蓋挖法在地鐵車站施工中的應(yīng)用前景分析

朱建偉

摘要：提要隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)，特別是城市交通運(yùn)輸壓力已成為我國(guó)急需解決的問題，這就要求必須加大對(duì)市政建設(shè)的投入，地鐵建設(shè)是目前各大城市解決城市交通壓力的首選辦法，如何又好又快地在保證安全質(zhì)量的前提下使地鐵建設(shè)加快施工進(jìn)度，就成為我們?cè)趯?shí)踐中不斷探索和思考的課題。?本文分析了蓋挖法在地鐵施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地鐵車站；蓋挖法；施工；應(yīng)用前景

中圖分類號(hào)： U231.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、蓋挖法施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

蓋挖法是一項(xiàng)常用的施工技術(shù)，與明挖法相比更具有靈活性，既能確保工期，又能保證交通的暢順，這對(duì)城市中進(jìn)行地鐵車站施工具有極其重要的意義，在國(guó)內(nèi)城市地鐵車站建設(shè)中應(yīng)用逐漸廣泛。

1、占用道路少。不影響城市現(xiàn)有交通或能夠最大限度較少對(duì)現(xiàn)有交通的影響。同時(shí)和地鐵站蓋挖法區(qū)均能保證車道通行，有利于交通組織，大大減輕道路的交通壓力。

2、蓋挖法工期較短。工程任務(wù)量和效率方面，蓋挖法避免深挖流程，減少土方開挖工程量，此外不需要臨時(shí)的邊坡支護(hù)項(xiàng)目，更易于操作且節(jié)省了工期，大大緩解工期壓力。

3、施工影響小。蓋挖法施工影響小表現(xiàn)在兩方面。一方面對(duì)其他工程施工影響小地下管線可以利用蓋板作為保護(hù)，從而減少管線動(dòng)遷工作量，相應(yīng)減少建設(shè)單位的投資。即使因管線與結(jié)構(gòu)位置相沖突，需要?jiǎng)舆w管線，動(dòng)遷可與工程施工同步進(jìn)行，費(fèi)用低，所需時(shí)間縮短，最大限度地減少管線拆遷對(duì)工程施工的影響。另一方面蓋挖法受其它因素影響小。蓋挖法有利于在不影響正常交通情況、保持交通流量的情況下，同時(shí)對(duì)無(wú)法實(shí)施分邊施工或管線復(fù)雜的城市市政工程地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面施工。另外蓋挖法在地下施工，噪聲振動(dòng)小，有效地降低了施工過程中的噪音污染。

4、工程造價(jià)較少。蓋挖法土建投資與傳統(tǒng)順作逆作法相比相對(duì)較多，這僅僅是針對(duì)直接的土建工程費(fèi)用，而對(duì)于工程總投資來(lái)說，反而會(huì)節(jié)約投資。市中心區(qū)域的地鐵車站周邊一般都是密集建筑，有些甚至是受保護(hù)的具有歷史價(jià)值的珍貴建筑，道路交通也相對(duì)繁忙，車站占用了道路的主要部分。據(jù)不完全測(cè)算,僅交通繞道和道路擁擠幾項(xiàng)引起的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益損失將達(dá)數(shù)億元之多。采用的蓋挖法不僅保障了道路的暢通,同時(shí)還還可提供足夠的施工場(chǎng)地, 減少了施工期間的借地投入，也節(jié)省了工程造價(jià)。

二、蓋挖法在淺埋地鐵車站施工中的應(yīng)用的重要作用

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)。城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷興建，地鐵已經(jīng)給逐漸成為城市交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分。國(guó)內(nèi)地鐵建設(shè)飛速發(fā)展，在近來(lái)地鐵大規(guī)模的建設(shè)中，越來(lái)越多的地鐵樞紐站出現(xiàn)于市區(qū)交通繁忙地段, 因此車站施工面臨既要保證工期，同時(shí)又能保證交通、環(huán)境的要求。傳統(tǒng)作法中大多數(shù)采用明挖順作法施工，明挖順作法施工會(huì)長(zhǎng)期占據(jù)城市道路，施工過程中交通和管線需多次翻交，封閉道路則會(huì)對(duì)周邊交通帶來(lái)巨大壓力。蓋挖法施工可以最大限度減少對(duì)社會(huì)交通的干擾，又能在臨時(shí)蓋板下按明挖順作法施工車站結(jié)構(gòu)，保證施工進(jìn)度， 具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有良好的應(yīng)用前景。因此研究蓋挖法在淺埋地鐵車站施工中的應(yīng)用對(duì)于城市交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有十分重要的意義。

三、蓋挖法施工技術(shù)要點(diǎn)

1、可重復(fù)利用的路面板。蓋挖法能夠?qū)崿F(xiàn)的關(guān)鍵之一, 是建造一個(gè)穩(wěn)固、經(jīng)濟(jì)的臨時(shí)路面系統(tǒng)。采用標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化可回收重復(fù)利用的預(yù)制板,且結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性要求。蓋板平面標(biāo)準(zhǔn)尺寸為3m×2m,并以2m×1m、1m×1m預(yù)制蓋板作為臨時(shí)路面敷設(shè)組合時(shí)的調(diào)節(jié)塊。標(biāo)準(zhǔn)路面板采用3米長(zhǎng)、1米寬，以保證支撐布置的模數(shù)及施工的便利性。

