地铁车站盖挖逆作法施工技术探析论文_朱琳1, 李东路2

地铁车站盖挖逆作法施工技术探析论文_朱琳1, 李东路2

1、武汉市城建工程有限公司 湖北省武汉市 430000;

2、身份证号码:63280119880115xxxx 湖北省武汉市 430000

摘要:社会经济的快速发展使得城市交通拥挤问题越来越突出,修建地铁成为有效缓解城市交通的有效途径之一。由于地铁车站大多在人口密集、交通流量大的城市中心区修建,受城市交通、施工场地、周围环境的限制,采用一般地下工程施工技术施工难度较大。而盖挖逆作法在建筑物密度大、施工场地狭窄、地层结构复杂的施工环境中有很大的优越性。

关键词:地铁车站;盖挖逆作法;施工技术

一、工程概况

某地铁车站总建筑面积48620.91m2,地下三层叠错式站台车站,总建筑面积32743.71m2,主体建筑面积226899.18m2,附属建筑面积11234.43m2,站台重合段宽度15.9m,底板埋深27.42m。对于车站结构应根据混凝土收缩、温度变化和地基不均匀沉降等因素引起的纵向应力,每隔12~18m设施工缝,车站主体与出入口通道、风道之间应设置变形缝。本地铁车站地下部分设计年限为100年,整体结构安全等级Ⅰ级,防火等级Ⅰ级,抗震烈度为6度,乙类建筑。

二、目前修建地铁车站的施工

目前修建地铁车站的施工方法主要有:明挖法、盖挖法、暗挖法,明挖法施工时需要的施工场地面积比较大,且施工期间长时间中断路面交通,对周围环境影响大。暗挖法施工对地质条件要求高,施工技术复杂、施工风险大、机械化程度低.且地铁车站常常是集地下街、人行过道于一体的有综合功能的车站,层数一般在3~6层,因此暗挖法很难实现其深度和宽度的要求。在选用地铁车站施工方法上,应综合考虑地铁车站功能要求、地质条件、道路交通等多方面的因素,盖挖法除了克服了明挖法和暗挖法的缺点外,同时具备了明挖法车站在功能要求及工期、费用等方面的优势,又具备暗挖法施工受外界气候环境影响小,对地面交通干扰小的特点,是值得推广和研究的一项重要施工技术。

三、地铁车站盖挖逆作法施工技术探析

1、临时路面结构

本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。

2、钢支撑施工

2.1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。

2.2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。

2.3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。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。

2.4钢支撑拆除

钢支撑拆除环节的操作应以板层结构混凝土强度水平为依据,混凝土强度达到设计标准时方可进行拆除施工。拆除过程中,首先通过链条葫芦将支撑结构吊起,体系活动端使用液压设备时施加轴力,钢楔块松动后取出,体系卸载逐级完成,最后进行支撑下吊。体系预应力释放环节应缓慢进行,避免瞬间释放导致的结构形变与安全问题,整个钢支撑拆除环节应对围护体系形变进行全面的监控,发现结构异常情况,应及时采取措施进行解决。

3、盖挖土方施工

3.1开挖方法

地铁车站盖挖土方施工环节通常使用风道进行挖方运输,挖掘过程使用小型机械与车辆辅助施工。开挖过程中随时进行护壁清除施工,喷射混凝土填充桩间空隙并架设钢支撑。

3.2放坡开挖段施工

施工时从两端引入临时施工便道至开挖层底部,再从两端向中部掏槽开挖至钢支撑高度,然后利用大型挖掘机开挖两侧土方至分层底部,架设钢管支撑,再挖除两侧预留土体,如此层层循环至基底。

3.3台阶法开挖段施工

台阶法施工过程中,挖方机械设备在施工区域按照方向分台阶后退挖掘,边挖边支护。台阶开挖段施工土方使用机械传递,下台阶土方运送至上台阶后装车运走。

4、主体结构施工

4.1模板及支撑体系

车站侧墙、中板层和顶板结构施工一般采用满堂脚手架支模浇筑混凝土。车站的中间立柱采用定型钢模,板墙腋角采用特制异形钢模,各层侧墙模型采用组合钢模型,模板支撑应选择可调式体系,从而对磨板的平整度与垂直度进行准确的控制,保证主体结构施工定位的准确性与成型质量。

挡头模板采用木模形式,结合施工缝、变形缝条件选择相应的止水材料,模板体系应保证混凝土浇筑过程中不出现形变与漏浆问题。选择亲水性的脱模剂,不使用油性脱模剂,以保证结构体系混凝土的整体粘结性能。侧墙模板使用混凝土短撑加固,避免使用穿墙螺栓

以维持整体性,提高结构抗渗性能。因为穿墙拉杆紧固于模板上,混凝土在浇筑过程中,下部混凝土已处于初凝及终凝状态,上部混凝土振捣使穿墙拉杆产生震动,易在结构混凝土中产生微小裂隙,造成混凝土墙面局部渗漏,渗漏处理难度大。

为防止墙体混凝土在浇捣过程中产生“爬模”现象,采用紧线器连接模板与底层板上的预留钢筋,使之产生垂直向下的分力,有效地杜绝“爬模”产生。预埋件和预留孔按放线座标定位,准确在模板上固定,采用钢筋固定等措施将预埋件和孔洞模板加固牢固,确保位置准确。

4.2钢筋工程

钢筋施工环节应首先保证各连接与埋件的固定有效性,结合地铁车站整体施工要求进行,钢筋分层保绑扎,接头位置不应交叉相互影响,按照规范错开。多层钢筋应在层间位置设有效保证体系稳定性与安全性要求的撑筋,以此限制浇筑环节钢筋工程错位形变问题。在钢筋工程完成后应对地铁车站结构面预留相应的保护层厚度空间,保证结构应力载荷水平控制与防水工程施工效果,钢筋绑扎环节就应做好相应的柔性防水层。

结束语

采用盖挖逆作法施工,节省了大量基坑支护费用,减小基坑变形,对保护周围建筑物、地下管线的安全起了很大的作用,很好地解决了场地狭小、周边构筑物保护要求高、交通组织难等难题;同时减少了环境污染,真正做到既减少成本又文明施工。

参考文献

[1]苏洁,张顶立,高自友,黄俊,肖丛苗.盖挖逆作法施工地铁车站结构变形及其控制[J].中国铁道科学,2012,(1).

[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).

论文作者:朱琳1, 李东路2

论文发表刊物:《基层建设》2017年3期

论文发表时间:2017/5/2

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