地鐵交叉施工門洞式支撐架體應(yīng)用

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【摘要】：為解決地鐵車站主體結(jié)構(gòu)與區(qū)間盾構(gòu)機(jī)始發(fā)交叉施工階段的工序矛盾，文章以實(shí)際工程為例，提出采用門洞式支撐架體施工車站部分結(jié)構(gòu)，通過合理的施工工藝設(shè)計(jì)，有效保證車站主體結(jié)構(gòu)和盾構(gòu)整體始發(fā)工序同步進(jìn)行的同時(shí)，在工期、成本、風(fēng)險(xiǎn)管控等綜合評(píng)價(jià)中具有一定的優(yōu)勢(shì)并且所用零部件及材料可以循環(huán)使用。

【關(guān)鍵詞】：地鐵；車站；盾構(gòu)始發(fā)；門洞式；支撐架體；交叉施工

近年來(lái)，我國(guó)城市軌道交通建設(shè)快速發(fā)展，截至2019年底，全國(guó)已有近40個(gè)城市開通了地鐵運(yùn)營(yíng)線路，大量先進(jìn)工法的應(yīng)用以及高精尖施工設(shè)備的發(fā)展，使得地鐵工程建設(shè)周期不斷縮短，這就要求施工現(xiàn)場(chǎng)不斷優(yōu)化施工步序，超前謀劃各項(xiàng)施工穿插節(jié)點(diǎn)。地鐵車站主體結(jié)構(gòu)施工與區(qū)間盾構(gòu)始發(fā)存在矛盾，通常情況下，地下兩層明挖順作車站的土建施工順序?yàn)椋旱装濉?fù)2層側(cè)墻及柱→中板→負(fù)1層側(cè)墻及柱→頂板[1]，而主體結(jié)構(gòu)中板和頂板施工多采用滿堂支架輔助，這就要求在未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前，該段頂板以下全部支架均不得拆除，盾構(gòu)機(jī)的下井組裝及連接要在架體全部拆除完成后實(shí)施[2]。門洞式支撐架體的應(yīng)用，可有效解決地鐵車站主體結(jié)構(gòu)及區(qū)間盾構(gòu)始發(fā)交叉施工的困擾，大大節(jié)省工期，現(xiàn)以天津地鐵6號(hào)線海河教育園區(qū)站為例，介紹該架體的使用，為后續(xù)地鐵工程的實(shí)際應(yīng)用提供參考。

1工程概況

天津地鐵6號(hào)線海河教育園區(qū)站為地下兩層雙柱三跨島式車站，車站總長(zhǎng)375.5m，主體標(biāo)準(zhǔn)段寬21.1m，頂板覆土約3.24m，底板底埋深約16.78m。小里程盾構(gòu)井底板埋深約18.392m，大里程盾構(gòu)井底板埋深約19.252m。車站主體結(jié)構(gòu)采用明挖順作法施工，兩端正線區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法施工。小里程端為盾構(gòu)始發(fā)井，大里程端為盾構(gòu)接收井。

2原架體方案

車站主體結(jié)構(gòu)施工階段采用1.5m×1.2m的承插型盤扣式滿堂支撐架體，而盾構(gòu)機(jī)加后配套臺(tái)車總長(zhǎng)度為85m，需要完成4段主體結(jié)構(gòu)并拆除架體后方可進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)下井組裝及調(diào)試[3～4]。

3門洞式支撐架體的應(yīng)用

由于前期受外部環(huán)境制約，主體結(jié)構(gòu)工期較計(jì)劃滯后嚴(yán)重，無(wú)法按時(shí)滿足盾構(gòu)機(jī)始發(fā)要求，需對(duì)主體結(jié)構(gòu)施工架體方案進(jìn)行優(yōu)化，力求在滿足車站主體結(jié)構(gòu)澆筑質(zhì)量、安全的前提下，提前給出盾構(gòu)機(jī)及后配套臺(tái)車順利下井組裝以及水平運(yùn)輸?shù)目臻g，實(shí)現(xiàn)車站主體與盾構(gòu)隧道交叉作業(yè)，為此采用局部門洞式支撐架體解決該問題。

3.1架體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為保證小里程右線盾構(gòu)如期始發(fā)，1～4段主體結(jié)構(gòu)中板架體采用承插型盤扣架體與門洞式支撐架體組合形式，其中，第1段中板因涉及預(yù)留盾構(gòu)吊裝孔，在端墻至盾構(gòu)吊裝孔范圍內(nèi)采用承插型盤扣架體[5]，過盾構(gòu)井范圍至第4段中板采用ϕ800mm鋼管柱+45a#雙拼縱向工字鋼+45a橫向分配梁支撐搭配扣件式可調(diào)支撐架組成的門洞式支架，剩余范圍梁、中板、頂板支撐體系架體均采用承插型盤扣架。該組合支撐體系中門洞式支撐體系遵循經(jīng)濟(jì)合理及循環(huán)利用原則，采用土方開挖階段使用的鋼支撐ϕ800mm鋼管柱+45a雙拼縱梁工字鋼+45a橫向分配梁，分配梁上搭設(shè)扣件式鋼管架，采用ϕ48/3.5mm壁厚鋼管支架，上頂10#槽鋼主楞，主楞沿車站縱向布置，垂直主楞設(shè)置100mm×100mm方木次楞，次楞上頂15mm木模板。