為保證路面車輛行駛的平穩(wěn)性,蓋板梁撓度應(yīng)小于等于1/500，蓋板撓度應(yīng)小于等于1/400、不平整度應(yīng)小于0.5毫米，蓋板鋪設(shè)時(shí)應(yīng)采取減震降噪和防滲防漏措施，注意相鄰兩個(gè)之間的高差控制在1毫米之內(nèi)。為保證預(yù)制蓋板的可回收重復(fù)利用,預(yù)制蓋板尺寸以1米為模數(shù)。

2、豎向支承體系設(shè)置。蓋挖法施工要求先做圍護(hù)結(jié)構(gòu)與中間立柱,作為結(jié)構(gòu)在施工期間的支撐構(gòu)件。車站設(shè)置立柱樁,與兩側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成路面系統(tǒng)的豎向支承體系。立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí), 必須注意合理選擇立柱的支承方式、結(jié)構(gòu)類型及其基礎(chǔ)類型 既保證立柱的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性, 又保證荷載能有效地傳遞給柱下基礎(chǔ)。立柱樁在上部荷載及基坑開挖土體應(yīng)力釋放的作用下,發(fā)生沉降與抬升,同時(shí)立柱樁承載的不均勻,增加了立柱樁間及立柱樁與地下墻之間產(chǎn)生較大差異沉降的可能,若差異沉降過大, 將會(huì)對(duì)路面體系產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響安全。立柱樁之間及立柱樁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的差異沉降不宜大于20mm,且不宜大于 1/400 樁距。因此,如何減少中間立柱樁、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的沉降以及差異沉降,是蓋挖法施工的要點(diǎn)之一。

3、蓋板梁和首道支撐關(guān)系。蓋板梁與首道支撐可有分離設(shè)置、結(jié)合設(shè)置兩種處理方法。在地質(zhì)較好的地區(qū)進(jìn)行蓋挖法施工時(shí), 往往將蓋板梁和首道支撐分離設(shè)置。由于土體自立性好, 蓋板梁不承受水平方向的荷載, 僅承受以路面的豎向荷載, 同時(shí)將該荷載傳遞給中間立柱。按照地鐵車站施工所需空間要求, 第一道支撐一般設(shè)置在地表以下2m深處。在軟弱地層中,如果不考慮蓋板梁兼作支撐, 類似于懸臂2.5m開挖, 將會(huì)導(dǎo)致土體側(cè)向變形超出范圍, 同時(shí)由于土體具有明顯的流變性能, 開挖時(shí)會(huì)導(dǎo)致蓋板梁上作用有較大的軸力, 對(duì)蓋板梁偏不安全, 對(duì)于控制基坑變形也非常不利。蓋板梁可選用鋼筋混凝土支撐或鋼支撐形式。直接擱置于立柱樁頂部。由于蓋板作為車行道路, 易受擾動(dòng), 如果采用鋼支撐, 穩(wěn)定性不好而且支撐軸力復(fù)以施加預(yù)應(yīng)力, 因此采用鋼筋混凝土支撐, 以增強(qiáng)蓋板體系的穩(wěn)定性和安全性, 采用鋼筋混凝土形式對(duì)控制深基坑變形也是有利的。

四、應(yīng)用前景分析

蓋挖法占用道路少, 有利于交通組織的優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的。由于國(guó)內(nèi)城市道路一般均設(shè)有非機(jī)動(dòng)車道、人行道, 蓋挖法只需要占用一半的車站基坑寬度, 通過適當(dāng)調(diào)整機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道、人行道寬度, 一般均可做到施工期間保證原有的車輛通行能力。但是國(guó)內(nèi)目前采用蓋挖法施工的地鐵車站非常少, 這主要是因?yàn)樯w挖法施工需要的支撐體系、蓋板體系、專用取土設(shè)備等一次性投資較大, 施工經(jīng)驗(yàn)的缺乏也是一個(gè)因素。蓋挖法土建投資與其他施工方法相比相對(duì)巨大, 僅僅是針對(duì)直接的土建工程費(fèi)用, 而對(duì)于包括前期費(fèi)用的工程總投資來(lái)說,反而會(huì)節(jié)約投資。市中心區(qū)域的地鐵車站周邊一般都是密集建筑, 交通局促, 而車站占用了道路的主要部分。根據(jù)某工程經(jīng)驗(yàn), 車站動(dòng)拆遷的很大部分是由于交通組織而拆遷的。以7號(hào)線常熟路站為例,若不采用蓋挖法施工, 至少需要增加3棟居民樓和1棟歷史保護(hù)建筑的動(dòng)拆遷,動(dòng)拆遷的費(fèi)用遠(yuǎn)高于蓋挖法的投入。因此評(píng)價(jià)蓋挖法的經(jīng)濟(jì)效益應(yīng)從工程總投資出發(fā)而不是僅僅考慮土建費(fèi)用。另外蓋挖法一旦推廣應(yīng)用,支撐體系、蓋板體系的生產(chǎn)等形成規(guī)模效應(yīng),可重復(fù)回收利用, 成本也可以大大降低。對(duì)管線進(jìn)行原位懸吊保護(hù)也可降低管線搬遷費(fèi)用,避免管線反復(fù)改移造成的浪費(fèi)。從社會(huì)效益來(lái)說, 蓋挖法施工占地非常小,最大限度降低了對(duì)社會(huì)交通的影響,可以改變以往地鐵車站施工期間導(dǎo)致相鄰地區(qū)交通擁堵的現(xiàn)象,提高人們的出行效率。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,蓋挖法有著廣泛的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,在城市地鐵車站建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用前景,有必要進(jìn)行積極的引導(dǎo)推廣。

參考文獻(xiàn)

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