从而缩短了运输距离;8无冬、雨季施工要求。2车站盖挖逆作法的基础类型盖挖逆作法的周边围护结构可采用钻

3、孔灌注桩和条形基础桩两种型式,结构中柱可采用钻孔灌注桩基础2,也可采用条形基础3(见图1、2。所有条形基础都设置于用浅埋暗挖法先行修建的小导洞内。3地铁车站盖挖逆作法施工顺序简言之,盖挖逆作法的施工顺序为:一柱、二盖、三板、四墙、五底。一柱:先施作围护桩(柱护壁(摩擦桩或条形基础桩,同时施作结构钢管柱(或钢筋混凝土柱。二盖:将盖板置于围护桩和中柱之上,为了使桩连成一体,桩上设冠梁。这里盖板的概念,实际上是由周边梁结构和柱上纵横的梁结构及盖板结构均置于地铁车站盖挖逆作法施工刘昌用,郜强(中铁隆工程有限公司,四川成都610000摘要:对盖挖逆作法施工特点、基础类型、施作顺序进行全面介绍,对关键技术

4、作了较详细的分析,并列举了盖挖逆作法实施过程中容易被忽略的问题。关键词:地铁车站;盖挖逆作法施工;交通道路改移;钻孔灌注桩基础;条形基础;关键技术中图分类号:U231.4文献标志码:B文章编号:1009-7767(201001-0095-04Analysis of Top-Down Inverse Construction Method for a Subway StationLiu Changyong,Gao Qiang图1条形基础示意图图2桩基基础示意图地模之上而组成的梁板结构。三板:开挖第1层土方后施作中隔板。在地模上绑扎中隔板钢筋,浇筑中隔板混凝土(中隔板也是梁板结构。一般情况,利用出

5、入口或风道位置,紧贴车站结构设置竖井,破桩开挖马头门进入车站第1层进行土方开挖和二衬作业。四墙:用不带动力的移动式边墙支架(专门设计逐段浇筑边墙混凝土。五底:在完成第1层土方、中板、边墙后,施作车站第2层土方、底板及边墙。第3层仍照此顺序进行。3.1分段施工顺序将车站分成45段施作,每段之间设沉降缝,施工步序如图3所示(以条形基础类型为例,选自北京天安门东站3。3.2分幅施工顺序在交通导改允许情况下,可将车站左、右两幅先后施工,其施工步序如图4所示(以桩基础类型为例,选自北京动物园车站2。4盖挖逆作法的关键技术盖挖逆作法是由若干简单、原始的技术巧妙地有机地组合,从而形成一套完整的甚至是完美的施

6、工工法。4.1确保车站防水系统和结构钢筋完整、连续的技术确保整个车站防水系统和结构钢筋的完整和连续是第1个关键技术。它通过地模预留沟槽和回填沟槽来实现(见图53。4.2高标准的地模施作技术4.2.1水泥砂浆地膜a小导洞内施作条形基础b在条形基础上施作边桩和中柱c将盖板置于桩柱之上d恢复地面交通,开挖第1层土方e在地模上施作第1层中板,开挖2层土方f在地模上施作第2层中板,开挖3层土方g施作底板、边墙,完成车站主体结构图3条形基础盖挖逆作法施工步序图 地模的质量标准(见表1 4.2.2地模施工程序(见图64.2.3其他地模型式近年来有的施工单位在夯实地面之上用竹胶板配合加气砖砌沟槽的办法,也取得

7、了较好的效果。4.3钢管柱的加工、运输、吊装就位技术天安门东站对在条形基础上安装钢管柱,有一套完整的工艺流程和验收标准。动物园车站对旋挖桩基座定位有详细的操作细则。4.3.1钢管柱的制作精度要求(见表234.3.2钢管柱吊装就位在分段加工制作、整体拼接吊装、一次性安装就位过程中,应高度关注垂直误差、标高误差和轴线位移。在条形基础上的钢管柱底座定位,如图7所示3。4.4钢管柱置于桩基之上的安装技术动物园车站为确保中柱在车站底板结构以下的覫1500桩基与上部覫800钢管柱的连接及其整体性、垂直度、牢固性以及安装精度和操作者的安全,采用了钢套管由地面自上而下分两部制作,外法兰连接,钢套管外露长度不小

