地鐵車站半蓋明挖順筑法施工技術

1、地鐵車站半蓋明挖順筑法施工技術匯報人：郭 平匯報題綱1.工程簡介2.總體施工工藝3.幾點體會3.1車站臨時路面系統(tǒng)方案比選3.2圍護結(jié)構(gòu)型式3.3地下連續(xù)墻施工控制3.4基坑開挖施工3.5主體結(jié)構(gòu)施工3.6混凝土自防水理念4.小結(jié)1.工程簡介 深圳地鐵3號線首期工程起于紅嶺站，止于龍崗雙龍站，全長32.86公里，設車站22座，其中地下站6座，高架站15座，半地下站1座，車輛段1個，主變電站2座。由于2011年8月第26屆世界大學生運動會將在龍崗舉辦，因此深圳地鐵3號線也被稱為“大運專線”。 3101標包括紅嶺站、曬布站兩個地下車站，紅老區(qū)間、老曬區(qū)間、曬翠區(qū)間三個盾構(gòu)區(qū)間；合同總價5.5億元。

2、1.工程簡介 紅嶺站全長461.37米，車站設計為地下二層三跨、二層雙跨及單層雙跨（中庭）現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形框架結(jié)構(gòu)； 紅嶺站位于紅荔/紅嶺路交叉口西側(cè)，車站沿紅荔路布置。由于紅荔路為城市主干道，為保證市車輛通行不受影響，車站采用倒邊法半蓋挖半明挖順筑法進行施工。2.總體施工工藝2.1 第一階段2.總體施工工藝2.1 第一階段1、北側(cè)地下連續(xù)墻2、中間臨時立柱樁3、支撐梁4、路面板2.總體施工工藝2.1 第一階段2.總體施工工藝2.2 第二階段2.總體施工工藝2.2 第二階段1南側(cè)地下連續(xù)墻2支撐梁3土方開挖2.總體施工工藝2.2 第二階段4車站主體結(jié)構(gòu)5拆除南側(cè)支撐梁，頂板回填，恢復南側(cè)路面

3、2.總體施工工藝2.2 第二階段6南側(cè)附屬圍護鉆孔樁7南側(cè)附屬土方開挖8南側(cè)附屬結(jié)構(gòu)施工9頂板回填，具備下階段倒邊條件2.總體施工工藝2.2 第二階段 紅嶺站市少兒圖書館站市少兒圖書館站2.總體施工工藝2.3 第三階段 南側(cè)附屬施工的同時，可倒邊圍擋北側(cè)破除路面系統(tǒng)、拆除中立柱、施工北側(cè)附屬結(jié)構(gòu)及車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)。東端盾構(gòu)施工區(qū)域暫不倒邊。2.紅嶺站各階段交通疏解說明2.3 第三階段1拆除路面支撐梁及路面板3孔洞封堵處理4頂板回填，路面恢復5站臺板施工6北側(cè)附屬施工2拆除中間臨時立柱樁3.幾點體會3.1 車站臨時路面系統(tǒng)方案比選 本工程受環(huán)境限制，為減小對已經(jīng)非常擁擠的地面交通的干擾，本車站采用半

4、鋪蓋法進行施工。3.1.1 方案一：鋼筋混凝土支撐梁上設蓋板鋪蓋3.幾點體會3.1.2 方案二：軍用梁鋪蓋法 應用實例1：南京地鐵二號線一期工程新街口站采用加強型單層六四式軍用梁鋪蓋法施工,達到交通不斷路的目的。 軍用梁均采用單層加強型六四式軍用梁,跨度為24m,應用于車站主體結(jié)構(gòu)部位。軍用梁榀中心間距為1.0m(出土洞口寬3m,出土洞口外圍軍用梁榀中心間距0.6m);軍用梁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用斜向及縱向聯(lián)結(jié)系,以加強軍用梁整體穩(wěn)定。 3.幾點體會3.1.2 方案二：軍用梁鋪蓋法 應用實例2：深圳地鐵科學館站采用六四加強型軍用梁作為主梁，在軍用梁上鋪設路面板，形成臨時路面系統(tǒng)。 軍用梁均采用單層加強型

