裝配式結構車站在長春地鐵中的應用

叢敏

摘要：構件預制化是提高工程質量、縮短工期、降低成本的有效辦法。本文介紹了在地鐵工程中，預制構件在地鐵車站工程中的應用情況，介紹了預制車站的優點，并以長春地鐵2號線為工程實例，介紹了預制裝配式結構車站的應用。

關鍵詞：長春地鐵；車站；裝配式；預制構件

建筑工業化是當代建筑技術發展趨勢之一，建筑構件預制化是建筑工業化的一個必然趨勢。建筑結構采用預制構件是提高工程質量、縮短工期、降低成本的有效辦法。隨著世界各國建筑工程的不斷發展，建筑工業化已成為建筑的發展方向，預制構件在裝配式混凝土建筑的應用也越來越普及。裝配式混凝土建筑通常將建筑物分割成幾個標準單元設計，以工廠化生產的混凝土預制構件為主，采用工業化手法進行預制構件的生產及施工，通過現場裝配的方式設計建造的混凝土結構類建筑。目前我國正處在地鐵建設的一個高峰期，施工過程中對地面交通影響較大，矛盾突出，如何解決地鐵工程建設中的速度、質量、效益問題始終成為人們關注的焦點。預制裝配式地鐵車站為人們提供了思路，雖然國內對地鐵區間隧道裝配式結構有一定的研究，但對地鐵車站以及其他地下鐵道附屬物裝配式結構的研究還處于起步階段，因此，研究裝配式地鐵車站具有重要意義。

1 裝配式結構的應用現狀

前蘇聯曾在用明挖法施工的地鐵線上，包括車站、區間隧道、以及車站附屬建筑和輔助隧道工程，均采用定型拼裝的統一規格的鋼筋混凝土結構。80年代后期，前蘇聯在明挖法施工的區間隧道中廣泛采用整體管段襯砌，大力推行將預制混凝土襯砌設計標準化的技術。在俄羅斯、烏克蘭、烏茲別克和白俄羅斯地鐵的明挖回填隧道中采用了矩形整體管段式預制襯砌。在裝配式地鐵車站結構的研究和應用上，俄羅斯在工業化施工與長期使用的成功經驗上。通過實驗和現場測試等研究工作，采用單拱結構的基本原理和特點修建了俄羅斯第一個地鐵雙層換乘樞紐。在彼德堡地鐵伏龍芝濱海線花園站到挈卡諾夫站區間內，建成了伏龍芝濱海線到未來的環線的體育館換成站（后來改為奧林匹克站），車站整體結構形式為裝配式層間樓板單拱結構。明斯克車站采用單拱結構型式，地鐵車站結構由大型預制混凝土構件的襯砌拼裝組成。從實際應用的實例來看，國外明挖法施工的裝配式地鐵車站預制結構主要有矩形框架結構型式和拱形結構型式兩種型式，但采用矩形斷面形式的較多。

2 裝配式車站的優點

（1）裝配式車站較普通明挖站施工速度快，節省占道時間；目前，我國北方地區地鐵標準站建設周期為14～16個月，采用裝配式結構施工工藝可以縮短工期4～6個月，從而解決了地鐵車站結構在1年內無法完工的難題。

（2）材料堆放、加工等廠區面積小，對周邊單位影響降低。

（3）預制裝配式結構在現場基本為拼裝的工序，無大量混凝土施工，無需采用大面積保暖等措施。有效的保證冬季施工質量，消除火災等隱患。

（4）節省鋼筋、混凝土等材料用量，不消耗木材，減少建筑垃圾產生（可減少80%），這種新工藝具有綠色、環保、節能的特點，在減少施工用地，特別是在現場施工勞動力的使用上可以節省50%以上，安全風險較低。

3 裝配式車站結構的應用

長春地鐵2號線是長春市軌道交通線網中一條貫通東西的軌道交通骨架線。沿城市傳統發展軸線敷設，串聯著長春幾個重要的城市功能區。長春地鐵2號線線路西起長春西湖袁家店，采用地下線形式，在經過東方廣場后線路轉為高架線，沿長石公路向東至繞城高速公路外太陽溝村結束。長春2號線一期工程線路全長20.5km，工程總投資129.66億元。長春2號線全線均為地下線，平均站距1.3km，共設車站17座，換乘站7座。

長春市地鐵2號線袁家店站位于綠園區雙豐鄉袁家店，在西四環路與站前街交叉口的東北角，為長春地鐵裝配式車站的試驗站。車站主體長度310m，其中裝配段188m，現澆段122m（如圖1所示）。

基坑長度310m，寬度22.5～33.1m。基坑挖深19～23m；裝配段基坑設計為圍護樁+豎向五道錨索支護；一樁一錨，間距1.3m（如圖2所示）。

裝配段結構每環寬度2m，共94環，每環由7塊預制構件組成，別為：1底板A+2底板B+2側墻C+頂板D+頂板E（如圖3所示），A、B、C、D、E塊單片重量分別為：37.6噸，39.5噸，31.0噸，48.3噸，54.3噸（每環約112立方混凝土鋼筋約17噸）。預制構件環向與縱向的接觸面均為榫槽連接，榫槽內設置定位抗剪銷。A與B、D與E均采用錯縫拼裝，其余均為通縫；拼裝完成后填充改性環氧樹脂。樓板采用現澆結構，構件內埋直螺紋接駁器與樓板鋼筋采用機械連接：口部采用預制洞口環梁的結構形式；頂板覆土厚度4～5m。

4 結語

長春地鐵2號線袁家店預制裝配式地鐵車站的施工就像搭積木一樣一塊塊把工廠預制好的主體結構“搭”上基礎，然后連接、加固，最終完成裝配式結構預制和拼裝工作，這是國內首次將裝配式結構預制和拼裝用于地鐵工程建設。該種工法可以解決地鐵施工中工期緊、征拆難、冬季施工風險高等難題。袁家店站裝配式地鐵結構關鍵技術試驗成功，不僅實現了本領域的新突破，也標志著我國地下工程預制裝配式技術邁八了新的里程碑，是繼“盾構、明挖現澆、暗挖、蓋挖”之后第五大工法。預制裝配式地鐵車站因具有施工速度快、占地少、節省勞動力、低碳環保等優點，將會成為未來地下空間結構發展的重要趨勢。