地铁车站盖挖逆作法施工关键技术分析

地铁车站盖挖逆作法施工关键技术分析

中铁十七局集团第一工程有限公司山东青岛266555

摘要:盖挖逆作法具有占地面积小、施工影响低及快速覆盖等优势,在地铁车站施工中有广泛的应用。基于此,本文将石家庄市中山广场站为例,对地铁车站盖挖逆作法施工进行分析,从地铁车站建设的难点及该施工方法的优势入手,对其关键技术进行分析,以期为施工单位应用盖挖逆作法进行地铁车站的施工提供实践指导及理论帮助。

关键词:地铁车站;盖挖逆作法;成槽施工

前言:城镇化的推进使城市用地越来越紧张,为了缓解城市的交通压力,地铁建设项目受到了社会的广泛关注。地铁车站的施工大都位于人口密集或者交通流量较大的区域,影响因素相对较多,施工难度较大。为了保障地铁车站的施工质量,避免地铁车站施工对周围居民的工作生活造成影响,盖挖逆作法应运而生。

1.地铁车站盖挖逆作法分析

中山广场站是石家庄市地铁1号线与3号线换乘车站,施工现场的土层为黄土状粉质粘土层、中粗砂层、粉质粘土层及细中砂层等,地下管线涉及到燃气管道、热力管道及通信管道等多条管线,施工难度相对较大,盖挖逆作法具有显著的施工优势。

第一,工程量大,中山广场站的使用寿命要求约120年,和普通车站相比,地铁车站的建设要求更多,工程量更大,且中山广场站的施工需要进行多次交通疏导;第二,施工用地紧张,中山广场的施工场地面积较小,施工现场用地和华润地产用地存在较多交叉内容,需要进行至少两次的迁改挪移;第三,施工风险大,中山广场站属于地下二、三层框架结构,基坑的开挖深度要求控制在17-27m之间,而且施工现场的地质条件相对复杂,周围有众多的建筑物和低下管线,施工影响因素相对较多,特别是某些部位的基坑宽度较大,且形状不规则,很容易对施工质量产生影响,导致施工风险的出现。

基于上述难点,施工单位可以选择盖挖逆作法作为地铁车站的施工方法,该方法是将建筑物地下室外墙作为基础,沿着墙体进行地下连续墙的施工,并在建筑物内部进行中间支撑柱和支撑桩的浇筑。在车站底板没有封闭时,地铁车站上部结构的荷载由围护结构支撑柱和支撑桩承担,不仅可以有效避免周围建筑和地面的沉降,还具备挡土和挡水的作用,简化了地铁车站施工流程;在盖挖逆作法施工中,首层结构梁板施工完成后,可以将其作为施工平台,在很大程度上缩小了施工占地面积,避免地铁车站工程对周围交通和居民生活造成影响。另外,盖挖逆作法施工可以在地下进行,施工产生的噪音和粉尘相对较小,不会对城市生态环境造成污染。

2.地铁车站盖挖逆作法施工关键技术分析

2.1围护结构施工技术分析

在地铁车站施工中,围护结构的施工质量会对整个工程的质量及安全产生影响,其施工技术为盖挖逆作法施工的关键技术之一。一般来说,地铁车站常用地下连续墙作为围护结构,该结构具备可承载压力大、竖向承重能力强及防水截渗效果好等优势。但是在实际的围护结构施工中,存在成槽难度大、钢筋笼施工难度大以及对周边建筑影响大等问题,需要施工单位采用科学规范的施工技术,规避围护结构施工负面影响的同时,保障其施工质量。具体而言,围护结构施工技术的流程如图1所示:

第一,成槽施工,在成槽施工之前,施工人员需要开展成槽测试工作,明确成槽的具体参数及工效,如泥浆配比以及成槽进尺等内容,并做好相应的准备工作。具体而言,施工人员需要准确测量导墙的标高,并明确单元槽段、钢筋笼放置及接头的位置,为后续施工奠定良好的基础。在成槽施工过程中,施工人员需要按照先两端再中间,先短侧再长侧的顺序,进行导板抓斗施工,沿着垂直导墙中心的方向持续向下掘进。为了保障成槽施工的质量,施工人员需要将掘进的速度控制在15/h,在成槽机掘进到槽底2-3m的位置时,需要应用测绳测量掘进的深度,避免少挖或者超挖问题的出现。

第二,钢筋笼施工,钢筋笼施工的要点在于钢筋笼制作及钢筋笼吊放。其中,钢筋笼制作的质量控制要点在于制作平台的平整度,施工单位需要保障平台的平整度符合标准要求,并在制作钢筋笼的过程中定期检测平台的平整度。更为重要的是,施工人员需要按照规范流程进行钢筋笼的制作,参照单元槽段的具体参数,进行标准规格钢筋笼的制作。在钢筋笼吊放之前,施工人员需要明确具体的吊点,并确保搁置板的焊接质量、吊具以及钢丝绳的状况,确保其符合钢筋笼的起吊标准。起吊机械的操作人员需要严格按照起重工的指挥进行吊放,避免吊放施工出现质量或者安全问题[2]。

