預(yù)制裝配式地鐵車站施工技術(shù)淺析獲獎科研報(bào)告

預(yù)制裝配式地鐵車站施工技術(shù)淺析獲獎科研報(bào)告

摘要：地鐵建設(shè)是城市交通結(jié)構(gòu)中重要的結(jié)構(gòu)之一，相比較其他城市交通方式，地鐵擁有“客流量大、速度快捷、班次快、運(yùn)載時間長”等特點(diǎn)。本文是對預(yù)制裝配式地鐵車站施工技術(shù)進(jìn)行的分析。

關(guān)鍵詞：預(yù)制裝配;地鐵車站;施工技術(shù);技術(shù)應(yīng)用

大規(guī)模城市軌道交通建設(shè)是我國城市發(fā)展中，為了提高城市的運(yùn)行效率進(jìn)行的重要建設(shè)內(nèi)容。在大規(guī)模城市軌道交通建設(shè)的技術(shù)中，預(yù)制裝配式地鐵車站施工技術(shù)，是許多國家作為地鐵技術(shù)發(fā)展到一定程度的重要標(biāo)志。

一、預(yù)制裝配式地鐵車站的施工技術(shù)過程

通過對預(yù)制裝配式地鐵車站的施工案例分析，對地鐵預(yù)制裝配式技術(shù)施工分為以下幾個施工要點(diǎn)：

1、施工基坑

土木建筑類工程的施工過程中，對于基坑的挖掘向來都是重中之重，并且地鐵基坑的挖掘質(zhì)量也關(guān)系到地鐵日后的施工質(zhì)量和運(yùn)行質(zhì)量。地鐵和普通的土木工程施工不同的地方在于，一般的土木工程都是向上施工，而地鐵是向下施工，還需要開鑿不同的地下隧道，工期緊張，工程危險(xiǎn)。在實(shí)際的施工過程中還需要引入隧道施工技術(shù)，對施工圖紙上的地區(qū)縱向分層、橫向分段，有計(jì)劃的對城市土基坑里挖掘施工基坑。

2、安全支護(hù)

如表1，在地鐵基坑挖掘結(jié)束之后，因?yàn)槭┕るA段會存在各不相同的沉降，為了保證地鐵隧道的質(zhì)量，需要對地鐵基坑、隧道加裝支護(hù)，因?yàn)榈罔F基坑位于地下，施工的方式和地上建筑的施工也不太一樣，還需要施工人員對地鐵基坑進(jìn)行錯索支護(hù)，提供可靠的施工空間，降低下雨、地面居民生活等因素對地鐵車站施工的影響，保證地面居民和基坑的安全性。

3、預(yù)制構(gòu)件拼裝

在對地鐵車站基坑進(jìn)行安全防護(hù)之后，就需要對地鐵車站展開預(yù)制構(gòu)件拼裝工作。城市中的預(yù)制裝配構(gòu)件都是事先在工廠中制作完成，通過車輛運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場就能對這些預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行拼裝，完成地鐵車站的緊接著開展拼裝預(yù)制構(gòu)件工作，既要保證地鐵預(yù)制裝配式施工的連續(xù)性，也要讓施工的質(zhì)量得到保證。

二、地鐵預(yù)制裝配式施工技術(shù)

1、構(gòu)件拼裝

關(guān)于地鐵的預(yù)制裝配式構(gòu)件拼裝，主要的方式有通縫式和錯縫式兩種拼裝方法。以某城市地鐵2號線為例，將車站主體結(jié)構(gòu)采用裝配式構(gòu)件拼裝，將車站分為7塊預(yù)制構(gòu)件（構(gòu)件編號A、B、C、D、E）。每塊裝配構(gòu)件寬度為2.3米，重量平均在40t左右，裝配式構(gòu)件之間用精軋螺紋鋼進(jìn)行拼裝連接，采用千斤頂進(jìn)行張拉鎖定的裝配方式，以通縫式進(jìn)行拼裝。其中，車站的上下樓板、支撐立柱都采用現(xiàn)澆筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行，出入口則采用特殊的結(jié)構(gòu)塊進(jìn)行拼裝，然后將裝配段和與現(xiàn)澆段用后澆環(huán)梁進(jìn)行連接，完成車站的整體拼裝之后，在頂板上覆蓋5米左右的泥土，完成施工。

2、施工流程

在進(jìn)行車站裝配的時候，為了減小構(gòu)件之間的拼裝誤差，還需要先進(jìn)行基底精平條帶施工，從底板1個A塊構(gòu)件，2個B塊構(gòu)件開始，拼裝完成之后，再進(jìn)行邊墻，也就是C塊構(gòu)件拼裝，等邊墻拼裝完成，確保質(zhì)量之后，在進(jìn)行頂部的結(jié)構(gòu)：D塊結(jié)構(gòu)和E塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行拼裝，以此來確保整個工程施工的有序性。

3、施工后續(xù)