5、六四式軍用梁,跨度為21m,應用于車站主體結(jié)構(gòu)部位。軍用梁榀中心間距為2.0m；軍用梁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用斜向及縱向聯(lián)結(jié)系,以加強軍用梁整體穩(wěn)定。 3.幾點體會3.1.3 方案三：自制鋼桁架鋪蓋法3.幾點體會3.1.4 方案比選 鋼筋混凝土支撐加蓋板方案：施工簡便，材料不占用場地，拆除后廢舊鋼筋可折減成本； 軍用梁方案：使用周期長，如采用租賃不劃算，如自購，則需周轉(zhuǎn)23次較為有利，再則場地無堆放條件； 鋼桁架方案：不屬定型產(chǎn)品，一次性投入，如不能多次周轉(zhuǎn)使用，使用價值不高，同樣存在場地存放問題； 最終決定采用第一種方案，即鋼筋混凝土支撐加蓋板方案。3.幾點體會3.1.4 方案比選支撐梁施工路面板現(xiàn)澆施

6、工路面板頂鋪瀝青半蓋挖半明挖順作法施工3.幾點體會3.2 圍護結(jié)構(gòu)型式3.2.1 圍護結(jié)構(gòu)選型 本車站基坑距周邊建筑物距離較近，加之車站設計為疊合結(jié)構(gòu)，因此選用地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)具有以下特點：1、剛度大，開挖深度大，可適用于所有地層；2、強度大，變位小，隔水性好，同時可兼作主體結(jié)構(gòu)的一部分；3、可臨近建筑物、構(gòu)長物使用，環(huán)境影響?。?.幾點體會3.2 圍護結(jié)構(gòu)型式3.2.1 圍護結(jié)構(gòu)選型 地下連續(xù)墻在設計優(yōu)化時應結(jié)合地質(zhì)情況、周邊建筑物情況，統(tǒng)籌考慮其嵌入深度、內(nèi)撐方式來優(yōu)化含筋量。地下連續(xù)墻的優(yōu)化應全面考慮，即“此弱彼強”，如一味追求地連墻的優(yōu)化，減小配筋，減小嵌入深度，則基坑內(nèi)

7、支撐方面則需加強，那么隨之帶來的是基坑開挖及主體施工難度加大，圍護結(jié)構(gòu)變形增大，對周邊建筑物影響加大。3.幾點體會3.2 圍護結(jié)構(gòu)型式3.2.2 圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)撐方式 本工程圍護結(jié)構(gòu)共設四道內(nèi)支撐，其中第一道為鋼筋混凝土支撐，第二道第四道為鋼管（600）支撐。 內(nèi)撐布置方式不甚合理，對土方開挖及主體施工影響較大，后根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及現(xiàn)場施工條件，將支撐優(yōu)化為三道，即一道鋼筋混凝土支撐，兩道鋼管支撐。3.幾點體會3.2 圍護結(jié)構(gòu)型式3.2.2 圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)撐方式四道撐三道撐3.幾點體會3.3 地下連續(xù)墻施工控制3.3.1 成槽機械抓斗式成槽機（土層及全風化層用）沖擊鉆機（入巖段用）方錘修孔3.幾點體會3.

