中國檢測網-工程質量無損檢測大型權威門戶

中國檢測網

當前位置:首頁 > 技術文獻 >

地鐵車站施工方法匯總

2015-04-18 13:16:02 來源:中國檢測網 閱讀:

    地鐵車站的施工方法的選擇不僅要滿足地鐵工程本身的使用功能,同時也要滿足合理開發利用地上、地下有效空間的要求,并考慮由于施工給周圍環境帶來的不良影響。其施工方法的選擇是否合理,對線路埋深、車站結構型式、工期及土建工程造價等具有極大的影響,直接影響到全線的社會效益、經濟效益和環保效益。
    地鐵車站的施工方法有明挖法、蓋挖法、暗挖法。根據《地鐵設計規范》(GB50157-2003),蓋挖法現已歸并到明挖法中;暗挖法包括盾構法和礦山法,在我國,一般特指礦山法。
    各施工方法詳述如下:
    1、明挖法-系指由地面挖開的基坑中修筑地下構筑物的方法。
    明挖法施工系指從地面向下開挖至基坑底面后,再自下而上澆注車站結構,然后回填土方,恢復路面。明挖法施工具有以下特點:
    1)施工安全,質量容易保證。
    2)結合地面工程改造及開發,其綜合工程造價優勢顯著。
    3)施工作業面開闊,有利于提高工效、縮短工期。
    4)施工降、排水容易。結構防水簡單,質量可靠。
    5)施工期間對周圍環境或道路交通影響大,且易受到氣象條件的影響。
    6)基坑較深時,須采取措施防止基坑變形及其周圍地面沉降。
    明挖順作法一般適用于地面有條件敞口開挖,且有足夠施工場地的情況。當站位設在現狀道路范圍外;或站位設在現狀道路下,但施工允許暫時中斷交通或結合地面拆遷及道路拓寬,使地面交通客流得以疏散時,就有可能采用明挖法施工。
    當車站位于“十”字交通道路下時,為減少與車站垂直方向道路的影響,也可縱向分段施工,此時,前后施工段之間需設置臨時封堵墻。
    具體實例如圖:
圖  明挖法施工現場

圖   明挖法施工工序圖-疊合墻結構
圖  明挖法施工工序圖-復合墻結構

    在施工過程中,常會碰到一些不可預見或者臨時發現而且難以改移的地下管線通過明挖區域,此時需要采取一些懸吊或者臨時保護的措施,出現此種情況往往要消耗較多的時間和精力去處理,對施工也會帶來較大的不便,在設計時應引起重視。
    2、蓋挖法—先修建臨時(或永久)路面系統后分層開挖、修筑主體結構的方法。
    蓋挖法是在地面修筑維持地面交通的臨時(或永久)路面系統后,構筑地鐵車站的施工方法。
    蓋挖法根據其臨時路面系統的構成及修建順序,可分為蓋挖順作法和蓋挖逆作法。分述如下:
    1)蓋挖順筑法
    其方法是在地面修筑維持地面交通的臨時路面及其支撐后,自上而下開挖土方至坑底設計標高,再自下而上修筑結構的方法。蓋挖順筑法的路面系統由鋼梁及路面蓋板、圍護結構組成,其中鋼梁及路面蓋板為臨時結構,車站施工完成后需拆除,其作業程序是:
    (1)局部的交通疏解或圍擋,作好外圍結構;
    (2)用鋼梁及路面蓋板組成的蓋挖系統覆蓋路面,恢復交通;
    (3)在蓋挖系統的保護下順序的進行車站主體結構的作業;
    (4)拆除蓋挖系統,恢復永久路面。
    當路面蓋板根據需要僅鋪設一部分時,為半蓋挖順筑法。
    除了臨時路面系統外,蓋挖順筑法的作業程序、結構方案與明挖法完全一致。其特點為:
    (1)封閉道路時間比較短暫,而且允許分段實施,一旦路面先期恢復(或蓋挖系統完成后),后續施工對地面交通幾乎不再產生影響。
    (2)蓋挖系統的存在,使得工程造價較高;而且挖土是在頂部封閉(或半封閉的)狀態下進行,大型機械應用受到限制,施工工期較明挖法長。
圖  蓋挖順作法施工現場
 
