预制装配式地铁车站施工技术浅析获奖科研报告

预制装配式地铁车站施工技术浅析获奖科研报告

摘要：地铁建设是城市交通结构中重要的结构之一，相比较其他城市交通方式，地铁拥有“客流量大、速度快捷、班次快、运载时间长”等特点。本文是对预制装配式地铁车站施工技术进行的分析。

关键词：预制装配;地铁车站;施工技术;技术应用

大规模城市轨道交通建设是我国城市发展中，为了提高城市的运行效率进行的重要建设内容。在大规模城市轨道交通建设的技术中，预制装配式地铁车站施工技术，是许多国家作为地铁技术发展到一定程度的重要标志。

一、预制装配式地铁车站的施工技术过程

通过对预制装配式地铁车站的施工案例分析，对地铁预制装配式技术施工分为以下几个施工要点：

1、施工基坑

土木建筑类工程的施工过程中，对于基坑的挖掘向来都是重中之重，并且地铁基坑的挖掘质量也关系到地铁日后的施工质量和运行质量。地铁和普通的土木工程施工不同的地方在于，一般的土木工程都是向上施工，而地铁是向下施工，还需要开凿不同的地下隧道，工期紧张，工程危险。在实际的施工过程中还需要引入隧道施工技术，对施工图纸上的地区纵向分层、横向分段，有计划的对城市土基坑里挖掘施工基坑。

2、安全支护

如表1，在地铁基坑挖掘结束之后，因为施工阶段会存在各不相同的沉降，为了保证地铁隧道的质量，需要对地铁基坑、隧道加装支护，因为地铁基坑位于地下，施工的方式和地上建筑的施工也不太一样，还需要施工人员对地铁基坑进行错索支护，提供可靠的施工空间，降低下雨、地面居民生活等因素对地铁车站施工的影响，保证地面居民和基坑的安全性。

3、預制构件拼装

在对地铁车站基坑进行安全防护之后，就需要对地铁车站展开预制构件拼装工作。城市中的预制装配构件都是事先在工厂中制作完成，通过车辆运输到施工现场就能对这些预制构件进行拼装，完成地铁车站的紧接着开展拼装预制构件工作，既要保证地铁预制装配式施工的连续性，也要让施工的质量得到保证。

二、地铁预制装配式施工技术

1、构件拼装

关于地铁的预制装配式构件拼装，主要的方式有通缝式和错缝式两种拼装方法。以某城市地铁2号线为例，将车站主体结构采用装配式构件拼装，将车站分为7块预制构件（构件编号A、B、C、D、E）。每块装配构件宽度为2.3米，重量平均在40t左右，装配式构件之间用精轧螺纹钢进行拼装连接，采用千斤顶进行张拉锁定的装配方式，以通缝式进行拼装。其中，车站的上下楼板、支撑立柱都采用现浇筑结构进行，出入口则采用特殊的结构块进行拼装，然后将装配段和与现浇段用后浇环梁进行连接，完成车站的整体拼装之后，在顶板上覆盖5米左右的泥土，完成施工。

2、施工流程

在进行车站装配的时候，为了减小构件之间的拼装误差，还需要先进行基底精平条带施工，从底板1个A块构件，2个B块构件开始，拼装完成之后，再进行边墙，也就是C块构件拼装，等边墙拼装完成，确保质量之后，在进行顶部的结构：D块结构和E块结构进行拼装，以此来确保整个工程施工的有序性。

3、施工后续

在装配构件的拼装过程中，因为拼装台车的尺寸限制，在进行底板块施工的时候，底板块不能按照原位进行拼装，需要超前边的墙块2-3米左右，边墙块超前顶板块2-3米，在全部构件拼装完成之后，再进行底板块的恢复工作。

4、施工缺点

这种施工方法虽然便捷快速，但也存在一定的缺点。此种施工方法的缺点，其中影响比较大的有预应力的锚索施工中，注浆的浆液凝固时间长，会影响工程的土方开挖的速度，没办法体现装配式车站施工的速度快、工期短特点。还有就是装配式车站在高层建筑较多的市中心施工的时候，因为车站较深，导致施工的锚索无法满足施工要求，造成施工不便。另外就是锚索的地层适应性差，一旦遇到满足锚索施工要求的地层，就需要想其他的方法进行施工，延误装配式车站的交付工期。因此，还需要现场施工人员对施工方案进行优化，确保施工质量，避免出现装配施工的意外。

三、地铁车站盾构法施工技术

1、盾构法施工技术

盾构法施工技术是暗挖法施工的方法，主要是采用金属机械制作的盾构机，将盾构掘进机械在地中按照设计的方向进行推进。盾构掘进机械通过前方的泥土切削装置对土层进行开挖，在掘进挖土的过程中就能通过出土机械将挖掘的泥土运出洞外。同时通过盾构掘进机械坚硬的外壳结构，以及用于支撑的管片设备对挖掘出的通道进行支撑，防止四周的泥土、岩石松散、掉落，发生隧道坍塌。

2、盾构法施工技术的应用优势

2.1掘进速度快

盾构法施工技术因为是全机械化的施工方法，在掘进速度上拥有很高的优势。特别是在面对工期紧张的地铁土木工程的时候，能够快速的开挖地铁隧道和基坑，为地铁施工和预制装配施工提供奠定的基础。