8、3 地下連續(xù)墻施工控制3.3.1 成槽機械雙輪銑 抓斗式成槽機是地鐵施工較為常用的一種成槽設備，優(yōu)點是費用較低，租賃方便；缺點是只能挖掘土層及全風化地層，而且垂直度控制精度較低。 雙輪銑是較為先進的一種成槽設備，費用較高，成槽精度控制較高，可適用于土層、全風化地層、強風化地層。 本工程采用抓斗式成槽機。3.幾點體會3.3 地下連續(xù)墻施工控制3.3.2 垂直度控制 垂直度控制對地連墻施工而且非常重要，施工時既要保證墻體不侵線，又要保證減小內(nèi)襯墻混凝土最大虧損。地連墻垂直度精度要求為0.3%H（H為基坑開挖深度），本車站基坑深17.5米，則地連墻需外放5cm。導墻凈寬比地連墻寬4cm,因此，導墻外

9、放值為5+27cm。3.幾點體會3.3 地下連續(xù)墻施工控制3.3.2 垂直度控制 1、在成孔之前，按槽段幅度的不同劃分孔位，標于導墻壁上；2、沖樁機就位，即在沖樁之前，提起沖錘至地面，略高于導墻面，使錘中心與孔位中心點對中。3、徐徐地放下至孔底，用鋼尺在導墻面量測鋼絲中心與連續(xù)墻中心的距離。4、對于不同深度偏差，可以采用相似三角形原理，即用鋼尺在測出錘位所在深度的偏差時，則推算出不同深度的偏差。 3.幾點體會3.3 地下連續(xù)墻施工控制3.3.2 垂直度控制小結(jié)： 以上辦法檢驗地連墻垂直度較為落后，為彌補方法的不足，必須做到勤觀察、勤檢測。 檢驗垂直度較為先進的方法為使用超聲波探測儀，儀器購置費

10、用約為30萬元人民幣。 總之，地連墻的垂直度是施工中的控制重點，必須嚴格控制，通過提高垂直度控制的精度可大大提高效益。 其它控制方面如：泥漿的控制、地連墻鋼筋、槽段接頭處理等也是控制的關鍵點，不再贅述。3.幾點體會3.4 基坑開挖施工3.4.1 基坑降水 車站范圍內(nèi)主要為殘積層及全風化層，殘積層遇水崩解軟化的現(xiàn)象非常明顯。前期采用坑內(nèi)明溝降水，效果不理想，后采用管井降水，效果大為改善。坑內(nèi)明溝降水管井降水3.幾點體會3.4 基坑開挖施工3.4.2 機械配置3.幾點體會3.4 基坑開挖施工3.4.2 機械配置 坑內(nèi)1臺0.25m3挖機，3臺0.6m3挖機；基坑外側(cè)配1臺1m3挖機向上翻土。3.幾

11、點體會3.4 基坑開挖施工3.4.2 機械配置 挖機4的挖土及倒土量決定了基坑土方開挖速度，根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計，挖機4的工效為80方/小時，每日具備挖土時長平均為14小時（已扣除鋼支撐安裝等影響時間），則單日挖土量可達到1120方。若考慮其它因素影響，每日實際挖土能力按900方計，基本能滿足車站主體施工進度要求。3.幾點體會3.4 基坑開挖施工3.4.3 基坑開挖與鋼支撐安裝的關系 設計要求土方挖至每道鋼支撐位置下0.5米，即安裝鋼支撐，現(xiàn)場實際操作則做不到。3.幾點體會3.4 基坑開挖施工3.4.3 基坑開挖與鋼支撐安裝的關系 土方開挖采取分段分層的方法，挖機活動范圍內(nèi)每小段長6米，高3米左右，在

12、挖機活動區(qū)域有611根鋼支撐需先挖后撐。3.幾點體會3.4 基坑開挖施工3.4.3 基坑開挖與鋼支撐安裝的關系 在開挖過程中需注意以下幾點：1、開挖過程中可采取拉中槽留三角土等方法，小范圍增加挖機的活動范圍，減小挖土難度；2、結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)信息化施工，在挖土與鋼支撐安裝間尋找平衡點；3、盡量縮短挖土、鋼支撐安裝、主體施工各工序之間的銜接時間，利用土體變形的時間差，正確理解“時空效應”理論。3.幾點體會3.5 主體結(jié)構(gòu)施工 主體施工工效：墊層1天、土建接地2天、底板8天、站臺層側(cè)墻及中板15天、站廳層側(cè)墻及頂板15天。第8天第23天第16天第1節(jié)第2節(jié)第3節(jié)第4節(jié)第5節(jié)第6節(jié)第7節(jié)第38天第24天

