长春地铁车站施工新技术

长春地铁车站

施工新技术

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2017年6月11日

长春地铁车站施工新技术

摘要：在各大城市地铁车站的建造中，施工是否会影响地面交通、车站建造是否安全快捷、沉降是否能够达到控制范围要求而确保路面行人行车安全等问题，已经成为了人们最关心的的事情，所以车站施工新技术的创新和选取成了地铁人研究的问题。本文将结合国内第三座一次扣拱全暗挖十字交叉换乘车站（儿童公园站）、国内首座预制装配式地铁车站（袁家店站）、半幅盖挖逆作法车站（平阳街站）这三座长春地铁车站施工中所运用的新技术，对其施工工艺、新技术优点等展开研究。

关键词：地铁车站；施工新技术；一次扣拱全暗挖十字交叉换乘车站；预制装配式地铁车站；半幅盖挖逆作法

目录

1.引言 (1)

2.一次扣拱全暗挖十字交叉换乘车站——儿童公园站 (2)

2.1工程概况 (2)

2.2新技术概述 (3)

2.3施工工艺 (3)

2.4新技术优点 (4)

3.国内首座预制装配式地铁车站——袁家店站 (5)

3.1工程概况 (5)

3.2新技术概述 (6)

3.3施工工艺 (6)

3.4新技术优点 (7)

4. 半幅盖挖逆作法车站——平阳街站 (8)

4.1工程概况 (8)

4.2新技术概述 (8)

4.3施工工艺 (8)

4.4新技术优点 (10)

5. 结束语 (10)

参考文献： (11)

1.引言

随着社会经济发展和城市化进程加快，我国各大城市土地资源变得极为紧缺，可利用的地上空间越来越少，使得我们对地下铁路、城市综合管廊、地下商场、地下通道和地下停车场等地下空间的开发需求日益加大。地下空间的开发和利用对实现集约高效地利用土地、提高城市功能空间布局的效率、减少地面占用、建设立体化、现代化城市以及保护地面环境等都具有重要意义。【1-2】

地下铁路就是地下城市空间中的一大体系，地铁车站是地铁系统中的重要组成部分，也是人们最关心的一部分。因此，地铁建设者们无时不刻都在思考和研究着地下施工新技术，争取在特殊地层条件下建造地铁车站能够有效控制沉降、在市中心建造能够做到不影响地面正常交通、在郊区建造能够安全快捷。本文将结合长春地铁中的三个车站，对一次扣拱全暗挖十字交叉换乘车站、预制装配式地铁车站、半幅盖挖逆作法车站在施工中所运用的新技术做一个简单地研究。

2.一次扣拱全暗挖十字交叉换乘车站——儿童公园站

2.1工程概况

长春地铁儿童公园站（原解放大路站）位于人民大街与解放大路交汇处，为地铁1号线和2号线的换乘车站。１号线车站主体为岛式站台，标准双层、三跨拱顶直墙结构；２号线车站主体为侧式站台，标准双层、双跨拱顶直墙结构。【3】

本站区附近多为人工填土和粉质黏土。大部分填土为近百年内形成，厚度不均，土质结构松散，容易发生失稳坍塌造成事故或延误工期。粉质黏土呈可偏软塑状态，局部呈软塑状态，施工时的震动可能会使尚未密实的土体发生塌方，对洞室和邻近建（构）筑物产生影响。另外此暗挖车站上方存在大量管线，对暗挖车站施工引起的沉降要求非常的严格。为了寻求换乘节点处结构形式及受力简单、深度小和断面小、地表沉降和施工风险小，并对地下管线影响降到最小的施工方案，【4】经过研究和探讨，最终决定采用一次扣拱全暗挖施工同步建造十字交叉换乘车站的新技术。

2.2新技术概述

2005年，由北京城建设计研究总院针对PBA 法和CRD 法的不足改革创新，结合工程实践，提出一种用于修建大型地下建筑工程的新技术暗挖工法——一次扣拱暗挖逆作法，并在2008年在北京地铁 10号线和4号线的换乘站黄庄站成功应用。【3】在东北地区，采用同种技术建造的沈阳地铁1号线和2号线的换乘站青年大街站也于2010年9月底正式通车运营。2012年，长春地铁儿童公园站（原解放大路站）成为继北京黄庄站、沈阳青年大街站后国内又一座一次扣拱全暗挖十字交叉换乘地铁车站。

