探析鋪蓋法標(biāo)準(zhǔn)化在地鐵車站建設(shè)中的應(yīng)用

李艷麗

摘 要 在日本、新加坡以及歐洲一些國(guó)家早已成功地采用鋪蓋法修建地鐵車站。本文在此介紹了鋪蓋法的基本結(jié)構(gòu)形式、地下管線處理保護(hù)以及該方法的設(shè)計(jì)原則和施工工序。該法的推廣將會(huì)解決交通、環(huán)境問題，降低工程成本、提高施工速度。在國(guó)內(nèi)研制鋪蓋板標(biāo)準(zhǔn)化施工是今后的工作重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 鋪蓋法 標(biāo)準(zhǔn)化 支撐體系 管線懸吊 地鐵車站

一、國(guó)內(nèi)外修建地鐵車站技術(shù)現(xiàn)狀

從目前來看，我國(guó)地鐵車站的修建多采用明挖法、淺埋暗挖法、蓋挖法等施工技術(shù)。由于許多地鐵車站位于城區(qū)繁華地帶，使得明挖法施工受到一定的限制。淺埋暗挖法的施工除通向地面的豎井外其余部分均在地下進(jìn)行，對(duì)周邊環(huán)境影響最小，但對(duì)覆蓋土層厚度要求較嚴(yán)，覆蓋土層厚度小于6 m，圍巖條件差，開挖難以形成自然拱，在大斷面超前支護(hù)難以成型時(shí)，按現(xiàn)有施工技術(shù)條件，難以滿足其要求，而且淺埋暗挖施工方法的施工工期長(zhǎng)、造價(jià)高、施工難度和風(fēng)險(xiǎn)也較大。蓋挖法施工對(duì)市政交通及商業(yè)的影響可以有很大程度的降低，且造價(jià)適中，具有明挖法和暗挖法施工的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了前兩種施工工藝的缺點(diǎn)。但是，在采用蓋挖法施工時(shí)，因無標(biāo)準(zhǔn)的臨時(shí)路面鋪蓋結(jié)構(gòu)，常以軍用梁和臨時(shí)鋼板代替。如果施工單位沒有軍用梁，則需專門制作，這些臨時(shí)支撐的制造及使用很不規(guī)范，而且設(shè)計(jì)技術(shù)方法以及支撐結(jié)構(gòu)形式有許多不合理之處，浪費(fèi)了大量的材料，同時(shí)也增加了施工費(fèi)用。如果使用標(biāo)準(zhǔn)化鋪蓋法不僅解決了明挖法和傳統(tǒng)的蓋挖法在地鐵車站施工帶來的交通和環(huán)境問題，而且也使鋪蓋板等臨時(shí)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，降低施工造價(jià)，可以帶動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化地鐵車站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建筑布置設(shè)計(jì)以及地鐵車站安全施工技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)可以解決地下管線的標(biāo)準(zhǔn)化臨時(shí)保護(hù)等問題。

鋪蓋法，以其對(duì)交通影響小的特點(diǎn)，在日本、新加坡等地早已得到了廣泛應(yīng)用，特別是在日本修建地鐵車站工程中多采用鋪蓋法，幾乎占全部地鐵車站的80%，只有20%為盾構(gòu)法、明挖法或暗挖法施工。目前雖然已有很多城市在地鐵建設(shè)中也采取了鋪蓋法施工工法，但都還停留在臨時(shí)鋪蓋的觀念上。從我們正在施工的西安地鐵來說，每個(gè)蓋挖法車站都是各自制作各自的蓋板，車站回填后蓋板就成為廢品，還要進(jìn)行破碎、外運(yùn)棄置，這樣的話不僅勞民傷財(cái)，還延長(zhǎng)了施工工期。如果能將每個(gè)車站的鋪蓋系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)、并形成標(biāo)準(zhǔn)蓋板，不僅省去了蓋板破碎時(shí)間和再次預(yù)制蓋板的時(shí)間，更大程度上是能將資源有效地再次利用，為地鐵建設(shè)節(jié)約工期、節(jié)約成本。因此，結(jié)合我國(guó)地質(zhì)條件、交通狀況，廣泛推廣鋪蓋法，并使之進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)城市地鐵車站建設(shè)來說是十分必要和迫切的。

