深圳地鐵科學館站蓋挖順作法施工技術
摘 要 介紹臨時路面系統的施工、交通疏解以及車站在臨時路面系統的掩蓋下進行施工的方法。
關鍵詞 地鐵車站 蓋挖 順作法
1 工程概況
深圳地鐵科學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) 鋼筋混凝土框架結構,站臺為10 m 島式站臺,車站有4 個風道和4 個出入口。
深南大道是深圳市主行車道,東西走向。科學館站施工設計為蓋挖順作法,在基坑上安裝臨時路面系統不僅保證了深南大道的行車,還確保了車站在路面系統的掩蓋下進行順作施工。
因主體結構是在臨時路面系統的掩蓋下從下向上施工,故名蓋挖順作法。蓋挖順作法的優點在于:
(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構施工;
(3) 對車站防水施工更為有利。
而且對土方機械化作業有影響。所以,把主體結構臨時路面系統優化為六四加強型軍用梁作主梁,取消縱梁和格構立柱,在軍用梁上鋪設路面板,這樣就形成了臨時路面系統(圖2 、圖3) 。
圖1 原設計臨時路面系統橫斷面(單位:mm)
2 車站的臨時路面系統
科學館站主體、風道和出入口通道全部采用蓋挖法施工。車站主體原施工設計圖中采用H 型鋼作路面系統的主梁。車站縱向設2 根H700 的縱梁,其下設2 排共74 根格構柱支撐; 在縱梁上橫向每2 m 設1 道H488 的橫梁,再在橫梁上鋪設2. 0 m ×0. 75 m ×0. 2 m 的路面板。原設計臨時路面系統如圖1 所示。
2. 1 車站主體結構臨時路面系統的
優化設計圖2 主體結構軍用梁臨時路面系統平面布置(單位:mm)
由于格構柱的施工難度大,安裝精度難以 軍用梁采用六四加強型,與車站縱向垂直方向安達到設計要求,且格構柱穿透結構的底板、中板、頂板, 放,每2. 0 m 1 片,共111 片,梁長20 m , 中間設4 道縱主體結構施工完后才切除,不僅對結構防水影響很大, 向聯結系(把每2 片軍用梁連接在一起) 。
2. 2 交通疏解與臨時路面系統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,即路面系統施工時4 次,結構施工完畢后拆除臨
圖3 軍用梁臨時路面系統(單位:mm) 時路面系統時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 , 施工車站南側主體圍護結構、南側風道和出入口通道的臨時路面系統; 第二次交通疏解也占道3 車道寬11. 25 m , 施工車站北側主體圍護結構、北側風道和出入口通道的臨時路面系統;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臨時路面系統; 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臨時路面系統。經過前4 次交通疏解,完成了車站風道、出入口通道、主體結構的臨時路面系統。后4 次交通疏解主要是在整個車站完成后,拆除臨時路面系統,恢復交通,其施工過程與前4 次基本相反。
在第一次圍擋時,因慣性車流量大,造成車流擁擠,幾天后,部分車流自覺分流,交通恢復正常,以后再也沒有造成大的影響,車流順暢。
3 圍護結構施工和管線懸吊保護
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, 護壁咬合。整個車站圍護結構施工與交通疏解同步,分4 次完成。
在車站兩側人行道底下,管線繁多,其中雨水管、污水管均為混凝土管。風道和出入口通道臨時路面系統施工時,進行管線的懸吊和保護。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的掩護下進行。為便于土方外運和材料設備進出,在3 號、4 號風道設15 % 斜坡道。
(1) 土方施工
車站主基坑深16 m 。土方施工分2 層進行:第一層從車站兩端的3 號、4 號風道向中間挖土;第二層從車站中間向兩端開挖。土方均從3 號、4 號風道口斜坡道運出。
(2) 鋼腰梁和鋼支撐安裝
車站共設2 道支撐。車站臨時路面系統作為基坑開挖的第一道支撐,在車站中板上1 m 處設置第二道鋼支撐,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) 車站主體結構施工
車站主體結構長222. 5 m , 寬18. 7 m , 施工時沿線路縱向分段,豎向分層。分段時為防止側墻出現裂紋以及柱間距的關系,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→ 站臺層側墻→中板→站廳層側墻→頂板。
5 車站結構的防水
車站以結構自防水為主。結構混凝土有P8 和P12 兩種防水等級。對于側墻的防水,采用了3 道防水措施。車站的密排人工挖孔樁樁芯施工時結合在一起,并在樁間設置2 道緩膨型止水條,這是第一道防水;在圍護樁內基面上涂刷水泥基滲透結晶材料,這是第二道防水;第三道防水就是結構防水混凝土自防水,車站頂板和底板的防水采用柔性防水卷材(PVC 防水板) 。
6 施工階段的監測
車站的施工離不開信息化反饋,即通過監控量測進行指導施工。通過對地表沉降觀測進行周邊建筑物監控;通過對鋼支撐軸力的監測以觀測車站圍護結構的穩定;通過對臨時路面系統主梁軍用梁的監測來監控路面系統的穩定和安全。另外,在土方施工與鋼支撐安裝協調時,采用ANSYS 軟件進行力學計算,確保安全。
7 結語
在城市交通繁忙的主干道上修建地鐵車站,蓋挖順作法優點明顯,它比暗挖節省投資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。