8、于500mm (壁厚20mm ,分两部分安装的方法。即桩基部分钢套管与桩基钢筋笼焊在一起同时放入孔内,桩基以上部分钢套管分节连接后与桩基钢套管连接(见图8,选自北京动物园车站2。 4.5钢管内混凝土灌注技术天安门东站采用管内混凝土连续抛落无振捣浇序号项目允许偏差/mm 检测频率检测方法1234厚度平整度底板梁底中线标高梁槽宽度±105±5+2001点/100m 21点/20m 1点/20m 1点/20m钢尺靠尺水平仪钢尺表1地膜质量标准图6地模施工程序 收稿日期:2009-08-17作者简介:刘昌用(1940-,男,贵州安顺市人,享受政府特殊津贴高级工程师,铁道部有突出贡献

9、科技专家,长期从事山岭隧道、城市地铁工程实践和施工技术研究。筑并配合上部振捣,动物园站采用导管浇筑自下而上、边振捣边拔导管(导管直径300mm ,振捣棒长度大于钢管高度方法。两站均选择C40无收缩混凝土,掺12%U 型微膨胀剂,塌落度为2024cm 。4.6边墙混凝土及施工缝浇筑技术4.6.1采用钢桁架模板边墙台车自制的移动式无动力钢桁架模板边墙台车(见图93刚度大、移动就位快、抗变形能力强,每次浇筑810m ,泵送入模。4.6.2施工缝处的混凝土浇筑盖挖逆作法施工地下各层边墙混凝土,都存在着边墙顶部水平施工缝的处理难题。采取的措施是在施工缝下部浇筑混凝土时,为使其密实利用台车上预留的位置浇筑

10、成一假牛腿,待混凝土初凝后及时凿平补齐(见图103。4.7确保深基坑、高边墙结构安全的技术因行车及设备等需要,盖挖逆作车站底层建筑高度均在6.5m 以上,为确保底层深基坑开挖和高边墙稳定安全,必须采取横向支撑或桩锚加固技术。当土质较好,也可采取分段跳槽开挖预留两侧马道或土柱支撑的办法。5盖挖逆作法实施过程中容易被忽视的问题1二衬边墙必须与底板连在一起同时施作,不留工作缝(因该处承受负弯矩;2梁板结构和边墙的外露面、迎水面都必须确保规范要求的保护层厚度,尤其是梁板结构大面积外露面的保护层,对结构钢筋不被锈蚀起着重要作用;3地模的稳固性、平整度、光洁度、标高、梁槽宽度必须与结构尺寸吻合,并确保脱模

11、后结构表面光滑;4工作缝应预留注浆管,同时重视后浇带的预留和浇筑;5边墙顶部水平施工缝处浇筑的“假牛腿”混凝土初凝后及时凿平补齐;6时间效应、降水效应、群洞效应对结构不均匀沉降都有较大影响,所以必须要做好沉降缝,避免结构发生不均匀沉降时受到内伤;7增设出土通道,提高机械开挖、运输、起吊能力,以解决盖挖逆作法出土慢的问题。参考文献:1陈小雄.盖挖逆作地铁车站的结构特点J.现代隧道技术,2002(4:27-32.2北京市政建设集团有限公司,北京交通大学.北京地铁车站盖挖逆作法施工关键技术研究R.北京:北京市政建设集团有限公司,2008:16,57.3刘昌用,范国文,张国亮,等.北京地铁天安门东站条形基础围护结构盖挖逆作法设计施工技术研究R.北京:中铁隧道集团,北京市地铁公司,1998:10-85.北京2015年新线建成地铁再投1900亿2009年起至2015年,北京地铁共计需投入1900亿元。据北京市基础设施投资公司消息,2009年,北京轨道交通在施线路将达13条