市區(qū)主干道交叉口明挖車站分段施工技術(shù)研究

薛清濤

（中鐵十四局集團(tuán)有限公司 山東 濟(jì)南 250001）

0 引言

地鐵車站的施工組織往往受制于管線遷改、建（構(gòu)）筑物拆遷、盾構(gòu)工期籌劃、周邊環(huán)境等因素影響，尤其位于十字交叉路口的明挖地鐵車站交通疏解組織難度大[1]，施工風(fēng)險(xiǎn)高。以位于市區(qū)主干道交叉路口的明挖車站為例，介紹了車站主體分段施工的原因及具體實(shí)施方案，對類似工程的實(shí)施有較大的借鑒意義。

1 工程概況

長沙地鐵3 號線四方坪站位于開福區(qū)車站北路與三一大道站交叉路口正下方，沿車站北路南北向布置。車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用φ1000 鉆孔樁+內(nèi)支撐的形式，樁間雙管旋噴樁止水。主體結(jié)構(gòu)為地下雙層雙跨局部三跨的框架結(jié)構(gòu)，采用明挖順做法施工，主體結(jié)構(gòu)長203.1m，標(biāo)準(zhǔn)段寬20.7m，基坑埋深18～21.8m，頂板覆土厚約2.6～3.8m。車站兩端為雙洞雙線盾構(gòu)區(qū)間，盾構(gòu)站內(nèi)過站。車站中部過三一大道部分約70m 采用鋼便橋臨時(shí)鋪蓋，鋪蓋分四期施工，如圖1 所示。

1.1 交通現(xiàn)狀

三一大道為長沙市交通主干大道，是東西向進(jìn)出城方向的必經(jīng)路之一；車站北路為長沙市南北向主干道路，由路口向南約4km 即到長沙市火車站。路口位置交通車流量極大飽和，三一大道早高峰平均車流量約2 200 輛，晚高峰約3 000輛，車站北路早晚高峰平均流量約1 200 輛，該路口在早晚高峰期間交通擁堵問題非常嚴(yán)重。

圖1 車站平面布置圖

1.2 管線情況

車站主體施工范圍內(nèi)有DN1500 污水、DN800自來水、DN400 自來水、城通、電線、國防軍纜、電力等管線眾多且錯(cuò)綜復(fù)雜，是整條線管線最復(fù)雜的車站。管線遷改涉及業(yè)主、施工主體、管線遷改、產(chǎn)權(quán)等單位眾多，外部協(xié)調(diào)難度大，遷改工期不可控。車站南側(cè)場地內(nèi)管線自項(xiàng)目進(jìn)場1年后方具備打樁條件，北側(cè)場地內(nèi)管線遷改無重大進(jìn)展。

2 總體施組及籌劃

車站主體施工主要分為5 個(gè)階段組織實(shí)施，具體如下：

第1 階段：圍擋主體南段，進(jìn)行車站主體南段圍護(hù)結(jié)構(gòu)及開挖施工、一期鋼便橋施工（19m），一期便橋完畢后開放交通。

第2 階段：圍擋主體北段，進(jìn)行車站主體北段圍護(hù)結(jié)構(gòu)及開挖施工、二期鋼便橋施工（15m），二期便橋完畢后開放交通。

第3 階段：第三期鋼便橋范圍實(shí)行圍擋，進(jìn)行圍護(hù)樁、冠梁支撐及三期鋼便橋（16m）施工。

第4 階段：第三期鋼板橋完成后開放交通，進(jìn)行第四期鋼便橋圍擋，進(jìn)行圍護(hù)樁、冠梁支撐及四期鋼便橋（16m）施工。

第5 階段：四期鋼便橋完成后開放交通，從主體北端進(jìn)行北段的土方開挖及結(jié)構(gòu)施工，回填恢復(fù)路面轉(zhuǎn)入附屬施工。

3 分段施工的實(shí)施

正常施工條件下，中間鋪蓋系統(tǒng)完成后，利用南北兩端的施工場地可自中間向兩端展開土方開挖及結(jié)構(gòu)施工，負(fù)二層施工完成并拆架清理后即可提供盾構(gòu)站內(nèi)過站條件，保證整條線洞通工期節(jié)點(diǎn)。但受北段國安駕校及管線遷改影響，不得不增加隔離樁，組織分段施工。

3.1 南段增加隔離樁

根據(jù)施組及工籌，主體南段具備土方開挖作業(yè)條件為2016 年1 月29 日，主體北段需疏解路及管線遷改完成、第二三四期鋼便橋全部完成后方可具備土方開挖條件，北段具備開挖條件日期約為2016年8 月29 日，南段與北段工期相差約7 個(gè)月，整體工期相差較大，造成機(jī)械人員閑置窩工。若南段增加一排隔離樁后可以提前轉(zhuǎn)入開挖及結(jié)構(gòu)施工階段。

主體南段結(jié)構(gòu)完成時(shí)間約2016 年9 月12 日，即北段開挖時(shí)南段主體已基本完成，南段主體完成時(shí)間可以提前8 個(gè)月，另外南段主體完工后可以立即轉(zhuǎn)入南側(cè)1 號風(fēng)亭附屬結(jié)構(gòu)的施工。

