地鐵車站附屬和主體基坑同步施工研究

摘要:結(jié)合沈陽地鐵二號線沈陽北站站施工實踐，研究在地鐵深基坑工程的開挖和結(jié)構(gòu)施工階段如何結(jié)合附屬工程的基坑開挖和結(jié)構(gòu)施工，優(yōu)化施工流程，提高工作效率，縮短施工工期。

關(guān)鍵詞:地鐵車站;附屬;同步

中圖分類號:U455 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3198(2010)02-0276-01

1 工程概述

沈陽地鐵二號線沈陽北站全長155.6m，基坑深24m，為三層三跨島式車站，明+暗挖施工，其中明挖段長118.5m，南北兩端為盾構(gòu)調(diào)頭井，共含二個出入口、二個風(fēng)道結(jié)構(gòu)(一號出入口及一號風(fēng)道合建，為三層結(jié)構(gòu))，沈陽北站站位于沈陽市人流、車流最密集的沈陽北站火車站站前廣場下，是沈陽市的中心地帶，車站主體且與沈陽北站地下人防結(jié)構(gòu)相斜交，相交面積約3500m2，圍護結(jié)構(gòu)采用圍護樁+鋼管支撐體系，主體結(jié)構(gòu)圍護樁為Φ1000@1200，附屬結(jié)構(gòu)為Φ800@1200，結(jié)構(gòu)平面位置關(guān)系如圖1:

2 施工過程簡述

沈陽北站站位于沈陽北站火車站站前廣場下方，站前廣場含有公交港灣總站、汽車客運站、社會停車場等設(shè)施，交通異常繁忙，人流、車流密集，導(dǎo)致施工場地狹小，車站北端為沈陽北站火車站南二出口，南端為站前路(主體暗挖段上方)，且明挖主體結(jié)構(gòu)與北站既有地下人防結(jié)構(gòu)相斜交，施工前需破除既有人防頂板及底板結(jié)構(gòu)，地下人防結(jié)構(gòu)總高5.6m，主體結(jié)構(gòu)土方開挖無法直接進行放坡開挖，施工功效低，考慮到一號風(fēng)道及一號出入口結(jié)構(gòu)基坑與主體結(jié)構(gòu)基坑深度相同，為提高整體施工效率，施工時采取主體結(jié)構(gòu)與附屬結(jié)構(gòu)同步施工(見圖2)，利用一號風(fēng)道及一號出入口結(jié)構(gòu)基坑作為土方開挖外運坡道，加快土方開挖及結(jié)構(gòu)施工進度，最大限度的減小深基坑開挖的“時空效應(yīng)”施工過程簡述如下:

(1)施工主體結(jié)構(gòu)南北端頭井及附屬結(jié)構(gòu)地面圍護樁、樁頂冠梁;

(2)破除既有人防頂板、底板結(jié)構(gòu);

(3)施工人防結(jié)構(gòu)下圍護樁，樁頂冠梁;

(4)由一號風(fēng)道及一號出入口基坑開始放坡，由南向北主體進行主體結(jié)構(gòu)土方開挖;

(5)緊跟土方開挖進度，由南向北依次施作主體結(jié)構(gòu)，同時施工附屬風(fēng)道及出入口結(jié)構(gòu);

3 功效比較

本站主體結(jié)構(gòu)施工因施工場地及沈陽北站火車站站前既有地下人防結(jié)構(gòu)限制，采取利用與主體結(jié)構(gòu)基坑深度相同的風(fēng)道出入口結(jié)構(gòu)作為土方開挖、外運通道，并同步施工主體與附屬結(jié)構(gòu)，在施工安全控制、進度工期控制、成本投入等方面的功效均有較大程度的提高。

3.1 土方開挖進度功效

沈陽北站站明挖主體結(jié)構(gòu)基坑土方約56000m3，因環(huán)境限制，不能進行直接放坡開挖，只能采取利用設(shè)置在基坑上方龍門吊及吊斗外運土方，與由風(fēng)道出入口結(jié)構(gòu)放坡直接開挖外運土方施工進度功效對比如下表:

內(nèi)容龍門吊+吊斗垂直外運由風(fēng)道出入口結(jié)構(gòu)基坑直接放坡

日開挖速率功效(滿負荷運作)按每分鐘7m提升速率，1個2.0m3吊斗，每小時10斗，每天約140m3直接放坡開挖，配備1臺挖掘機及5輛土方外運車輛周轉(zhuǎn)，每車20m3，每天可外運土方30~40車，約600~800m3

備注:1、因有既有人防結(jié)構(gòu)，土方開挖從人防結(jié)構(gòu)底開始，約7.0m深，基坑最深24.0m;