3.2施工工藝

底模板為1220mm×2440mm×16mm光面木模板；次楞為10cm×10cm方木，橫車站方向布置，布置間距為30cm；主楞為1O#槽鋼，順車站方向布置，間距為120cm；門式支架和模板系統(tǒng)之間采用扣件式鋼管調(diào)節(jié)支架，立桿采用0.3m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，布置尺寸為1.2m×1.2m，支架頂托伸出立桿為9cm，掃地桿距離分配梁15cm；門式支撐支架主梁分配梁均采用雙拼I45a工字鋼，右端主梁放置在ϕ800mm×16mm鋼管樁上，左端主梁放置在錨固于側(cè)墻的牛腿上，牛腿亦采用I45a雙拼工鋼，支撐鋼管樁采用ϕ800mm×16mm鋼管柱，管樁沿車站縱向6m間距布置。見圖1。

3.3應(yīng)用過程中需注意的問題

1）門洞式支撐架體所形成的凈寬與凈高要滿足盾構(gòu)后配套臺(tái)車的尺寸要求。2）在相應(yīng)區(qū)段內(nèi)的底板上要提前預(yù)留預(yù)埋鋼立柱的鋼板與連接件。3）在相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)側(cè)墻上提前預(yù)埋經(jīng)計(jì)算確定尺寸的縱梁牛腿及鋼板。4）橫梁間距要考慮橫梁上頂托的定型尺寸。5）架體材料盡量采用前序或后序工程中常規(guī)材料，以節(jié)省成本。6）要充分考慮滿堂式架體與門洞式架體轉(zhuǎn)換銜接位置的架體布置形式。

4效益分析

現(xiàn)以海河教育園站單線80m中板區(qū)段分別使用兩種架體為例，對(duì)常規(guī)的承插型盤扣式滿堂支撐架體與門洞式支撐架體進(jìn)行工期及經(jīng)濟(jì)等多方面的對(duì)比。

4.1承插型盤扣式滿堂支撐架體

1）施工工期。共劃分為4個(gè)流水段，其中，第1段結(jié)構(gòu)施工到頂板整體需要60d，隨后每隔15d施工完成一段結(jié)構(gòu)，最后再隔20d完成該區(qū)段內(nèi)所有頂板及中板的架體拆除，共需125d方能開始進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)及后配套臺(tái)車下井組裝[6]。2）費(fèi)用投入。材料費(fèi)約2.1萬(wàn)元，人工及機(jī)械使用費(fèi)約6萬(wàn)元，合計(jì)8.1萬(wàn)元。

4.2門洞式支撐架體

1)施工工期。共劃分為4個(gè)流水段，其中，第1段結(jié)構(gòu)施工到中板需要30d，隨后每隔15d施工完成一段中板結(jié)構(gòu)，共需75d即可開始進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)及后配套臺(tái)車下井組裝。2)費(fèi)用投入。材料費(fèi)約14.7萬(wàn)元，人工及機(jī)械使用費(fèi)約8.5萬(wàn)元，合計(jì)23.2萬(wàn)元。5結(jié)論門洞式支撐架體優(yōu)點(diǎn)是可以有效解決工序矛盾、節(jié)約工期并且可以提高地鐵車站在施工過程中的交通便利性，便于及時(shí)輸送施工材料以及施工人員的進(jìn)出，保障多工作面的同期施工，工期的控制效果顯著；缺點(diǎn)是由于工作面的鋼管柱、型鋼、牛腿以及預(yù)埋板件等材料的需求數(shù)量相對(duì)比較大，而且后期類似于鋼管柱以及預(yù)埋件的拆除需要投入特種機(jī)械設(shè)備，整體施工成本較高，但若考慮到中板部分材料的周轉(zhuǎn)使用，可有效降低部分成本。在主體結(jié)構(gòu)施工工期滯后嚴(yán)重的工程點(diǎn)位，門洞式支撐架體具有極大的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

［1］王祥亮，李家林，向偉.地鐵車站門洞式支架的快速裝配化方案[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018，（26）：117-119.

［2］徐波，廖麗，楊樹毅等.可變門洞式支架在地鐵車站施工中創(chuàng)新運(yùn)用[J].大科技，2015，（11）:145-146.

［3］鄧鵬，張道彬，譚嘯峰.門洞式支架系統(tǒng)在城市軌道交通車站及盾構(gòu)交叉作業(yè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫，2017，（12）：125+127.

［4］王義盛.門洞式支架系統(tǒng)在城市軌道交通車站及盾構(gòu)交叉作業(yè)中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2018，（3）:118-119.

［5］王祥亮，李家林，焦曉杰.型鋼支架在地鐵車站施工中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫，2018，（17）:97-99.

［6］JGJ231—2010，建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術(shù)規(guī)程[S].

作者：曲騰飛 單位：天津市地下鐵道集團(tuán)有限公司