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摘要:同和地铁存车线段YDK-5-421.1至YDK-5-534.5段约113.4m范围施工中采用了盖挖法,既解决了地表全断面行车的问题,又确保邻近建筑物的安全,并大大减少了施工的周期。
关键词:盖挖法;明挖法;地铁车站;施工;对比。
广州市轨道交通三号线北延线段同和站位于广州大道北同沙路以北、同泰路以南段,呈南北走向,为三号线北延线第四座车站。车站外包全长447.1米,其中存车线及折返线长284.2米标准段宽19.5米,建筑面积约9590平方米,车站主体基坑深度约17~26米。车站周边商铺林立,过往车流、人流极大。
由于总工期紧迫,为了避免车站两次倒边施工,减少管线二次迁改、交通疏解等问题对总工期的影响,存车线段YDK-5-421.1至YDK-5-534.5段约113.4m范围,由业主提出设计变更采用盖挖法(原设计为明挖法)。
盖板结构设计采用现浇钢筋砼梁板结构,盖板与连续墙冠梁固结,跨中设中立柱,盖板纵向主梁截面为1.4m×0.8m,横向主梁截面标准段为1.4m×0.8m(局部斜交的为1.7m×0.8m、1.6m×0.8m),盖板厚为0.6m。盖板顶覆土2.5m~3.0m。
盖板既起到第一道砼支撑作用又起到临时铺盖解决管线迁改、交通疏解等问题。是本工程为了缩短总施工工期采取的设计变更,对于按期完成主体结构施工具有重大意义。
一、施工方法简介
因为本车站拆迁原因,进场施工足足比原计划晚了一年;同时为迎接亚运,工期不能后延。考虑到本工程特点及工期要求,如按原设计方案进行明挖施工,必然满足不了工期,且进行明挖施工,则无法保证交通。为满足交通及工期的要求,最终决定采用盖挖法的施工方法。
盖板段开挖深度3~4m,基坑底大部分为粉质粘土、粘土层和可塑状花岗岩残积土层。花岗岩、花岗岩片麻残积土层及其全风化带和强风化带,具有遇水易软化、崩解的特点,对明挖基坑有一定的不利影响。鉴于合同变更,既定方案与投标方案发生了重大变化,主要内容有:①、主体基坑开挖时,盖板已经完成,盖板之上恢复通车,整个土方开挖及主体施工都在盖板底下进行,施工工艺与原设计采用明挖时发生了显著的变化,施工难度大大提高,②、增设了盖板及中立柱、增设了天车起重设备,并且土石方工程、主体结构工程、各种材料水平、垂直运输、通风、通电、回填均需单独考虑专项措施。③、因改为盖板,土石方工程施工出土的方式因为形成盖挖,造成盖板南北两端出土方式必须采用垂直出土,南端必须增加龙门吊垂直出土,北端必须采用吊车垂直出土。
二、盖挖法施工方法的阐述
根据现场实际情况,盖板工作面的划分受限于地下管线的迁改和交通疏解的需要,盖板结构分三期进行,平面上划分为三个工作面,见下图:
第一期施工YDK-421.112始点至YDK-5-440.742段,主要施工内容有主体地下连续墙、中立柱及桩基础、暗渠迁改、地基加固、盖板结构、配合管线迁改等。
第二期,实行第二次交通疏解改道,第二段盖板结构工作面范围为YDK-5-440.742至454.242段,施工内容主要有配合管线接驳、1万伏高压电缆拨移、暗渠迁改接通、主体地下连续墙、中立柱及桩基础、盖板结构等。
第三期,实行第三次交通疏解改道,第三段盖板结构工作面范围为YDK-5-454.242至YDK-5-534.492段,施工内容主要有配合地下管线迁改、主体地下连续墙、中立柱及桩基础、盖板结构、地基加固等,第三期工作面内又划分为四小块流水作业,以减少施工工期,作业顺序由南往北进行。(以上主要为做盖板结构工作面)
第四期,进行第四次交通疏解改道后,来往车辆从盖板结构上经过,可以进行盖板结构下土方开挖、支撑、结构施工,及回填。