3.2 北段增加隔離樁

受場地內(nèi)各種管線遷改滯后及右轉(zhuǎn)車道影響（交警要求右轉(zhuǎn)車道施工完成后才可對二期鋼便橋進(jìn)行圍擋），圍擋一直未向南外擴(kuò)到位，二期鋼便橋無法實(shí)施，預(yù)計(jì)圍擋時(shí)間2017 年1 月底，鑒于北段盾構(gòu)接收時(shí)間為2017 年4 月底已定，按常規(guī)施工方法已無法保證盾構(gòu)出洞。為滿足盾構(gòu)出洞要求，在北段端頭井處增加一排隔離樁，提前轉(zhuǎn)入土方開挖及結(jié)構(gòu)施工。隔離樁位置如圖2 所示。

4 鋼便橋鋪蓋方案

圖2 隔離樁位置布置圖

鋪蓋縱向布置長度70m，單跨長度24m，采用既有車站圍護(hù)樁為承載基礎(chǔ)，圍護(hù)樁嵌巖深度6m。便橋設(shè)計(jì)機(jī)動車道車速為40km/h，車輛限重55t，設(shè)計(jì)荷載為公路I 級，設(shè)計(jì)使用年限為2 年。

（1） 鋪蓋系統(tǒng)采用321 型貝雷鋼橋，將鋪蓋范圍內(nèi)的冠梁標(biāo)高降低，具體調(diào)整值以現(xiàn)場能夠保證鋼便橋與現(xiàn)有路面平穩(wěn)過度為原則進(jìn)行控制。為防止鋼橋面和原路面的不均勻沉降，采用澆筑橋臺搭板過渡[2]。

（2） 車站結(jié)構(gòu)與三一大道成65°斜交，貝雷梁也采用相同的角度布置（車輛沿平行貝雷梁方向行駛），每榀梁采用8 片貝雷片進(jìn)行組合拼裝（8×3m），縱向跨度24m。為減小貝雷梁擾度，提高貝雷梁強(qiáng)度，在貝雷片上下各加一根加強(qiáng)弦杠，與貝雷片采用專用定位銷進(jìn)行連接。

（3） 單個(gè)車道按3.15m 計(jì)算，每個(gè)車道縱梁的 橫 向 間 距 采 用 900mm、 675mm、 900mm、450mm 的組合方式。每組縱梁之間采用配套連接件連接，保證整體強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求，橫斷面布置如圖3 所示。

（4） 橋面采用I20a 工字鋼，間距400mm 做分配梁等間距布置，并在上面鋪設(shè)10mm 厚花紋鋼板以滿足抗滑要求。鋼便橋現(xiàn)場拼裝如圖4 所示。

（5） 鋪蓋鄰近基坑一側(cè)設(shè)置防撞護(hù)欄，護(hù)欄高度1200mm，護(hù)欄采用I20a 工字鋼焊接加工，護(hù)欄間距600mm。便橋兩側(cè)在開闊位置設(shè)置豎立限速、限重標(biāo)牌。

（6） 為減少便橋上部車輛通行噪音，結(jié)合交警部門的要求，鋼便橋花紋鋼板表面加鋪10cm 厚鋼筋混凝土層+5cm 厚瀝青面路面面層[3]。鋼筋混凝土采用單層雙向配筋，Φ16@150 單層雙向配置，C30 混凝土澆筑。

圖3 鋼便橋縱梁橫斷面圖

圖4 鋼便橋拼裝圖

（7） 鋼便橋檢測與監(jiān)測。鋼便橋拼裝完成后委托專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)荷載對便橋性能進(jìn)行檢測合格后進(jìn)行橋面鋪裝層施工。開便橋開放交通前按照20m 一個(gè)斷面設(shè)置一組沉降監(jiān)測點(diǎn)，每組不少于3 個(gè)測點(diǎn)[4]。

5 交通疏解方案的優(yōu)化

原北側(cè)二期鋪軌布置長度15m，實(shí)際施工時(shí)將北段二期鋼便橋架設(shè)范圍向北擴(kuò)大至25m。臨時(shí)鋪蓋完成后開放交通，將第三、四期鋼便橋兩期場地合并為一期進(jìn)行圍擋，取消第三、四鋼便橋架設(shè)，組織剩余鉆孔樁、冠梁支撐、土方開挖及結(jié)構(gòu)施工。優(yōu)化后中間期場地俯視圖見圖6 所示。

圖6 方案優(yōu)化后中間期場地俯視圖

6 方案對比

原方案車站中段為全鋪蓋系統(tǒng)，便橋分期施工完成后，存在南北兩端兩個(gè)施工工作面，但鋪蓋面積較大，結(jié)構(gòu)施工鋼筋、模板腳手架需要從明挖段多次倒運(yùn)，鋪蓋下方的施工組織帶來一定難度，同時(shí)主體北段管線遷改進(jìn)度滯后導(dǎo)致結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度無法滿足盾構(gòu)站內(nèi)過站條件。兩種方案對比如表1 所示。

表1 兩種方案優(yōu)缺點(diǎn)比較

7 結(jié)語

在主干道交叉路交通疏解難度大、管線遷改進(jìn)度嚴(yán)重滯后，影響正常施工組織的情況下，車站中部增加兩排隔離樁，采取了分段施工，優(yōu)先保證了地鐵區(qū)間的盾構(gòu)施工工期。在業(yè)主的配合下，加強(qiáng)與交警、城管部門的溝通，優(yōu)化了鋪蓋方案，為剩余中間段結(jié)構(gòu)的施工節(jié)省了資源和時(shí)間，也是比較成功的。但同時(shí)也造成了主體施工單位成本的增加，施工過程中需要注意收集影像資料及時(shí)按變更或索賠流程向業(yè)主爭取相關(guān)費(fèi)用。