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摘要:随着工农业的快速发展及城市化进程的不断深入,土地资源问题日益紧张,给各地经济建设及社会发展造成严重限制。近些年来,我国交通行业得到显著发展,越来越多的地下铁道(即地铁)投入施工及使用中,极大程度上缓解了土地紧张的问题,其中盖挖逆作法由于可对地下及地上空间进行最大限度的利用,同时还具备占用地面的时限短、造价低、安全性高及影响范围小等显著优势,被广泛应用在地铁施工过程中,并成为地铁车站工程一项重要的施工技术。
关键词:地铁车站;盖挖逆作法;施工技术
引言
近年来轨道交通发展迅速,由于功能的需要,地铁车站多规划在交通流量大、建筑物密集的城市繁华和交通繁忙干道下,然而一条地铁线路从开工到通车一般为4年~6年,怎么既尽量减小对现行交通影响又保证车站和轨交区间的建设,是摆在整个轨道交通体系工作者急需解决和不断完善的课题。盖挖法因对地面交通干扰少,有利于保护环境等诸多优点,在我国上海、天津、南京、广州等地地铁车站建设中使用越来越多。
1盖挖逆作法的相关概念及施工特点
1.1概念
作为一种现代化地下工程施工技术,盖挖逆作法指在将明挖内支撑基坑顺利完成的前提条件下,开展车站主体桩柱以及周围护桩的施工,接着将其作为支撑,在混凝土柱、围护桩以及钢管柱的上方安放结构盖板,并根据从上到下的顺序将土方挖开,并开展底板衬砌、中隔板以及边墙等各项结构的施工操作。
1.2施工特点
(1)施工组织灵活
在地铁车站施工中应用盖挖逆作法时,可地上的实际情况为依据,合理采取左右两幅或分段的施工方法,这极大程度上增加了施工组织的灵活性,在道路改移及确保交通顺利方面,发挥出重要作用。
(2)施工时间灵活
地铁车站的施工大多是在地下封闭空间进行,不会受到气温及天气等自然条件太大影响,因此在其他条件允许的情况下,任何季节均可进行施工。
(3)造价低
采用盖挖逆作法时,可有效降低工程造价及建设资金,从而充分促进工程企业经济效益的提高。
(4)不会对周围环境造成太大污染
由于施工的位置在地下,施工上方用顶板封盖住了,因而产生的粉尘及噪声等不会随意扩散,便有效减少了对施工周围环境的污染及不良影响。
(5)施工环境好。
(6)占用地面的时限较短
应用盖挖逆作法时,盖板的使用同样为一大特点。当完成钉板的施工且符合要求后,便可开展土方回填操作,恢复地上交通,从而将占用地面的时间大幅缩短,最大限度减少工程施工对地上各种生活、生产等活动造成的不良影响。
(7)安全性高
在盖挖逆作法中,支撑结构为建筑本身,采取的是从上到下的施工顺序,其中工程支撑结构的施工操作及硬化随着施工进度的不断加大而同步跟进,从而很好地保证了工程施工的安全性。
2地铁车站盖挖逆作法施工技术探析
2.1临时路面结构
工程临时路面结构的施工根据交通疏解情况分幅倒边施工,承重梁置于围护结构上,视围护结构跨度,一般采用贝雷梁、军用梁、钢梁、混凝土梁等作承重结构,其上按要求施作临时路面。
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2.2钢支撑施工
(1)钢支撑体系
基坑内支撑根据开挖深度一般沿竖向挖掘方向设置3~4层支撑体系,临时路面支撑结构作为地下部分施工围护的第一道支撑,端部与风道位置斜撑。钢支撑体系钢管型号通常为Φ600~800、δ=12、14、16mm,支撑体系内部加设工字钢腰梁作为加固连接。
钢支撑体系通过法兰盘连接,钢管一端固定另一端活动,相邻法兰盘间的钢管长度根据地铁车站实际施工条件确定,较长的钢管应配合部分较短的钢管共同支撑,以提供更为理想的应力载荷条件,并且能够有效适应地铁车站施工基坑宽度与斜撑长度。
(2)提升系统
钢支撑体系施工需要相应的提升系统辅助完成,以保证架设和拆除过程中的效率与安全性。本地铁车站施工的提升系统架设在钢牛腿支架上,支架通过螺栓固定在基坑围护桩冠梁上,后腿间距根据围护桩设置参数选择,使用I30a作为体系施工运行轨道,提升动力来自电动葫芦。
