地鐵明挖車站工期影響因素及工期策劃

武漢地鐵11號線(東段)工程西起光谷火車站,東至左嶺站,全線長19.697km,全線設站13座,均為地下車站,其中2座車站為地下三層車站,2座車站為地下一層+地面一層車站,其余9座車站均為地下兩層車站。
明挖法是地鐵車站常用的、也是經濟指標較好的一種施工方法,以常規兩層車站為例,其施工工序為:
征地拆遷、管線改移、施工準備——交通疏解、場地圍擋——基坑圍護結構、立柱樁施工——冠梁及第一道砼支撐施工——土方開挖及支撐——綜合接地——墊層——防水及保護層——結構底板——結構側墻及中板——結構側墻及頂板——頂板防水及保護層——頂板回填——管線回遷——恢復路面。
根據地鐵建設的客觀規律,建設過程主要包括“洞通、軌通、電通、車通”重要節點,而“洞通”為首個節點,其受影響因素多,往往成為影響地鐵建設總工期的關鍵節點。目前大部分地鐵車站采用明挖法施工,區間采用盾構法施工,車站與區間施工關系密切,必須進行通盤考慮。一般情況下,盾構利用明挖車站作為盾構井可節省工程投資,相鄰區間在車站提供盾構始發條件后盾構機才能下井掘進,而盾構過站則要求相應車站完成必要的主體結構后方能通過。
全面分析明挖車站工期影響因素,是確定車站施工總體工期,編制地鐵建設總體工期籌劃的重要依據,同時也是為確保總工期重點籌劃、提前解決或準備。
地鐵車站一般位于城市繁華地帶城市道路下方,交通密度大,地下管網復雜,周邊建筑物密集,為確保車站施工工期,需認真分析以下方面要素。
(1)征地拆遷
征地拆遷是工程建設基礎性工作,是工程開工建設的重要前提,征遷工作順利與否,直接影響項目完成時間和總工期的時間,但其政策性很強,關系社會和諧穩定,工期較難確定。征地拆遷一般由建設單位負責,但大部分情況下施工單位進場時并未完成征地拆遷,且工期不可控,如車站施工需要進行征地拆遷,項目進場后應將征地拆遷作為重點任務,專人負責,爭取早日解決。
(2)綠化、建(構)筑物遷移
大部分地鐵車站在建設過程中施工需要遷移車站及交通疏解道路范圍綠化、路燈、路牌等建(構)筑物。綠化、建(構)筑物遷移一般由建設單位負責,但大部分工作與車站圍擋同步進行,項目進場后就配合建設單位將綠化及建(構)筑物分類統計,及時產權單位進行溝通,確定完成遷移時間,根據完成時間及部位編制車站施工工期。
(3)交通疏解
地鐵車站較多位于城市繁華道路交叉路口下方,地鐵建設規模大,在興建過程中將對城市交通狀況產生較大影響,甚至造成嚴重交通阻塞,給周邊居民造成負面影響,所以交通疏解必須得到交通管理部門認可及配合。
交通疏解方案直接影響場地的圍擋范圍,從而影響車站是否需要倒邊施工、倒邊的次數,直接影響車站施工總體工期。甚至因交通疏解新建道路需要增加征地拆遷、建(構)筑物遷移工程量,增加拆遷難度或者因調整施工方法。項目進場后應當做好車站周邊交通調查,請求交管部門支持指導,爭取在對保證交通正常情況下一次性圍擋施工。
(4)管線改遷
地鐵車站一般位于城市主干道下方,存在大量管理且管線也多為主干管線,改遷周期長,涉及種類多,包括給水、電力、燃氣、雨污水、通信等管線,其中給水、燃氣等管線及高壓電纜線等改遷周期長,施工風險大,影響范圍廣,為重點管線。管線改遷一般由建設單位負責,但由車站施工由于受場地限制,大部分管線改遷與交通疏解道路或圍護樁施工同步進行,先將管線改遷臨時改遷到主體結構外,到車站封頂后再回遷到結構頂板上方,管線改遷進度直接影響到車站施工工期。項目進場后應立即對施工場地范圍管線進行調查統計,配合建設單位與產權單位聯系制訂保護方案,確定管線改遷時間。根據完成時間及部位編制車站施工工期;同時在遷改過程中密切與管線改遷單位配合,確保按期爭取提前完工。
(5)土方開挖及外運
地鐵車站土方棄運量大,土方開挖進度直接影響結構施工工作面數量。其中土方開挖外運速度除受工作面、機械設備數量、天氣因素影響外,受政策影響同樣較大,需要重點把控。
其中地鐵工程主要位于城市中心范圍,受交通影響,多數城市在白天限制泥頭車行駛,同時受節假日等部分特殊日期影響,禁運時間多,是影響土方開挖進度的重要因素之一。
車站施工過程中,需要重點考慮土方外運開始節點時期,避免雨季施工,必須施工應采取相應措施,保證土方開挖外運進度。
(6)結構施工方案
車站結構施工工期主要受車站規模(結構分段數)、工作面數量及板墻澆注方案影響,其中結構施工主要有“板墻分離”及“板墻合一”兩種方式。
車站施工過程中應該根據總體施工要求,確定車站施工工期目標,按照總體可控原則,確定工作面數量及資源投入數量。