2.3施工工艺

一次扣拱全暗挖逆作法新技术，可在暗挖导洞内直接形成由顶拱、边桩、中柱和基础底板组成的完整、稳定的承力结构体系，在此结构体系保护下可实现整个基坑的逆作施工，

一改传统暗挖工法开挖图2.1-1 儿童公园站效果图

图2.2-1 儿童公园站模型效果图

分块多、转换次数多、废弃量大、作业空间小、施工效率底、安全性差等不足。其技术核心在于；选取三连拱框架的边跨顶拱和底板结构，分别拟合并形成上、下导洞；底板及底纵梁先于其他构件在下导洞内直接、一次性地形成;在上、下导洞间形成竖向支撑构件；上导洞初支即为顶拱初支,顶拱及顶纵梁二次衬砌可在上导洞内直接、一次性地完成。【3】

2.4新技术优点

一次扣拱暗挖逆作法具有地面沉降及群洞效应控制显著、结构受力转换次数少、作业空间大和施工速度快等特点的优势在于结构混凝土施工全过程对地表沉降控制较好，优于传统CRD 法和PBA 法。【3】这种新技术可以一次性完整地形成拱顶和基础底板，

有效控制地面沉图2.3-1 车站主体隧道主要施工步序

降及群洞效应，减少结构受力转换次数，提高施工安全性，而且二衬结构分块少、施工缝少，施工速度快。【4】但由于新工法提出时间尚短，仍然需大量成功的工程经验来补充和推广。

3.国内首座预制装配式地铁车站——袁家店站

3.1工程概况

长春地铁2号线共设计有装配式车站5座，这是在国内第一次采用预制装配法，其中位于绿园区双丰乡的袁家店车站是国内第一座预制装配式地铁车站的试验站，也是国内外目前为止规模最大、结构体系最独特的地铁车站。此预制装配式地铁车站主体长度310 m，其中装配段188 m，现浇段122 m。【5】

图3.2-1 跟随“地铁族-长春区”版友一同参观袁家店站

3.2新技术概述

国外在地下工程预制装配技术方面发展较早，在地下建筑产业的发展中，混凝土预制技术也被广泛应用在明挖法隧道结构中。国内对地铁区间装配式结构有一定研究，但对地铁车站装配式结构的研究和应用还在起步阶段。从国内预制技术来看，地下工程预制技术主要应用在盾构法的修建工程中，一般为圆形结构。【6】近些年来随着科学技术水平的提高以及国内施工装备的自主研发，我国现在已经具备独自研发预制装配施工技术以及施工装备的能力。

3.3施工工艺

第一步：开挖基坑，随

开挖随打锚索，至基坑底设

计标高处，铺设素混凝土垫

层并找平条带；

第二步：吊装A块就位

并校正位置施做预应力拉

索将前后A块拉紧；

第三步：分别吊装两个

图3.3-1 装配结构效果图

B块侧向于A块就位，施做

预应力拉索将前后B块拉紧，并采用垫层留设注浆管填充板下空隙及素混凝土填回填桩与底板空隙；

第四步；利用门吊吊运第一组 C 块，拼装装备的移动吊架承接 C 块。移动吊架对位拼装 C 块，适时定位、张拉；

第五步：利用门吊拼装顶部拼装平台。利用门吊吊运第一组 D、E 块，摆放到顶部拼装平台上，张拉 D、E 之间的螺纹钢筋；【7】

第六步：拆除模版台车及中间临时支护，施做中板、中柱及站台板等内部结构，并回填车站主体上部覆土，恢复路面交通。

3.4新技术优点

以袁家店站为例，这项新技术的应用具有诸多优点，车站节能环保，与传统工艺相比，袁家店车站12000平方米的建筑面积,周转材料有大量的节约，仅木材节省量就达800立方米；施工现场材料占地减少，作业空间变大;建筑垃圾减少80%；现场施工劳动力节省50%以上工期缩短1至2个月，施工噪音小，对周边单位及居民的影响降低。【8】同时，它解决冬季施工难题并在一年内完成地铁车站基坑围护结构、土方开挖、主体结构、土方回填及路面恢复工作, 消除因开展冬季施工带来。

图3.2-1 跟随“地铁族-长春区”版友一同参观袁家店站

4.半幅盖挖逆作法车站——平阳街站

4.1工程概况

长春地铁2号线平阳街站位于解放大路与平阳街交汇处，跨路口沿东西方向设置。车站总长203.6m，标准段车站宽度19.9m。车站主体结构为现浇钢筋混凝土地下双层两跨箱形框架结构。由于要考虑车站施工对路面交通的影响，通过对明挖法、暗挖法和盖挖法等几种施工方法的综合比选，决定将平阳街站采用盖挖逆作法施工。但因受征拆制约，车站迟迟不能进场；同时，又因原全幅盖挖方案导致现场交通情况十分困难，不能满足交管部门要求，故又将全幅盖挖方案改为顶板纵向倒边盖挖逆作方案，即半幅盖挖逆作法。【9】