    典型的半蓋挖順作法的施工工序如圖,其要點是每步施工過程(工序)時,均根據路面通行要求設置相應寬度的路面系統。
    2)蓋挖逆筑法
    其作業順序與明挖法相反,方法是開挖地面修筑結構頂板及其豎向支撐結構后,在頂板的下面自上而下分層開挖土方、分層修筑結構。
    蓋挖逆筑法的路面系統由車站頂板、中間支承、圍護結構組成,一般均為永久結構。
    其作業程序為:
    (1)部分或全部封閉道路交通,作好中間支承柱及邊墻圍護結構;
    (2)明挖至頂板底面標高處,澆注頂板,回填覆土并恢復交通;
    (3)在上部頂蓋結構的保護下,繼續向下開挖基坑,并施工剩余車站結構。
    蓋挖逆筑法的特點為:
    (1)對周圍環境的干擾時間較短,對防止地面沉降及對周圍建筑物和地下管線的保護具有良好的效果。
    (2)結構的主要受力構件常兼有臨時結構和永久結構的雙重功能。
    (3)蓋挖逆作法需設置中間豎向臨時支承系統,與側墻共同承受結構封底前的豎向載荷。
    (4)對地下連續墻、中間支承柱與底板、樓蓋的連接節點需進行處理。
    (5)本工法的施工難度、施工工期及土建造價均屬中等水平。
    蓋挖順筑法對路面干擾較蓋挖逆作法小,通過合理組織車行路線,可以保證施工期間路面的交通,車站防水質量也較蓋挖逆筑法好。
    當車站位于現狀道路或跨越路口,或處于比較繁華而狹窄的街道下,無明挖條件,但允許短時間中斷交通或局部交通改移時,可采用蓋挖法施工。典型的半蓋挖逆作法施工工序如圖:
    3、暗挖法
    當車站通過繁忙交通地段,或因其它原因不允許封閉路面交通或車站位于較完整的巖石地層且地下水不發育時,可采用暗挖法施工。設計時,應對車站結構的設計方案和施工方法的可行性進行論證,經技術經濟比較后確定。
    暗挖法已廣為采用的有盾構法(如圖2-9)、頂管法、礦山法(如圖2-10、11)等。盾構法是地層掘進、出土運輸、襯砌拼裝、接縫防水和注漿充填盾尾間隙等主要作業都在盾構保護下進行,并通過控制開挖面壓力、盾尾注漿等措施控制地面沉降,是工藝技術要求較高、綜合性較強的一種施工方法,主要適用于各類軟土地層和軟巖地層,尤其適用于市區地鐵和水底隧道。盾構法施工車站因設備費較高,目前在國內尚未應用。頂管法主要適用于車站下穿營業鐵路線時,為保證鐵路的安全運營,將鐵路路基一側預制好的鋼筋混凝土箱形框架,采用高壓油泵帶動油壓千斤頂,并借助于預先修好的后背支承,頂入鐵路路基內,成為與鐵路立交的地下車站。由于地鐵車站框架斷面尺寸較大,在既有鐵路下頂進風險較大,且鐵路管理部門一般不同意用這種方案在既有鐵路站場下修建地鐵站,因此國內尚未有此類車站。
 
圖2-9 法國-大型盾構機施工的地下車站
 
圖2-10 暗挖法施工現場圖(全斷面法)
 