表1 車站施工工序進度指標
按照工程建設的基本規律,根據工程現場施工經驗,結合武漢地鐵11號線各車站建設情況,排除征地拆遷、管線改遷、綠化遷移等外部因素影響,對車站施工合理的進度基本技術指標,詳見表1。
以一座300m標準雙層車站為例,結構劃分20節段,土方開挖及主體結構由兩端兩個工作面向中間施工,圍護結構施工到結構封頂總工期約13個月,其中圍護結構施施工約2.5個月,土方開挖約1.5個月,主體結構約9個月。詳見圖1。
明挖車站趕工技術方案
由于大部分地鐵施工過程前期工程(征地拆遷、管線改遷、交通疏解等)不能按照計劃時間推進,而多數情況下主體結構封頂、提供盾構施工條件節點時間不變,施工過程中需要制定詳細的工作計劃,通過圍護結構、土方開挖、主體結構施工對總工期的影響因素,做好下列幾個方面。
(1)認真分析需拆遷建(構)筑物、管線與車站位置關系,確定影響情況,可以根據具體情況逐塊區域圍擋施工,最終形成車站全部圍擋,圍護結構施工與管線改遷同步進行。
(2)圍護結構施工從兩端向中間施工,盡早形成盾構井范圍圍護結構封閉,圍護結構檢測合格后即安排冠梁及第一道支撐施工,減少工序搭接時間。
(3)需圍護結構封閉才能進行土方開挖時,應增加施工設備盡早完成圍護結構,對長大基坑可以增加隔離墻劃分為幾個小基坑分別施工,尤其是對盾構施工有要求需盡早提供盾構施工條件的情況。
(4)第一節段土方開挖及支撐進度直接影響車站工期,前期施工應保證土方開挖進度,盡早為結構施工創造工作面,在受下雨及其它因素土方無法外運時,應該利用場地場內存放。
(5)通常情況完成第一節段土方開挖后,后續土方開挖將不影響車站工期,但現場仍然需要將土方外運作為重點,避免在后期出現下雨或其它因素較長時間影響,而導致無工作面施工,同時盡早完成基坑土方開挖及結構底板,有利于基坑安全。
(6)主體結構施工過程中,一方面提高施工工效,減少工序時間;另一方面加強組織管理,減少間隔時間,在結構土方開挖完成后可以增加側墻、中板及頂板資源投入,增加作業面同時施工。
(7)增加工作面,在基坑中間位置增加土方開挖及結構施工工作面,將一個大基坑分塊為兩個或若干個小基坑同時施工。

圖1 明挖車站施工工期計劃圖
地鐵車站施工工期編制的合理與否,對項目實施的工期、安全、質量以及效益,因此技術人員一定要掌握工程情況,詳細分析,制定科學合理的工期計劃,確保工期、質量、安全及效益。
10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.15.009