在裝配構(gòu)件的拼裝過程中，因?yàn)槠囱b臺車的尺寸限制，在進(jìn)行底板塊施工的時候，底板塊不能按照原位進(jìn)行拼裝，需要超前邊的墻塊2-3米左右，邊墻塊超前頂板塊2-3米，在全部構(gòu)件拼裝完成之后，再進(jìn)行底板塊的恢復(fù)工作。

4、施工缺點(diǎn)

這種施工方法雖然便捷快速，但也存在一定的缺點(diǎn)。此種施工方法的缺點(diǎn)，其中影響比較大的有預(yù)應(yīng)力的錨索施工中，注漿的漿液凝固時間長，會影響工程的土方開挖的速度，沒辦法體現(xiàn)裝配式車站施工的速度快、工期短特點(diǎn)。還有就是裝配式車站在高層建筑較多的市中心施工的時候，因?yàn)檐囌据^深，導(dǎo)致施工的錨索無法滿足施工要求，造成施工不便。另外就是錨索的地層適應(yīng)性差，一旦遇到滿足錨索施工要求的地層，就需要想其他的方法進(jìn)行施工，延誤裝配式車站的交付工期。因此，還需要現(xiàn)場施工人員對施工方案進(jìn)行優(yōu)化，確保施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)裝配施工的意外。

三、地鐵車站盾構(gòu)法施工技術(shù)

1、盾構(gòu)法施工技術(shù)

盾構(gòu)法施工技術(shù)是暗挖法施工的方法，主要是采用金屬機(jī)械制作的盾構(gòu)機(jī)，將盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)械在地中按照設(shè)計(jì)的方向進(jìn)行推進(jìn)。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)械通過前方的泥土切削裝置對土層進(jìn)行開挖，在掘進(jìn)挖土的過程中就能通過出土機(jī)械將挖掘的泥土運(yùn)出洞外。同時通過盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)械堅(jiān)硬的外殼結(jié)構(gòu)，以及用于支撐的管片設(shè)備對挖掘出的通道進(jìn)行支撐，防止四周的泥土、巖石松散、掉落，發(fā)生隧道坍塌。

2、盾構(gòu)法施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1掘進(jìn)速度快

盾構(gòu)法施工技術(shù)因?yàn)槭侨珯C(jī)械化的施工方法，在掘進(jìn)速度上擁有很高的優(yōu)勢。特別是在面對工期緊張的地鐵土木工程的時候，能夠快速的開挖地鐵隧道和基坑，為地鐵施工和預(yù)制裝配施工提供奠定的基礎(chǔ)。

2.2自動化程度高

全機(jī)械化的盾構(gòu)法施工技術(shù)利用千斤頂提供推力，讓盾構(gòu)機(jī)械在地下不斷的挖掘推進(jìn)，為此，需要極高的自動化機(jī)械技術(shù)支撐，保證盾構(gòu)機(jī)的自動化掘進(jìn)、出土。同時，在掘進(jìn)過程中還可以實(shí)現(xiàn)襯砌的自動化搭建，降低地鐵的施工勞動強(qiáng)度，進(jìn)一步提高地鐵施工速度。

2.3城市居民影響小

盾構(gòu)機(jī)械掘進(jìn)技術(shù)屬于暗挖法，盾構(gòu)機(jī)械施工技術(shù)之所以能夠在城市地鐵的施工中占據(jù)極大的比例，主要是因?yàn)槎軜?gòu)機(jī)械的暗挖法能夠在地下獨(dú)立工作。相比明挖法和挖蓋法，對于城市的日常生活影響小，在地面占據(jù)的施工面積也小。盾構(gòu)機(jī)械掘進(jìn)技術(shù)能夠在不影響地面交通與設(shè)施的前提下，快速展開地鐵工作效率。

2.4受外界的影響小

地鐵施工技術(shù)中，盾構(gòu)機(jī)的暗挖法對于外界環(huán)境影響小。因?yàn)槭窃诘叵率┕?，寒暑季?jié)、風(fēng)雨氣候很難影響到盾構(gòu)機(jī)暗挖法的施工。

2.5對外界的影響小

暗挖法對于城市的地下水管道系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等等影響不大，主要完善地鐵基坑的位置一般都比這些系統(tǒng)深，而暗挖法是直接在地下開掘施工，只需要在施工前期選擇電力、管道不集中的地方，就不會對城市的生活用電用水造成很大的影響。同時，地層屬于天然的隔音體，盾構(gòu)機(jī)在施工過程中不會有噪音擾亂居民的生活。

3、盾構(gòu)機(jī)暗挖法的局限

3.1盾構(gòu)機(jī)的適應(yīng)能力差

盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對于多變的地質(zhì)環(huán)境適應(yīng)能力差。因此，盾構(gòu)機(jī)在松軟土質(zhì)中的施工效率是最高的。

3.2盾構(gòu)機(jī)維修困難

盾構(gòu)機(jī)屬于全機(jī)械施工設(shè)備，科技技術(shù)含量高，因?yàn)榇嬖隗w積大、運(yùn)輸困難的特點(diǎn)，一旦發(fā)生故障，就很難進(jìn)行維修。因此，在進(jìn)行施工之前，需要技術(shù)人員對城市的地層分段探測，確保地質(zhì)符合盾構(gòu)機(jī)的使用條件。