圖2-11 暗挖法施工現場圖二(CRD 法)
    1)礦山法施工的地鐵車站的適用情形主要有以下幾方面:
    (1)礦山法車站主要適用于施工時不允許干擾地面交通,或因埋深過大,或拆遷過多,采用明、蓋挖施工非常不經濟時。
    (2)在埋深較大、硬質圍巖時,礦山法車站有較好的適應性。
    (3)在第四系的松散地層中用礦山法修建地鐵車站時,必須與明、蓋挖方案進行全面比較,經過充分論證后采用。
    (4)對飽和軟土地層無法疏干地下水,或者即便進行預加固和預處理,開挖后的自穩性仍很差時,可視為不適合采用礦山法施工。
    2)礦山法施工的車站主要優缺點:
    (1)除豎井外,地面作業很少,對地面交通、地下管線、地表建筑物等周圍環境影響較小,下穿河底時,不影響通航,也不受氣候的影響。隨著地鐵車站埋深增大,其優點更加突出。
    (2)礦山法車站施工難度大、安全性差、造價高、工期長,而且從使用功能和運營質量分析,也遠不如明、蓋挖車站。
    暗挖法的最大優點就是施工時對路面交通沒有干擾,對地下管線的改遷少,而且地面拆遷量也少。圍巖是否有足夠的自穩能力,是能否采用暗挖法施工的關鍵。如果圍巖級別在IV 級或IV 級以下時,施工不必采用特別的措施,否則由于圍巖的自穩能力較差,應采用特別的施工輔助措施,如采用超前注漿法對隧道周圍及掌子面前方的土層進行預加固,代價通常是很高的,且質量又較難保證。一般說來,在地下水位較高的軟弱土層中不考慮采用暗挖法施工,如上海等地。
    3)礦山法的主要施工方法
    (1)礦山法施工應遵循新奧法原理,即在監控信息的指導下,根據地層的自穩能力適量開挖,及時施加噴射混凝土襯砌,根據需要增加錨桿、鋼筋網、鋼架、二次襯砌等支護襯砌措施,使襯砌與圍巖共同作用,形成支護體系,使洞室保持穩定。為提高開挖地層的自穩能力,或加大一次開挖尺度,且使工作面土體的有一定的自穩時間,足以進行必要的初期支護作業,常常采用輔助工程措施對地層實施預加固,如凍結法、注漿法、深層水泥攪拌樁(或旋噴樁)法、水平水泥攪拌樁(或旋噴樁)法、管棚法等。
    (2)礦山法一般應遵循的施工原則是:管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、早成環、勤量測、二次襯砌緊跟等。該原則基本概括了礦山法施工工藝要求和施工經驗,針對車站隧道施工條件和工程措施,合理選擇施工原則。當大跨開挖或淺埋暗挖時,為保證施工安全、減少施工對周邊環境的影響,更應嚴密斟酌。
    (3)礦山法施工方案應根據結構型式、圍巖條件、輔助工程措施、環境保護要求、施工工藝等分析一次開挖的尺度及支護結構受力狀態,綜合評定開挖支護的經濟合理性。根據地層的穩定條件和車站隧道斷面的大小可以選用全斷面法、短臺階法、帶臨時仰拱的上下臺階法。對于斷面較大的隧道,考慮分部開挖、分部支護和封閉成環的需要,選擇中隔壁法(CD 法)、交叉中隔壁法(CRD法)和側壁導坑法(眼鏡法)。對于多跨大斷面隧道,中間立柱必須先行開挖施工,形成支承,相應的施工方案有中洞法、柱洞法等。
 
    暗挖法施工方案的選擇還應考慮整個車站施工組織部署的需要、不同隧道斷面間的過渡、鄰近隧道施工的相互影響、施工工期的要求等因素。利用監控量測獲得的信息指導施工,是礦山法施工中必不可少的一個組成部分。 拱頂沉降、洞周收斂等主要監測數據反饋,判斷施工方法及支護結構的合理性,并據此調整支護參數和施工方法,以期達到安全、經濟、快捷的施工效應。
    三種施工方法的綜合比較如表:
    根據上表,從功能要求、技術難度、施工質量及經濟性等方面出發,明挖法最優,蓋挖法次之,暗挖法再次之。明挖法主要缺點是對路面交通影響比較大,而鑒于功能要求、造價和工期等對能否發揮修建地鐵的社會效益和經濟效益起決定作用,而施工期間對環境的影響只是一種短期效應,所以淺埋地鐵車站仍首選明挖法施工。

關鍵詞:地鐵施工,施工方法

分享到:0

下一篇:橋梁墩身施工中常見的病害與防治措施分析

上一篇:一位質量管理前輩總結的體系內審方法(13條)

發表評論
評價:
請自覺遵守互聯網相關的政策法規,嚴禁發布色情、暴力、反動的言論。
3d杀尾