(3)钢支撑架设
地铁车站钢支撑系统架设与挖方施工协同进行,钢支撑架设应考虑其自身载荷性能条件,对架设时间、位置以及与应力水平进行合理的选择,以保证地铁车站基坑施工的整体稳定性。在实际操作过程中,钢支撑体系架设应在挖方至支撑位置下50cm左右时进行,同时结合基坑稳定性要求是施加相应的预应力,以达到提前支护的效果,对围护结构形变进行有效的控制。在钢支撑架设环节,应首先进行预埋件安装,在预埋安装稳定后焊接牛腿并安装围檩。借助提升系统将相应的钢管支撑体系吊装到设计位置并完成固定。固定完成后,使用液压设备在支撑体系活动端进行预应力操作,预应力水平应为支撑轴力的0.85倍,预应力达到标准后钢楔锁定支撑。
2.3正线桥通行情况下下部盖挖施工
(1)施工重点
由于在盖挖施工阶段,国铁站房已经完成地下结构,并且上部将有铁路线正常通行,此期间需要时刻监测火车运行震动对围护体系和土方开挖的影响;地铁盖挖施工周期将持续1年多以上,期间将不停地对基坑进行降水,判断是否可能引起水土流失或沉降而影响站房基础的稳定。
(2)防水施工
车站埋深大,水压力大,接口多,接缝多,因此结构防水是施工控制的重点。首先做好自防水,地下连续墙浇筑过程中严格按照设计要求及规范规定施工,保证连续浇筑。特别注意做好后浇墙板和中板、顶板、底板间的施工缝处理,避免该施工缝成为薄弱环节导致渗漏水情况的发生。
2.4侧墙混凝土浇筑
中、底板施工完毕后,即可施工负一层、负二层侧墙。先将前期浇筑混凝土进行凿毛并清洗干净。采用单侧三角形定型钢架模板系统进行施工,模板采用9015定型钢模板,支架拼接成整体结构,间距0.75m。施工时,通过中、底板施工时预留准25mm螺杆来固定支架,顶部模板做成喇叭口状,其顶面高出混凝土接茬面20cm。混凝土浇筑时,分成上下两部分浇筑,在侧墙中部的位置水平安装一排开洞的异形模板,浇筑侧墙下半部分时从开洞模板上下放及振捣混凝土,浇筑至洞口下缘时,封闭洞口,从侧墙顶部的喇叭口浇筑及振捣剩余部分的混凝土。待侧墙混凝土强度达到2.5MPa后,拆除接茬处模板,人工凿除牛腿混凝土,混凝土凿至侧墙边缘2cm处,用高强度砂浆将侧墙面抹平。在混凝土达到设计强度后,通过预留的注浆管进行灌注超细水泥浆回填。
2.5钢管柱上口固定措施
钢管柱上口固定可以通过先对型钢井字架进行固定,然后通过安装在型钢的微调器进行调节;也可以通过安装在钢套盒钢管柱上口千斤顶进行调节,将其调到钢管柱上口的合适位置。钢管柱上口固定实施步骤列举如下:首先将钢管柱进行下放,然后和上口进行调整,通过在顶部和合适的钢套筒上进行临时挂钩的焊接。此外还可通过红外线投点,定位到钢管柱的上方,调节螺丝的位置,将钢管柱上口和红外线投射的中心矫正,通过这些可以基本确定钢管定位的规范精度,并且方法通俗易懂,可行性高,操作工具能够多次使用。
结束语
综上所述,地铁凭借高效快捷、不会对周围环境造成太大影响等优势,有效解决了城市交通拥堵的问题,并极大程度上促进了城市公共交通行业的发展。而为充分促进地铁车站施工质量的提高,工程建设人员就需加大盖挖逆作法的应用力度,在减小此种施工技术不足的同时,将其优点最大限度突出,从而确保其在地铁车站施工中发挥出良好作用。
参考文献
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[2]唐剑,付洵.大型地铁车站基坑盖挖逆作中间立柱施工关键技术[J].铁道建筑,2012,(11).
[3]任立志.地铁车站盖挖逆作施工技术[J].山西建筑,2013,(17).
论文作者:王艳培,王亚楠
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/13
标签:地铁论文; 车站论文; 钢管论文; 作法论文; 混凝土论文; 基坑论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2017年第16期论文;