三、盖挖法与明挖法对比
从总体布置来说,采用明挖法时,车站采用一期、二期、三期围蔽施工;采用盖挖施工时,车站需采用一期、二期、三期、四期施工。相比未采用盖挖法施工时,增加了一期施工,工期缩短4个月。
由于采用蓋挖法后,虽然工期相比原来缩短四个月,但是由于施工工艺的改变,很多方面同明挖法有了很大的差异,具体如下:
1、交通疏导改道对比:
采用明挖法施工 采用盖挖法施工
车站采用三期围蔽进行施工 车站采用四期围蔽进行施工
围蔽数量 围蔽数量
第一期围蔽长度:438米
第二期围蔽长度:946米
第三期围蔽长度:1032米 第一期围蔽长度:1084米
第二期围蔽长度:1084米
第三期围蔽长度:1146米
第四期围蔽长度:1212米
2、土方开挖施工方法对比:
采用明挖法施工 采用盖挖法施工
人工配合机械进行开挖。 土方在盖板结构下开挖,在盖板下或两侧墙上每10米增设1盏太阳灯。在盖板下增设两条Φ10cmPVC管进行除尘降温措施。在结构内进行开挖施工时,每10米两侧增设风扇一台进行通风送风措施。采用吊车垂直出土,吊至路面进行土方运输。
3、基坑钢支撑安装及拆除对比:
采用明挖法施工 采用盖挖法施工
用龙门吊将分节钢支撑吊至安装部位,然后进行钢支撑整体安装,并用挖机配合龙门吊进行安装,安装方便又简洁。 钢支撑需分节由挖机悬吊吊至安装部分,速度较慢,然后进行钢支撑整体安装,并用两台或三台挖机配合进行钢支撑安装,安装繁琐又缓慢。
4、材料运输对比:
采用明挖法施工 采用盖挖法施工
所有材料可用龙门吊分批吊运至施工部位,然后进行施工,施工方便又简洁。 先从北侧吊出井吊入基坑内,后在用人工、天车或吊其他设备运至施工部分,后进行施工。
5、土方回填对比:
采用明挖法施工 采用盖挖法施工
主要采用挖机回填后,用压路机进行压实。方便简洁。 基坑内土方采用挖机回填后,用压路机进行压实外另还需外增人工夯实,并在土方回填至离盖板2.5m时,需从盖板上穿洞冲沙回填密实;机械无法进行压实,必须人工配合密实。
6、管线保护措施
采用明挖法施工 采用盖挖法施工
需进行管线动迁。 采用型钢、钢桁架对各种管线进行有效、可靠的保护,不需动迁。
四、盖挖法对地铁施工的体会
盖挖法是一项常用的施工技术,与明挖法相比更具有灵活性,既能确保工期,又能保证交通的畅顺,这对城市中进行地铁车站施工具有极其重要的意义。
盖挖法与明挖法相比,盖挖法具有如下几点优势:
1、不影响城市现有交通或能够最大限度较少对现有交通的影响。同和地铁站盖挖法区均能保证单向3车道通行,大大减轻道路的交通压力。
2、地下管线可以利用盖板作为保护,从而减少管线动迁工作量,相应减少建设单位的投资;即使因管线与结构位置相冲突,需要动迁管线,动迁可与工程施工同步进行,费用低,所需时间缩短,最大限度地减少管线拆迁对工程施工的影响。
3、盖挖法有利于在保持交通流量的情况下,全面地施工地下结构,对无法实施分边施工或管线复杂的城市市政工程非常合适。
4、与传统明挖法相比,盖挖法工期较短。同和地铁车站采用盖挖法,缩短工期4个月,大大缓解工期压力。
五、结束语
在近来地铁大规模的建设中,越来越多的地铁枢纽站出现于市区交通繁忙地段, 因此车站施工面临既要保证工期, 同时又能保证交通、环境的要求。盖挖法施工可以最大限度减少对社会交通的干扰,又能在临时盖板下按明挖顺作法施工车站结构,保证施工进度,具有良好的经济效益和社会效益,具有良好的应用前景。
参考文献:
[1]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2007
[2] 邝铁池.浅谈盖挖法在城市的浅埋式结构工程中的应用[J].中国市政工程,2001, (3)
