深圳地鐵科學(xué)館站蓋挖順作法施工技術(shù)
摘 要 介紹臨時(shí)路面系統(tǒng)的施工、交通疏解以及車站在臨時(shí)路面系統(tǒng)的掩蓋下進(jìn)行施工的方法。
關(guān)鍵詞 地鐵車站 蓋挖 順作法
1 工程概況
深圳地鐵科學(xué)館站位于深南大道行車道的下方, 全長222. 5 m , 寬18. 7 m 。車站主體為雙層雙跨(局部3 跨) 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),站臺(tái)為10 m 島式站臺(tái),車站有4 個(gè)風(fēng)道和4 個(gè)出入口。
深南大道是深圳市主行車道,東西走向。科學(xué)館站施工設(shè)計(jì)為蓋挖順作法,在基坑上安裝臨時(shí)路面系統(tǒng)不僅保證了深南大道的行車,還確保了車站在路面系統(tǒng)的掩蓋下進(jìn)行順作施工。
因主體結(jié)構(gòu)是在臨時(shí)路面系統(tǒng)的掩蓋下從下向上施工,故名蓋挖順作法。蓋挖順作法的優(yōu)點(diǎn)在于:
(1) 不影響交通,保證繁忙交通主干道順利行車;
(2) 車站順作便于主體結(jié)構(gòu)施工;
(3) 對車站防水施工更為有利。
而且對土方機(jī)械化作業(yè)有影響。所以,把主體結(jié)構(gòu)臨時(shí)路面系統(tǒng)優(yōu)化為六四加強(qiáng)型軍用梁作主梁,取消縱梁和格構(gòu)立柱,在軍用梁上鋪設(shè)路面板,這樣就形成了臨時(shí)路面系統(tǒng)(圖2 、圖3) 。
圖1 原設(shè)計(jì)臨時(shí)路面系統(tǒng)橫斷面(單位:mm)
2 車站的臨時(shí)路面系統(tǒng)
科學(xué)館站主體、風(fēng)道和出入口通道全部采用蓋挖法施工。車站主體原施工設(shè)計(jì)圖中采用H 型鋼作路面系統(tǒng)的主梁。車站縱向設(shè)2 根H700 的縱梁,其下設(shè)2 排共74 根格構(gòu)柱支撐; 在縱梁上橫向每2 m 設(shè)1 道H488 的橫梁,再在橫梁上鋪設(shè)2. 0 m ×0. 75 m ×0. 2 m 的路面板。原設(shè)計(jì)臨時(shí)路面系統(tǒng)如圖1 所示。
2. 1 車站主體結(jié)構(gòu)臨時(shí)路面系統(tǒng)的
優(yōu)化設(shè)計(jì)圖2 主體結(jié)構(gòu)軍用梁臨時(shí)路面系統(tǒng)平面布置(單位:mm)
由于格構(gòu)柱的施工難度大,安裝精度難以 軍用梁采用六四加強(qiáng)型,與車站縱向垂直方向安達(dá)到設(shè)計(jì)要求,且格構(gòu)柱穿透結(jié)構(gòu)的底板、中板、頂板, 放,每2. 0 m 1 片,共111 片,梁長20 m , 中間設(shè)4 道縱主體結(jié)構(gòu)施工完后才切除,不僅對結(jié)構(gòu)防水影響很大, 向聯(lián)結(jié)系(把每2 片軍用梁連接在一起) 。
2. 2 交通疏解與臨時(shí)路面系統(tǒng)的施工深南大道交通十分繁忙,共采用了8 次交通疏解
方案,即路面系統(tǒng)施工時(shí)4 次,結(jié)構(gòu)施工完畢后拆除臨
圖3 軍用梁臨時(shí)路面系統(tǒng)(單位:mm) 時(shí)路面系統(tǒng)時(shí)4 次。
該大道路面寬28 m , 共8 車道。為確保其中7 車道行車,把兩側(cè)人行道各拓寬4. 5 m 作行車道,這樣該段路面寬36. 5 m , 共10 車道。第一次交通疏解占道3 車道寬11. 25 m , 施工車站南側(cè)主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)、南側(cè)風(fēng)道和出入口通道的臨時(shí)路面系統(tǒng); 第二次交通疏解也占道3 車道寬11. 25 m , 施工車站北側(cè)主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)、北側(cè)風(fēng)道和出入口通道的臨時(shí)路面系統(tǒng);第三次交通疏解占3 車道寬11. 5 m , 施工車站主體一半端頭密排人工挖孔樁和車站主基坑北側(cè)臨時(shí)路面系統(tǒng); 第四次交通疏解占3 車道寬11. 5 m , 施工車站主體另一半端頭密排人工挖孔樁和車站主基坑南側(cè)臨時(shí)路面系統(tǒng)。經(jīng)過前4 次交通疏解,完成了車站風(fēng)道、出入口通道、主體結(jié)構(gòu)的臨時(shí)路面系統(tǒng)。后4 次交通疏解主要是在整個(gè)車站完成后,拆除臨時(shí)路面系統(tǒng),恢復(fù)交通,其施工過程與前4 次基本相反。
