蓋挖法在地鐵車站施工中的應用前景分析

朱建偉

摘要：提要隨著我國經濟持續快速增長，特別是城市交通運輸壓力已成為我國急需解決的問題，這就要求必須加大對市政建設的投入，地鐵建設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量的前提下使地鐵建設加快施工進度，就成為我們在實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用。

關鍵詞：地鐵車站；蓋挖法；施工；應用前景

中圖分類號： U231.3文獻標識碼： A

一、蓋挖法施工技術的優點

蓋挖法是一項常用的施工技術，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，這對城市中進行地鐵車站施工具有極其重要的意義，在國內城市地鐵車站建設中應用逐漸廣泛。

1、占用道路少。不影響城市現有交通或能夠最大限度較少對現有交通的影響。同時和地鐵站蓋挖法區均能保證車道通行，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，此外不需要臨時的邊坡支護項目，更易于操作且節省了工期，大大緩解工期壓力。

3、施工影響小。蓋挖法施工影響小表現在兩方面。一方面對其他工程施工影響小地下管線可以利用蓋板作為保護，從而減少管線動遷工作量，相應減少建設單位的投資。即使因管線與結構位置相沖突，需要動遷管線，動遷可與工程施工同步進行，費用低，所需時間縮短，最大限度地減少管線拆遷對工程施工的影響。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，同時對無法實施分邊施工或管線復雜的城市市政工程地下結構進行全面施工。另外蓋挖法在地下施工，噪聲振動小，有效地降低了施工過程中的噪音污染。

4、工程造價較少。蓋挖法土建投資與傳統順作逆作法相比相對較多，這僅僅是針對直接的土建工程費用，而對于工程總投資來說，反而會節約投資。市中心區域的地鐵車站周邊一般都是密集建筑，有些甚至是受保護的具有歷史價值的珍貴建筑，道路交通也相對繁忙，車站占用了道路的主要部分。據不完全測算,僅交通繞道和道路擁擠幾項引起的社會經濟效益損失將達數億元之多。采用的蓋挖法不僅保障了道路的暢通,同時還還可提供足夠的施工場地, 減少了施工期間的借地投入，也節省了工程造價。

二、蓋挖法在淺埋地鐵車站施工中的應用的重要作用

隨著經濟的快速發展，我國城市化進程不斷推進。城市基礎設施建設不斷興建，地鐵已經給逐漸成為城市交通運輸的重要組成部分。國內地鐵建設飛速發展，在近來地鐵大規模的建設中，越來越多的地鐵樞紐站出現于市區交通繁忙地段, 因此車站施工面臨既要保證工期，同時又能保證交通、環境的要求。傳統作法中大多數采用明挖順作法施工，明挖順作法施工會長期占據城市道路，施工過程中交通和管線需多次翻交，封閉道路則會對周邊交通帶來巨大壓力。蓋挖法施工可以最大限度減少對社會交通的干擾，又能在臨時蓋板下按明挖順作法施工車站結構，保證施工進度， 具有良好的經濟效益和社會效益，具有良好的應用前景。因此研究蓋挖法在淺埋地鐵車站施工中的應用對于城市交通運輸網絡的發展具有十分重要的意義。

三、蓋挖法施工技術要點

1、可重復利用的路面板。蓋挖法能夠實現的關鍵之一, 是建造一個穩固、經濟的臨時路面系統。采用標準化、模數化可回收重復利用的預制板,且結構應滿足強度、剛度以及穩定性要求。蓋板平面標準尺寸為3m×2m,并以2m×1m、1m×1m預制蓋板作為臨時路面敷設組合時的調節塊。標準路面板采用3米長、1米寬，以保證支撐布置的模數及施工的便利性。

為保證路面車輛行駛的平穩性,蓋板梁撓度應小于等于1/500，蓋板撓度應小于等于1/400、不平整度應小于0.5毫米，蓋板鋪設時應采取減震降噪和防滲防漏措施，注意相鄰兩個之間的高差控制在1毫米之內。為保證預制蓋板的可回收重復利用,預制蓋板尺寸以1米為模數。

2、豎向支承體系設置。蓋挖法施工要求先做圍護結構與中間立柱,作為結構在施工期間的支撐構件。車站設置立柱樁,與兩側圍護結構共同構成路面系統的豎向支承體系。立柱結構設計時, 必須注意合理選擇立柱的支承方式、結構類型及其基礎類型 既保證立柱的強度、剛度、穩定性, 又保證荷載能有效地傳遞給柱下基礎。立柱樁在上部荷載及基坑開挖土體應力釋放的作用下,發生沉降與抬升,同時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生較大差異沉降的可能,若差異沉降過大, 將會對路面體系產生較大的附加應力,嚴重時會影響安全。立柱樁之間及立柱樁與圍護結構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、圍護結構的沉降以及差異沉降,是蓋挖法施工的要點之一。

3、蓋板梁和首道支撐關系。蓋板梁與首道支撐可有分離設置、結合設置兩種處理方法。在地質較好的地區進行蓋挖法施工時, 往往將蓋板梁和首道支撐分離設置。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, 將會導致土體側向變形超出范圍, 同時由于土體具有明顯的流變性能, 開挖時會導致蓋板梁上作用有較大的軸力, 對蓋板梁偏不安全, 對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, 如果采用鋼支撐, 穩定性不好而且支撐軸力復以施加預應力, 因此采用鋼筋混凝土支撐, 以增強蓋板體系的穩定性和安全性, 采用鋼筋混凝土形式對控制深基坑變形也是有利的。

四、應用前景分析

蓋挖法占用道路少, 有利于交通組織的優點是非常明顯的。由于國內城市道路一般均設有非機動車道、人行道, 蓋挖法只需要占用一半的車站基坑寬度, 通過適當調整機動車道、非機動車道、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。但是國內目前采用蓋挖法施工的地鐵車站非常少, 這主要是因為蓋挖法施工需要的支撐體系、蓋板體系、專用取土設備等一次性投資較大, 施工經驗的缺乏也是一個因素。蓋挖法土建投資與其他施工方法相比相對巨大, 僅僅是針對直接的土建工程費用, 而對于包括前期費用的工程總投資來說,反而會節約投資。市中心區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。根據某工程經驗, 車站動拆遷的很大部分是由于交通組織而拆遷的。以7號線常熟路站為例,若不采用蓋挖法施工, 至少需要增加3棟居民樓和1棟歷史保護建筑的動拆遷,動拆遷的費用遠高于蓋挖法的投入。因此評價蓋挖法的經濟效益應從工程總投資出發而不是僅僅考慮土建費用。另外蓋挖法一旦推廣應用,支撐體系、蓋板體系的生產等形成規模效應,可重復回收利用, 成本也可以大大降低。對管線進行原位懸吊保護也可降低管線搬遷費用,避免管線反復改移造成的浪費。從社會效益來說, 蓋挖法施工占地非常小,最大限度降低了對社會交通的影響,可以改變以往地鐵車站施工期間導致相鄰地區交通擁堵的現象,提高人們的出行效率。

結束語

綜上所述,蓋挖法有著廣泛的社會效益和經濟效益,在城市地鐵車站建設中有著廣泛的應用前景,有必要進行積極的引導推廣。

參考文獻

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