[3] 广州市第二市政工程有限公司,广州市轨道交通三号线北延段【同和站】土建工程北端盖板结构施工方案[R].广州,2009
关键词:盖挖法;明挖法;地铁车站;施工;对比。
广州市轨道交通三号线北延线段同和站位于广州大道北同沙路以北、同泰路以南段,呈南北走向,为三号线北延线第四座车站。车站外包全长447.1米,其中存车线及折返线长284.2米标准段宽19.5米,建筑面积约9590平方米,车站主体基坑深度约17~26米。车站周边商铺林立,过往车流、人流极大。
由于总工期紧迫,为了避免车站两次倒边施工,减少管线二次迁改、交通疏解等问题对总工期的影响,存车线段YDK-5-421.1至YDK-5-534.5段约113.4m范围,由业主提出设计变更采用盖挖法(原设计为明挖法)。
盖板结构设计采用现浇钢筋砼梁板结构,盖板与连续墙冠梁固结,跨中设中立柱,盖板纵向主梁截面为1.4m×0.8m,横向主梁截面标准段为1.4m×0.8m(局部斜交的为1.7m×0.8m、1.6m×0.8m),盖板厚为0.6m。盖板顶覆土2.5m~3.0m。
盖板既起到第一道砼支撑作用又起到临时铺盖解决管线迁改、交通疏解等问题。是本工程为了缩短总施工工期采取的设计变更,对于按期完成主体结构施工具有重大意义。
一、施工方法简介
因为本车站拆迁原因,进场施工足足比原计划晚了一年;同时为迎接亚运,工期不能后延。考虑到本工程特点及工期要求,如按原设计方案进行明挖施工,必然满足不了工期,且进行明挖施工,则无法保证交通。为满足交通及工期的要求,最终决定采用盖挖法的施工方法。
盖板段开挖深度3~4m,基坑底大部分为粉质粘土、粘土层和可塑状花岗岩残积土层。花岗岩、花岗岩片麻残积土层及其全风化带和强风化带,具有遇水易软化、崩解的特点,对明挖基坑有一定的不利影响。鉴于合同变更,既定方案与投标方案发生了重大变化,主要内容有:①、主体基坑开挖时,盖板已经完成,盖板之上恢复通车,整个土方开挖及主体施工都在盖板底下进行,施工工艺与原设计采用明挖时发生了显著的变化,施工难度大大提高,②、增设了盖板及中立柱、增设了天车起重设备,并且土石方工程、主体结构工程、各种材料水平、垂直运输、通风、通电、回填均需单独考虑专项措施。③、因改为盖板,土石方工程施工出土的方式因为形成盖挖,造成盖板南北两端出土方式必须采用垂直出土,南端必须增加龙门吊垂直出土,北端必须采用吊车垂直出土。
二、盖挖法施工方法的阐述
根据现场实际情况,盖板工作面的划分受限于地下管线的迁改和交通疏解的需要,盖板结构分三期进行,平面上划分为三个工作面,见下图:
第一期施工YDK-421.112始点至YDK-5-440.742段,主要施工内容有主体地下连续墙、中立柱及桩基础、暗渠迁改、地基加固、盖板结构、配合管线迁改等。
第二期,实行第二次交通疏解改道,第二段盖板结构工作面范围为YDK-5-440.742至454.242段,施工内容主要有配合管线接驳、1万伏高压电缆拨移、暗渠迁改接通、主体地下连续墙、中立柱及桩基础、盖板结构等。
第三期,实行第三次交通疏解改道,第三段盖板结构工作面范围为YDK-5-454.242至YDK-5-534.492段,施工内容主要有配合地下管线迁改、主体地下连续墙、中立柱及桩基础、盖板结构、地基加固等,第三期工作面内又划分为四小块流水作业,以减少施工工期,作业顺序由南往北进行。(以上主要为做盖板结构工作面)
第四期,进行第四次交通疏解改道后,来往车辆从盖板结构上经过,可以进行盖板结构下土方开挖、支撑、结构施工,及回填。
三、盖挖法与明挖法对比
从总体布置来说,采用明挖法时,车站采用一期、二期、三期围蔽施工;采用盖挖施工时,车站需采用一期、二期、三期、四期施工。相比未采用盖挖法施工时,增加了一期施工,工期缩短4个月。