在第一次圍擋時(shí),因慣性車流量大,造成車流擁擠,幾天后,部分車流自覺分流,交通恢復(fù)正常,以后再也沒有造成大的影響,車流順暢。
3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工和管線懸吊保護(hù)
車站主體采用407 根密排人工挖孔樁,樁徑1. 2 m , 樁長21. 75～23. 75 m 。挖孔樁樁芯相切, 護(hù)壁咬合。整個(gè)車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工與交通疏解同步,分4 次完成。
在車站兩側(cè)人行道底下,管線繁多,其中雨水管、污水管均為混凝土管。風(fēng)道和出入口通道臨時(shí)路面系統(tǒng)施工時(shí),進(jìn)行管線的懸吊和保護(hù)。管線采用鋼絲繩懸吊在2 根45 號并排安放的工字鋼梁上。由于雨水管和污水管為混凝土管,在懸吊前采用鋼管替換。
4 車站主體施工
車站施工在路面系統(tǒng)的掩護(hù)下進(jìn)行。為便于土方外運(yùn)和材料設(shè)備進(jìn)出,在3 號、4 號風(fēng)道設(shè)15 % 斜坡道。
(1) 土方施工
車站主基坑深16 m 。土方施工分2 層進(jìn)行:第一層從車站兩端的3 號、4 號風(fēng)道向中間挖土;第二層從車站中間向兩端開挖。土方均從3 號、4 號風(fēng)道口斜坡道運(yùn)出。
(2) 鋼腰梁和鋼支撐安裝
車站共設(shè)2 道支撐。車站臨時(shí)路面系統(tǒng)作為基坑開挖的第一道支撐,在車站中板上1 m 處設(shè)置第二道鋼支撐,鋼支撐安裝在第一層土方施工完后,第二層土方邊挖邊支撐。
(3) 車站主體結(jié)構(gòu)施工
車站主體結(jié)構(gòu)長222. 5 m , 寬18. 7 m , 施工時(shí)沿線路縱向分段,豎向分層。分段時(shí)為防止側(cè)墻出現(xiàn)裂紋以及柱間距的關(guān)系,原則上每12 m 為一段,這樣共分20 段。每段在豎向又分5 道工序,即: 底板→ 站臺(tái)層側(cè)墻→中板→站廳層側(cè)墻→頂板。
5 車站結(jié)構(gòu)的防水
車站以結(jié)構(gòu)自防水為主。結(jié)構(gòu)混凝土有P8 和P12 兩種防水等級。對于側(cè)墻的防水,采用了3 道防水措施。車站的密排人工挖孔樁樁芯施工時(shí)結(jié)合在一起,并在樁間設(shè)置2 道緩膨型止水條,這是第一道防水;在圍護(hù)樁內(nèi)基面上涂刷水泥基滲透結(jié)晶材料,這是第二道防水;第三道防水就是結(jié)構(gòu)防水混凝土自防水,車站頂板和底板的防水采用柔性防水卷材(PVC 防水板) 。
6 施工階段的監(jiān)測
車站的施工離不開信息化反饋,即通過監(jiān)控量測進(jìn)行指導(dǎo)施工。通過對地表沉降觀測進(jìn)行周邊建筑物監(jiān)控;通過對鋼支撐軸力的監(jiān)測以觀測車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定;通過對臨時(shí)路面系統(tǒng)主梁軍用梁的監(jiān)測來監(jiān)控路面系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。另外,在土方施工與鋼支撐安裝協(xié)調(diào)時(shí),采用ANSYS 軟件進(jìn)行力學(xué)計(jì)算,確保安全。
7 結(jié)語
在城市交通繁忙的主干道上修建地鐵車站,蓋挖順作法優(yōu)點(diǎn)明顯,它比暗挖節(jié)省投資40 % , 且安全性能、防水性能都大大提高,明挖法在交通繁忙的城市主干道上幾乎不可能,而蓋挖法能解決這些問題,值得大力推廣。