图1中山广场站围护结构施工流程图

2.2支撑柱施工技术分析

在应用盖挖逆作法进行地铁车站的施工时,施工单位需要保障中间支撑柱各项参数的规范性,如高程、垂直度以及平面位置等内容。因此,在进行支撑柱的施工时,施工人员需要确保支撑柱的准确定位及规范安装。在盖挖逆作法中,最常用的支撑柱施工方法为HPE液压垂直插入法,该方法的施工流程如下:(1)机械设备准备就位和定位;(2)使用机械设备抱紧钢柱,保障其垂直度;(3)在混凝土初凝之前,利用机械设备将钢柱插入到混凝土中,确保钢柱的插入深入符合设计标高的要求。本节主要对HPE液压垂直插入法的施工要点及质量控制点进行分析。

首先,埋设护筒,施工人员需要严格按照施工图纸的内容开展放桩位线施工,并将HPE液压垂直插入机的定位器和桩位线对齐,然后将护筒进行360度旋转,使其进入到地面下方相应的位置,完成护筒的埋设。一般来说,护筒的埋设深度由地表土质的特性决定,如果护筒没有钢管柱,则其埋深需要控制在3m以上,保障孔口土体的稳定性;如果护筒带有钢管柱,则其护筒长度需要控制在8m以上,埋设施工中,需要保障护筒的顶部超过原始地面100mm。

然后,扩底成孔,为了保障支撑柱施工的质量,施工单位可以引进先进的施工技术,在扩底成孔作业中应用AM工法,利用其扩底魔力铲斗,实现高效率及高质量的扩底成孔。在实际的扩底成孔作业中,施工单位需要应用映像监视系统,根据自动管理中心的准确指挥,确保扩底铲斗的施工符合工程要求。AM工法的扩底魔力铲斗在刀排部位镶嵌了钛合金,可以在高效切削挖掘的同时,将挖掘形成的岩土砂砾回收。具体的AM工法扩底成孔作业如图2所示。

图2扩底成孔作业现场图

需要注意的是,在应用HPE液压垂直插入法开展施工前,施工单位需要做好施工现场的处理工作,将施工现场的场地进行平整处理,确保土体的密实度及平整度符合施工要求,从而保障HPE液压插入设备的准确定位。同时,施工单位需要做好钢管柱顶的保护工作,在钢管柱部位的混凝土浇筑施工结束后,施工单位需要开展先期养护管理工作,保障混凝土的质量;在混凝土初凝结束后,可以采取回填处理措施,并将钢管柱周围的护筒拆除。在回填施工过程中,施工单位需要确保回填部位与原始地面距离20cm,并在回填土面的上方浇筑一层20cm的混凝土,避免钢管柱承载较大的机械压力,导致钢管柱出现变形,影响施工质量。

2.3主体结构施工技术分析

主体结构是地铁车站施工的重点,其施工技术更是盖挖逆作法的关键

技术。在主体结构施工中,关键要点包括基坑土方开挖施工、钢筋施工及混凝土施工等部分。

对于基坑土方开挖施工来说,施工单位首先要进行施工分段和分层处理,按照地铁路线设计方案,合理进行施工分段分层,并明确每个施工段的土方开挖量,做好施工前的准备工作。在土方开挖施工中,根据不同部位的特征,采用相应的土方开挖施工技术。以顶板以上的土方开挖施工为例,施工人员需要按照1:1的坡比进行放坡施工,按照分层的要求进行土方开挖,并尽量将所有出土运走,保障施工现场的整洁性。

对于钢筋及混凝土施工来说,在盖挖逆作法施工中,施工单位大都在加工场地进行钢筋的前成立工作,并通过平板车将加工成型的钢筋运输到施工现场,按照相应的吊装施工要求运输到孔内。对于绑扎钢筋来说,施工单位需要在内衬墙和框架柱等位置预埋钢筋接驳器;对于预埋钢筋来说,施工单位需要确保预埋钢筋的上部分露出15cm。在混凝土施工中,施工单位需要在相邻施工单元中设置施工缝,并对其开展防水处理,保障整个地铁车站工程的质量[3]。

结论:综上所述,盖挖逆作法可以有效保障地铁车站施工的质量,提高地铁车站工程的施工效率。通过本文的分析可知,施工单位需要提高对盖挖逆作法的认识,加强对施工现场的勘察工作,按照规范流程进行维护结构、支撑柱及主体结构的施工,必要时可以引进先进技术,保障盖挖逆作法的施工质量,加强我国地铁车站的建设,促进城市的可持续发展。

参考文献:

[1]刘正伟.地铁工程盖挖逆作法施工技术探讨[J].居舍,2017(23):45.

[2]许宏超.合肥市大东门地铁车站盖挖逆作法施工关键技术应用[D].安徽建筑大学,2016.

[3]梁向湘.地铁车站超大超深基坑盆式开挖结合盖挖逆作法施工关键技术研究[A].第十七届中国科协年会——分7综合轨道交通体系学术沙龙论文集[C].,2015:6.

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