2.2自动化程度高

全机械化的盾构法施工技术利用千斤顶提供推力，让盾构机械在地下不断的挖掘推进，为此，需要极高的自动化机械技术支撑，保证盾构机的自动化掘进、出土。同时，在掘进过程中还可以实现衬砌的自动化搭建，降低地铁的施工劳动强度，进一步提高地铁施工速度。

2.3城市居民影响小

盾构机械掘进技术属于暗挖法，盾构机械施工技术之所以能够在城市地铁的施工中占据极大的比例，主要是因为盾构机械的暗挖法能够在地下独立工作。相比明挖法和挖盖法，对于城市的日常生活影响小，在地面占据的施工面积也小。盾构机械掘进技术能够在不影响地面交通与设施的前提下，快速展开地铁工作效率。

2.4受外界的影响小

地铁施工技术中，盾构机的暗挖法对于外界环境影响小。因为是在地下施工，寒暑季节、风雨气候很难影响到盾构机暗挖法的施工。

2.5对外界的影响小

暗挖法对于城市的地下水管道系统、电力系统等等影响不大，主要完善地铁基坑的位置一般都比这些系统深，而暗挖法是直接在地下开掘施工，只需要在施工前期选择电力、管道不集中的地方，就不会对城市的生活用电用水造成很大的影响。同时，地层属于天然的隔音体，盾构机在施工过程中不会有噪音扰乱居民的生活。

3、盾构机暗挖法的局限

3.1盾构机的适应能力差

盾构机的结构复杂，对于多变的地质环境适应能力差。因此，盾构机在松软土质中的施工效率是最高的。

3.2盾构机维修困难

盾构机属于全机械施工设备，科技技术含量高，因为存在体积大、运输困难的特点，一旦发生故障，就很难进行维修。因此，在进行施工之前，需要技术人员对城市的地层分段探测，确保地质符合盾构机的使用条件。

3.3对工人施工不友好

暗挖法的施工隧道随着挖掘的逐渐深入，会有一种幽闭的感觉，同时，因为土层的遮挡，施工人员并不能看见阳光，心理承受的压力大。因为挖掘后的隧道和车站还没有进行预制构件拼装施工，所以可能存在渗水、岩土脱落等情况，施工环境差。

四、地铁车站施工防水技术的重要性

1、防水施工技术的重要性

地铁车站在开挖之后，土层渗水问题对于地铁车站的施工质量影响非常的大。在预制装配工程施工之前，需要地铁施工人员对地铁车站的防水施工进行相应的重视。因为地铁车站的渗水会影响到土层脱落、腐蚀地铁车站中的施工设备、影响地铁的施工质量、甚至是导致地铁主体结构开裂、裂缝渗漏等等问题，严重影响地铁车站的施工和后续的运营维护。

2、地铁施工防水要求

2.1杜绝水渍

水渍通常是地铁工程中渗水漏水现象的表现，也有可能是土层中地下水渗漏的影响。因此，在施工过程中严防水渍的产生，对水渍出现的问题给予快速解决，能够避免后续的施工事故发生。

2.2提高施工技术

对于一些地下水丰富，降雨丰富的地区，地铁的车站结构应当加装防水线，提高防水性能，注重混凝土的防水效果，在其中填充各类防水材料，并做好地铁车站的裂缝治理工作，杜绝裂缝渗水的影响。

3、浇筑的缺陷填充

在进行车站的混凝土浇筑的时候，因为混凝土浇筑的工程量大，地铁施工难度大，对于一些支护地段的支撑端头浇筑非常的困难。因为混凝土浇筑的时候，土层尚未填充严实，支护的支撑端头和土层接触的地方难以浇筑成型，需要在事后取消支护后对其进行补漏浇筑，预防孔隙和施工缺陷的出现。

4、填充缝隙

地铁施工中的缝隙漏水其实非常的常见。而缝隙是地铁车站漏水的重大缺陷之一。通常在施工中就需要对出现的施工缝隙进行填补，使用的材料主要有止水带、止水钢板、缝隙防水填充物等等。

五、提高地铁车站施工技术的关键

1、防水处理

在施工过程中严格的对车站防水进行处理，降低车站内部的渗水，可以提高地铁车站的整体施工质量，即使是对于出现的裂缝，也需要对其进行彻底的修补和防漏。对于一些开挖过程中遇到的地下水问题，可以使用遇水膨胀的止水条进行堵塞封闭。在预制装配过程中，需要对地铁车站的底板、侧墙的施工缝隙做好防水填充，避免因为地下渗水破坏预制装配施工的质量。最好在地下水丰富的区域，对地铁车站加设排水系统，可以有效的降低车站渗水影响。

2、地铁施工人员

2.1加强人员的专业培训

因为地铁车站的工作特殊性，对于人员的专业要求更高，也就需要企业加强地铁工作人员的专业培训，提高工作人员的专业知识也职业素质，才能有效的提高地铁施工技术，解决大部分的地铁施工质量问题。当然，对于地铁施工人员的专业培训内容不仅仅包含有地铁人员的专业技术、专业技能、职业素养这些方面。其中还应该加入地铁施工人员的心理培训，其中包括但不限于心理压力测试、幽闭心理缓解、封闭环境里的情绪调控等等，需要由工区的总工牵头，在地铁施工之前进行针对性的内容学习。

2.2细化人员职责

想要提高地铁的预制装配施工质量，还需要细化人员的职责。将每个工作人员的工作技能、工作职责最大限度的划分出来，这样可以在培训中心做出专业的指导