2、每天7:00點~24:00，為土方外運車輛禁行時間;采取從風(fēng)道出入口結(jié)構(gòu)基坑同步開挖施工，并作為主體結(jié)構(gòu)基坑土方開挖、外運坡道，土方開挖、外運施工功效可得到較大的提高，最大限度的減小深基坑施工中的“時空效應(yīng)”，有效的加快施工進度的同時，保證了基坑的施工安全。

3.2 結(jié)構(gòu)施工工期控制功效

沈陽北站站是沈陽地鐵二號線的中間換乘車站，南北兩端均設(shè)置盾構(gòu)調(diào)頭井，是沈陽地鐵二號線的工期瓶頸工程，工程施工進度直接影響整個二號線的貫通，通過優(yōu)化施工方案，有效加快土方開挖施工進度即可使得結(jié)構(gòu)工程緊隨土方開挖同步施工，確保兩端頭井能按照業(yè)主指定的工期按時完成交付，為企業(yè)樹立良好的信譽形象。

3.3 成本控制功效

3.3.1 降水運行成本控制功效

本站一號風(fēng)道及一號出入口結(jié)構(gòu)深度與主體結(jié)構(gòu)相同，約24.0m深，主體結(jié)構(gòu)從南向北施作，隨著土方開挖的進度，同時施工一號風(fēng)道及出入口結(jié)構(gòu)，采取同步降水，與主體結(jié)構(gòu)施工完成后再施工風(fēng)道結(jié)構(gòu)相比，可以減少降水井的運行周期，降低降水運行成本，提高企業(yè)的效益。

3.3.2 結(jié)構(gòu)施工周轉(zhuǎn)料成本控制功效

本站主體結(jié)構(gòu)與風(fēng)道出入口結(jié)構(gòu)同步開挖施工，保證了樁間噴混施工、支撐架設(shè)施工、結(jié)構(gòu)工程腳手架工程、模板工程等各工序的連續(xù)性，使施工人員及腳手架鋼管、方木、模板等周轉(zhuǎn)材料周轉(zhuǎn)周期縮短，提高了人力資源及周轉(zhuǎn)材料的周轉(zhuǎn)利用率，降低了周轉(zhuǎn)材料的成本投入。

4 需要注意的問題

本站主體結(jié)構(gòu)與一號風(fēng)道及一號出入口結(jié)構(gòu)均為三層結(jié)構(gòu)，基坑較深，約24.0m，且同步開挖施工，為開挖及結(jié)構(gòu)施工過程中，給現(xiàn)場施工的安全、質(zhì)量提出了更高的要求，在同步開挖過程中的施工安全、基坑降水、樁間噴混、支撐架設(shè)等工序施工必須緊密銜接，確保施工質(zhì)量，同時，在同步開挖過程中，應(yīng)加強以下方面問題的注意:

(1)土方開挖過程中，嚴格按照設(shè)計及規(guī)范的要求進行監(jiān)控量測點點位進行布置，并加強監(jiān)測，及時反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)，指導(dǎo)現(xiàn)場土方開挖支護施工;

(2)合理安排現(xiàn)場樁間噴混、支撐架設(shè)、土方開挖等各工序的施工，杜絕交叉作業(yè)，使各工序銜接緊密，保證現(xiàn)場施工安全、質(zhì)量及進度;

(3)結(jié)構(gòu)工程緊密跟隨土方開挖施工進度施作，減少基底暴露的時間，將“時空效應(yīng)”的影響降至最低。

5 結(jié)語

隨著國家對地鐵等市政基礎(chǔ)設(shè)施的不斷加大投入，修建地鐵的大中型城市也越來越多，在城市鬧市區(qū)修建地鐵車站不可避免的遇見施工場地狹小，土方開挖、外運施工作業(yè)面小的情況，本站位于沈陽市最繁忙的人員集散地和交通樞紐沈陽北站火車站站前廣場，且存在即有地下人防結(jié)構(gòu)，施工條件復(fù)雜，通過利用風(fēng)道及出入口結(jié)構(gòu)作為主體結(jié)構(gòu)基坑開挖的運輸通道，同步開挖施工，在解決了因施工環(huán)境的限制造成的主體結(jié)構(gòu)基坑土方開挖難度大的問題的同時，可以有效加快土方開挖、結(jié)構(gòu)施工進度，縮短工程施工總工期，并縮短周轉(zhuǎn)材料的周轉(zhuǎn)周期，降低降水、腳手架鋼管、方木等的周轉(zhuǎn)材料的投入成本，為我國大中型城市中同類施工環(huán)境的地鐵施工提供了成功的施工經(jīng)驗。