二、鋪蓋法基本結(jié)構(gòu)形式及組成構(gòu)件

鋪蓋法的基本組成構(gòu)件主要包括：鋪蓋板、鋪蓋支撐體系，其中鋪蓋支撐整體系包括：鋪蓋板支撐梁、梁支撐、承載樁（包括主樁和中間樁）、水平支撐（包括橫撐、縱撐和水平連接梁）和斜撐等。鋪蓋板作為地上構(gòu)件，用于鋪設(shè)路面（臨時(shí)路面）。鋪蓋支撐梁體系作為地下構(gòu)件，其中鋪蓋板支撐梁除了用于支撐鋪蓋板外，還可用于地下管線懸吊；梁支撐和主樁除了用做支撐結(jié)構(gòu)外，還可用作圍護(hù)擋土結(jié)構(gòu)。

三、地下埋設(shè)物（管線）的處理及保護(hù)方法

地下埋設(shè)物保護(hù)，因其狀況及種類的不同而不同。一般以懸吊保護(hù)為主，懸吊保護(hù)的方法也以埋設(shè)物的種類不同而不同，應(yīng)按埋設(shè)物管理者所定的基準(zhǔn)進(jìn)行保護(hù)，為了確定適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)和復(fù)舊方法，必須充分了解開挖范圍，并對(duì)埋設(shè)物的種類、深度、構(gòu)造尺寸、老朽程度、材質(zhì)等進(jìn)行充分的調(diào)查，一般包括如下方法：鋪蓋板支撐梁懸吊保護(hù)法、專用梁懸吊保護(hù)法、臨時(shí)支撐保護(hù)法，分段開挖保護(hù)法，變更管線材質(zhì)和位置保護(hù)法，臨時(shí)移設(shè)法和移設(shè)、撤去法等。

四、鋪蓋法設(shè)計(jì)原則

1.標(biāo)準(zhǔn)化鋪蓋板的基本要求。各種交通量情況下能正常使用；耐久性好，可長(zhǎng)時(shí)間使用；表面抗滑能力強(qiáng)，不影響汽車行駛及停止；抗沖擊能力強(qiáng)，能充分抵抗施工及材料搬運(yùn)時(shí)的沖擊；重量盡可能輕；安裝方便、簡(jiǎn)單、牢靠、使用期間檢查方便；車輛在鋪蓋板上行駛時(shí)不產(chǎn)生額外噪聲；通用性和兼容性好，各種普蓋板可以并用；材質(zhì)均勻，成型誤差小，不給車輛及步行者以不安全感覺；安全性高，鋪蓋板即使發(fā)生破損，也絕不可能發(fā)生事故。

2.支撐體系。（1）縱撐的設(shè)計(jì)。必須具有能把擋土墻傳來的荷載均勻地傳遞給橫撐所具備的剛度和密接性；各段的縱撐所用荷載必須是開挖以及構(gòu)筑本體階段最不利的荷載；設(shè)計(jì)縱撐時(shí)，應(yīng)以橫撐所在位置為支點(diǎn)，按簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)計(jì)算；縱撐垂直間距的確定，應(yīng)考慮荷載的大小、擋土墻的強(qiáng)度和剛度以及施工的方便性等因素。（2）橫撐。要求必須具有軸力的作用下不發(fā)生失穩(wěn)破壞的截面形式和剛度，當(dāng)橫撐長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，必須用中間樁或補(bǔ)鋼材補(bǔ)強(qiáng)措施；原則上在橫撐上不可有其他荷載作用，如因特殊原因需要加載時(shí)，必須以軸力和彎矩進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算；原則上橫撐不設(shè)連接，如因特殊原因需要設(shè)置時(shí)，必須進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，以確保滿足強(qiáng)度要求；橫撐和縱撐的連接部位，必須是不產(chǎn)生松動(dòng)的構(gòu)造。（3）斜撐和腳撐。必須能夠保證傳遞荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)造；必須是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，并按單純受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)。（4）中間樁。中間樁必須能夠承擔(dān)路面荷載、鋪蓋板及其支撐梁以及懸吊梁和被懸吊埋設(shè)的荷載；中間樁宜采用斜撐加強(qiáng)縱向剛度，斜撐必須在與其他構(gòu)件接觸的部位緊密連接。