3.3對工人施工不友好

暗挖法的施工隧道隨著挖掘的逐漸深入，會有一種幽閉的感覺，同時，因?yàn)橥翆拥恼趽酰┕と藛T并不能看見陽光，心理承受的壓力大。因?yàn)橥诰蚝蟮乃淼篮蛙囌具€沒有進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件拼裝施工，所以可能存在滲水、巖土脫落等情況，施工環(huán)境差。

四、地鐵車站施工防水技術(shù)的重要性

1、防水施工技術(shù)的重要性

地鐵車站在開挖之后，土層滲水問題對于地鐵車站的施工質(zhì)量影響非常的大。在預(yù)制裝配工程施工之前，需要地鐵施工人員對地鐵車站的防水施工進(jìn)行相應(yīng)的重視。因?yàn)榈罔F車站的滲水會影響到土層脫落、腐蝕地鐵車站中的施工設(shè)備、影響地鐵的施工質(zhì)量、甚至是導(dǎo)致地鐵主體結(jié)構(gòu)開裂、裂縫滲漏等等問題，嚴(yán)重影響地鐵車站的施工和后續(xù)的運(yùn)營維護(hù)。

2、地鐵施工防水要求

2.1杜絕水漬

水漬通常是地鐵工程中滲水漏水現(xiàn)象的表現(xiàn)，也有可能是土層中地下水滲漏的影響。因此，在施工過程中嚴(yán)防水漬的產(chǎn)生，對水漬出現(xiàn)的問題給予快速解決，能夠避免后續(xù)的施工事故發(fā)生。

2.2提高施工技術(shù)

對于一些地下水豐富，降雨豐富的地區(qū)，地鐵的車站結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)加裝防水線，提高防水性能，注重混凝土的防水效果，在其中填充各類防水材料，并做好地鐵車站的裂縫治理工作，杜絕裂縫滲水的影響。

3、澆筑的缺陷填充

在進(jìn)行車站的混凝土澆筑的時候，因?yàn)榛炷翝仓墓こ塘看?，地鐵施工難度大，對于一些支護(hù)地段的支撐端頭澆筑非常的困難。因?yàn)榛炷翝仓臅r候，土層尚未填充嚴(yán)實(shí)，支護(hù)的支撐端頭和土層接觸的地方難以澆筑成型，需要在事后取消支護(hù)后對其進(jìn)行補(bǔ)漏澆筑，預(yù)防孔隙和施工缺陷的出現(xiàn)。

4、填充縫隙

地鐵施工中的縫隙漏水其實(shí)非常的常見。而縫隙是地鐵車站漏水的重大缺陷之一。通常在施工中就需要對出現(xiàn)的施工縫隙進(jìn)行填補(bǔ)，使用的材料主要有止水帶、止水鋼板、縫隙防水填充物等等。

五、提高地鐵車站施工技術(shù)的關(guān)鍵

1、防水處理

在施工過程中嚴(yán)格的對車站防水進(jìn)行處理，降低車站內(nèi)部的滲水，可以提高地鐵車站的整體施工質(zhì)量，即使是對于出現(xiàn)的裂縫，也需要對其進(jìn)行徹底的修補(bǔ)和防漏。對于一些開挖過程中遇到的地下水問題，可以使用遇水膨脹的止水條進(jìn)行堵塞封閉。在預(yù)制裝配過程中，需要對地鐵車站的底板、側(cè)墻的施工縫隙做好防水填充，避免因?yàn)榈叵聺B水破壞預(yù)制裝配施工的質(zhì)量。最好在地下水豐富的區(qū)域，對地鐵車站加設(shè)排水系統(tǒng)，可以有效的降低車站滲水影響。

2、地鐵施工人員

2.1加強(qiáng)人員的專業(yè)培訓(xùn)

因?yàn)榈罔F車站的工作特殊性，對于人員的專業(yè)要求更高，也就需要企業(yè)加強(qiáng)地鐵工作人員的專業(yè)培訓(xùn)，提高工作人員的專業(yè)知識也職業(yè)素質(zhì)，才能有效的提高地鐵施工技術(shù)，解決大部分的地鐵施工質(zhì)量問題。當(dāng)然，對于地鐵施工人員的專業(yè)培訓(xùn)內(nèi)容不僅僅包含有地鐵人員的專業(yè)技術(shù)、專業(yè)技能、職業(yè)素養(yǎng)這些方面。其中還應(yīng)該加入地鐵施工人員的心理培訓(xùn)，其中包括但不限于心理壓力測試、幽閉心理緩解、封閉環(huán)境里的情緒調(diào)控等等，需要由工區(qū)的總工牽頭，在地鐵施工之前進(jìn)行針對性的內(nèi)容學(xué)習(xí)。

2.2細(xì)化人員職責(zé)

想要提高地鐵的預(yù)制裝配施工質(zhì)量，還需要細(xì)化人員的職責(zé)。將每個工作人員的工作技能、工作職責(zé)最大限度的劃分出來，這樣可以在培訓(xùn)中心做出專業(yè)的指導(dǎo)