4.2新技术概述

半幅盖挖逆作法施工能在短时间内做完成车站结构顶板，并可及时回填，恢复路面交通，尽可能降低车站施工对地面交通的影响。不同之处在于半幅盖挖逆作法把车站顶板沿车站纵向分成了两个半幅施工。【10】

4.3施工工艺

平阳街站采用半幅盖挖逆作法施工，围护结构为钻孔灌注桩，中间柱采用钢管柱，柱下设置深桩基础。顶板左右半幅结合处设悬壁桩作为一期顶板基坑开挖时的临时支护结构。

车站半幅盖挖逆作法施工顺序：左侧半幅围护桩、悬臂桩及钢管柱→顶板基坑开挖→顶板防水层施工→顶板施工→左侧路面交通

恢复→右侧半幅围护桩→顶板基坑开挖→顶板防水层施工→顶板施工→右侧路面交通恢复→ 1 号、2 号临时竖井及 1、2 号风亭施工→竖井与主体连接段施工→主体站厅层土方开挖→站厅层防水层施工→中板及站厅层内衬墙施工→主体站台层土方开挖→站台层防水层施工→底板及站台层内衬墙施工。

半幅盖挖逆作法建筑的车站的结构受力变形特点，与明挖或盖挖顺作时的结构自下而上的形成过程不同，其是随施工自上而下的进展逐步形成的。因此结构的受力变形有其特殊性，对结构部件的性能、作用有特殊的要求。在恢复路面后形成了由顶板、围护桩和中柱组成的垂直受载体系，此后全部施工都在地下进行。垂直受载体系既是施工期间的受力支撑结构，也是使用期间的永久受力结构，

因此要求它图4.3-1 平阳街站车站主体结构图

们必须具有适应各阶段受力的足够强度、刚度和稳定性。自上而下地开挖土方，施作内衬墙和梁板的过程中，由于土体的卸载作用，使边桩和中柱的受力条件发生变化，尤其是边桩原来是两侧受压，现在变为一侧受压，一侧临空；原来是中心受压杆件，现在变为弯压杆件。因此对其在垂直方向的不均匀沉降，在水平方向的弯曲位移必须密切注意。在自上而下的施工过程中，各层板一方面起着水平支撑的作用，另一方面还起着保护下层安全施工的作用，因此要求上层钢筋混凝土板的混凝土达到设计强度后方可进行下层土方开挖。【10】

4.4新技术优点

采用半幅盖挖逆作法施工，在地面上实行分区围挡、分期交替施工，地面交通导流与其配合。此外还采取了有利于快速施工和保护市容环境的围护结构形式，达到了缩短占用路面时间、基本上维持地面正常交通的目的。平阳街站从围挡施工到施作顶板，恢复全部路面交通仅用了2个半月的时间（80 天）。由此可见，只要精心组织，措施得当，完全可以使占用路面施工的空间和时间压缩到交通可以承受的程度。【9】

5.结束语

城市地下空间是未来城市发展的方向，长春地铁车站施工新技术仅仅是众多新技术中的几点，城市综合管廊、城市地下综合体、地下道路等一系列地下工程，都将继续使用着传统优秀的技术以及近年来开发、创新的地下新技术来施工。地下工程施工具有较大的差异性和复杂性，我们要结合不同的工程特点，不断地创新，用更加方便、快

捷、高效、安全的地下施工新技术来完成地下建筑，愿城市地下空间的前景越来越广阔，技术越来越发达。

参考文献：

［1］赵晋友，黄松．城市地下空间开发面临的机遇与挑战［J］．地质与勘探，2013，49 (5): 964－969．

［2］徐辰．地下空间开发制度，由“建设”到“开发”［J］．城市规划，2014，38(1): 79－84．

［3］黄美群．一次扣拱暗挖逆作法修建地铁车站新技术［J］．都市快轨交通，2009，22(6): 66－71．

［4］解忠明．全暗挖十字换乘地铁车站交叉节点施工方案比选——以长春地铁１号线解放大路站为例［J］．长江工程职业技术学院学报，2016，33(1): 8－12．

［5］黄艳波．关于预制装配式地铁车站异性混凝土构件钢筋施工技术［J］．中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2017: 125－127．

［6］蔺云宏．地铁隧道下穿既有建筑物的矿山法研究［J］．工业安全与环保，2013(5): 74－77．

［7］陈久恒．预制装配式地铁车站施工技术研究［J］．铁道建筑技术，2015，（11）: 62－69．

［8］常魁星．绿色施工，“搭积木”建设地铁车站［N］．高铁网，2017.5.5．［9］孟凡永．长春地铁车站半幅盖挖逆作法施工技术研究［J］．

建筑，2017(9): 57－63．

［10］易领兵，王宝．半地下地铁车站主体计算优化研究［J］．施工技术．2016（S2）56－57