由于采用蓋挖法后,虽然工期相比原来缩短四个月,但是由于施工工艺的改变,很多方面同明挖法有了很大的差异,具体如下:
1、交通疏导改道对比:
采用明挖法施工 采用盖挖法施工
车站采用三期围蔽进行施工 车站采用四期围蔽进行施工
围蔽数量 围蔽数量
第一期围蔽长度:438米
第二期围蔽长度:946米
第三期围蔽长度:1032米 第一期围蔽长度:1084米
第二期围蔽长度:1084米
第三期围蔽长度:1146米
第四期围蔽长度:1212米
2、土方开挖施工方法对比:
采用明挖法施工 采用盖挖法施工
人工配合机械进行开挖。 土方在盖板结构下开挖,在盖板下或两侧墙上每10米增设1盏太阳灯。在盖板下增设两条Φ10cmPVC管进行除尘降温措施。在结构内进行开挖施工时,每10米两侧增设风扇一台进行通风送风措施。采用吊车垂直出土,吊至路面进行土方运输。
3、基坑钢支撑安装及拆除对比:
采用明挖法施工 采用盖挖法施工
用龙门吊将分节钢支撑吊至安装部位,然后进行钢支撑整体安装,并用挖机配合龙门吊进行安装,安装方便又简洁。 钢支撑需分节由挖机悬吊吊至安装部分,速度较慢,然后进行钢支撑整体安装,并用两台或三台挖机配合进行钢支撑安装,安装繁琐又缓慢。
4、材料运输对比:
采用明挖法施工 采用盖挖法施工
所有材料可用龙门吊分批吊运至施工部位,然后进行施工,施工方便又简洁。 先从北侧吊出井吊入基坑内,后在用人工、天车或吊其他设备运至施工部分,后进行施工。
5、土方回填对比:
采用明挖法施工 采用盖挖法施工
主要采用挖机回填后,用压路机进行压实。方便简洁。 基坑内土方采用挖机回填后,用压路机进行压实外另还需外增人工夯实,并在土方回填至离盖板2.5m时,需从盖板上穿洞冲沙回填密实;机械无法进行压实,必须人工配合密实。
6、管线保护措施
采用明挖法施工 采用盖挖法施工
需进行管线动迁。 采用型钢、钢桁架对各种管线进行有效、可靠的保护,不需动迁。
四、盖挖法对地铁施工的体会
盖挖法是一项常用的施工技术,与明挖法相比更具有灵活性,既能确保工期,又能保证交通的畅顺,这对城市中进行地铁车站施工具有极其重要的意义。
盖挖法与明挖法相比,盖挖法具有如下几点优势:
1、不影响城市现有交通或能够最大限度较少对现有交通的影响。同和地铁站盖挖法区均能保证单向3车道通行,大大减轻道路的交通压力。
2、地下管线可以利用盖板作为保护,从而减少管线动迁工作量,相应减少建设单位的投资;即使因管线与结构位置相冲突,需要动迁管线,动迁可与工程施工同步进行,费用低,所需时间缩短,最大限度地减少管线拆迁对工程施工的影响。
3、盖挖法有利于在保持交通流量的情况下,全面地施工地下结构,对无法实施分边施工或管线复杂的城市市政工程非常合适。
4、与传统明挖法相比,盖挖法工期较短。同和地铁车站采用盖挖法,缩短工期4个月,大大缓解工期压力。
五、结束语
在近来地铁大规模的建设中,越来越多的地铁枢纽站出现于市区交通繁忙地段, 因此车站施工面临既要保证工期, 同时又能保证交通、环境的要求。盖挖法施工可以最大限度减少对社会交通的干扰,又能在临时盖板下按明挖顺作法施工车站结构,保证施工进度,具有良好的经济效益和社会效益,具有良好的应用前景。
参考文献:
[1]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2007
[2] 邝铁池.浅谈盖挖法在城市的浅埋式结构工程中的应用[J].中国市政工程,2001, (3)
[3] 广州市第二市政工程有限公司,广州市轨道交通三号线北延段【同和站】土建工程北端盖板结构施工方案[R].广州,2009