五、鋪蓋法修建地鐵車站施工步序

1.鋪蓋體系的鋪設(shè)。原路面的破除及淺部開挖。破除原路面的施工開始前，應(yīng)充分考慮對(duì)施工環(huán)境及地下管線的影響，施工的范圍必須考慮交通量及施工時(shí)間；鋪蓋板支撐梁的架設(shè)。鋪蓋板支撐梁應(yīng)按鋪蓋板的尺寸及梁支撐所確定的間隔架設(shè)；鋪蓋板的架設(shè)。施工前應(yīng)再次檢查鋪蓋板表面，鋪設(shè)時(shí)必須確保鋪蓋板與鋪蓋板支撐梁搭接良好平滑；鋪蓋板的維持管理。必須經(jīng)常檢查鋪蓋板及其連接部位，確保安全和不影響交通。如發(fā)現(xiàn)有異常，必須進(jìn)行修補(bǔ)或更換。

2.下部臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)施工。（1）縱撐?？v撐必須與擋土墻緊密貼緊，以保證其能均勻地傳遞土水壓力。（2）橫撐。在相應(yīng)開挖施工結(jié)束后應(yīng)迅速施工橫撐，并保證使之盡可能與縱撐成直角架設(shè)。（3）檢查。隨著開挖深度的增大，水土壓力增加，橫撐及縱撐有可能產(chǎn)生局部屈曲現(xiàn)象，應(yīng)特別注意橫撐和縱撐結(jié)合部的日常檢查。同時(shí)，角部是擋土支撐結(jié)構(gòu)的弱點(diǎn)，也應(yīng)給予充分的注意。

3.撤去鋪蓋板及恢復(fù)路面。回填結(jié)束、確認(rèn)對(duì)路面的暫時(shí)恢復(fù)作業(yè)沒有影響后，撤去鋪蓋板，施工時(shí)應(yīng)注意不要損傷地上構(gòu)件及地下埋設(shè)物；恢復(fù)路面、恢復(fù)路面應(yīng)制定分布施工計(jì)劃，所用的材料及構(gòu)造，必須按道路管理部門要求執(zhí)行。

4.撤去中間樁。中間樁應(yīng)在本體完成后，在確定的位置切斷，切斷后應(yīng)迅速撤去。同時(shí)應(yīng)注意中間樁切斷處，是防水的薄弱部分，應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

六、結(jié)束語

推廣鋪蓋法的技術(shù)方案優(yōu)勢(shì)如下：首先，能解決明挖法施工地鐵車站過程中的交通、環(huán)境等問題。其次，可使鋪蓋板及臨時(shí)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，降低施工造價(jià)，而且可以帶動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化的地鐵車站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑布置設(shè)計(jì)以及地鐵車站安全施工技術(shù)發(fā)展。最后，預(yù)制蓋板鋪蓋體系采用懸吊保護(hù)的方法進(jìn)行保護(hù)，能夠減少地鐵車站施工中必須要進(jìn)行管線移設(shè)而造成的施工周期長(zhǎng)和工程造價(jià)高等問題，從而加快地鐵施工進(jìn)度。

鋪蓋法的研究是一個(gè)涉及公路、城市橋梁、結(jié)構(gòu)工程、鋼結(jié)構(gòu)、材料、地下工程等多個(gè)土木工程專業(yè)方向的綜合交叉課題。關(guān)于鋪蓋板的表面抗滑和耐磨性能、支撐體系的選型、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、構(gòu)件細(xì)部處理手段等的改善需在實(shí)踐的前提下進(jìn)行深入研究。

結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，參考我國(guó)現(xiàn)有的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，自主設(shè)計(jì)研制鋪蓋板以及制定符合我國(guó)規(guī)范要求的設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)，將成為該工法在我國(guó)推廣過程中研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

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