13、第32天第40天第31天第48天第39天第56天第46天第54天第70天第78天第86天第55天第63天第71天 主體每個作業(yè)面站臺層配4套支架模型、站廳層配4套支架模型，中板及頂板每隔3節(jié)后作以便支架倒運，這樣可形成流水作業(yè)。3.幾點體會3.6 混凝土結(jié)構(gòu)自防水理念各地的防水設計原則上海地鐵 “以防為主，多道設防，因地制宜，綜合治理，防排結(jié)合”；廣州地鐵 “以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道防線、因地制宜，綜合治理”；深圳地鐵“以防為主，防排結(jié)合，剛?cè)嵯酀?，多道防線，因地制宜，綜合治理”；香港地鐵 “以混凝土自防水為主，防排結(jié)合”。 3.幾點體會3.6 混凝土結(jié)構(gòu)自防水理念結(jié)構(gòu)開裂主要有以下四種類型荷

14、載開裂由外部荷載或局部應力集中引起的開裂；沉降開裂由地基基礎不均勻沉降引起的開裂；收縮開裂因混凝土收縮時受到約束而引起的開裂；溫度開裂環(huán)境溫度的劇烈變化或結(jié)構(gòu)各部分溫差引起 的的開裂。 3.幾點體會3.6 混凝土結(jié)構(gòu)自防水理念防止混凝土收縮系統(tǒng)解決方案 設 計 方 面1.嚴格控制主體結(jié)構(gòu)的實際強度,設計中低強度的防水混凝土。2.減少水泥用量，增加優(yōu)質(zhì)粉煤灰比例，水泥用量不超過280 kg/m3， 優(yōu)質(zhì)粉煤灰不低于膠凝材料的30%3.降低坍落度,即車站控制在100mm以內(nèi)；區(qū)間控制在120mm以內(nèi)。 3.幾點體會3.6 混凝土結(jié)構(gòu)自防水理念防止混凝土收縮系統(tǒng)解決方案 施 工 方 面1.縮短施工縫

15、間距，車站宜控制在16m以內(nèi)，區(qū)間宜控制在10m以內(nèi)。2.嚴格控制混凝土的入模溫度(高溫時段、現(xiàn)場等待、原料暴曬、水溫。3.必須在圍護結(jié)構(gòu)無滲漏條件下施作內(nèi)襯。4.混凝土及早養(yǎng)護；全面推廣混凝土自動水噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)。5.高品質(zhì)混凝土輸送泵，確保降低坍落度。3.幾點體會3.6 混凝土結(jié)構(gòu)自防水理念決 定 防 水 效 果 的 因 素一個設計理念： 以“混凝土結(jié)構(gòu)自防水為根本” ；兩個施工工藝： 圍護結(jié)構(gòu)不得滲漏、縮短施工縫間距；三個技術措施： 減少水泥用量增加優(yōu)質(zhì)粉煤灰；降低坍落度 選好混凝土輸送泵；自動水噴淋早期養(yǎng)護。 4.小結(jié)1、蓋挖法施工可解決地鐵施工對城市擁擠的地面交通的干擾，該方法在歐州、新加坡、日本及中國臺灣應用較多，但在國內(nèi)尚未普及；2、蓋挖法施工工序較多，建造持續(xù)時間較明挖站長，而國內(nèi)地鐵工期都比較緊，單就工期而言，不利于采用此種工藝；3、蓋挖法如需普及，尚需完善臨時路面鋪蓋工法，如日本地鐵車站采用標準化定型式的裝配式鋪蓋產(chǎn)品，可重復多次使用，大大降低了施工成本；4、圍護結(jié)構(gòu)的設計優(yōu)化應統(tǒng)籌結(jié)合整體考慮，以提高施工整度，確保基坑安全及周邊建筑物安全為前提；5、基坑開挖