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在建车站与地铁既有线连接施工方案探究

来源:微智科技网
第45卷第2期 2019 年 2 月________________________Sichuan Building Materials

f h丨芝讨

V〇1.45,N〇.2

_______________________February, 2019

在建车站与地铁既有线连接施工方案探究

黄洋钦

(中铁二局第五工程有限公司,四川成都610031)

摘要:新建地铁站和既有车站的连接施工难度高,影响大, 如何能快速、安全地完成和既有线的对接是工程的重点。本 文以苏州地铁3号线对接已经运营的1号线车站为背景,对 盾构区间和既有车站的连接施工,以及明挖新作结构和既有 车站的连接施工进行了具体的分析,为类似的施工工程提供 和既有车站的连接,其本质为盾构的始发和接收工作。一般 措施为在盾构始发或者接收端头进行相应土体加固,并做好 盾构机的相应准备工作后,破除洞圈范围内的围护结构,安 装洞门封闭,进而完成盾构区间和车站主体结构的连接。盾 构始发和接收时一般场地狭小,大型机具无法到位,且为了 一定的经验和思路。

关键词:地铁既有线;连接施工;轨道交通 中图分类号:U231.4

文献标志码:B

文章编号:1672 -4011 (2019)02 -0191 -03

DOI:10. 3969/j. issn. 1672 - 4011. 2019. 02. 092

1工程概况

城市轨道交通具有运量大、效率高乘坐方便、安全舒适

等诸多优点,能有效解决城市交通拥堵问题,是实现城市均 衡发展的重要途径。城市轨道交通至今已有100多年发展 历史,国外一些发达国家的地铁施工起步较早,换乘车站的 连接施工工艺技术都比较成熟;我国地铁施工技术研究起步

较晚,但是到了 21世纪,我国各大城市地铁建设进入繁荣时 期,尤其到2010年以后,全国各地的地铁建设更是如火如 荼。城市地铁线路越来越多,地铁换乘站也越来越普遍,新 建车站如何安全快速地完成和既有车站连接,实现换乘车站 的全面贯通是地铁建设经常遇到和必须解决的问题。本文 通过对苏州地铁3号线和1号线的换乘车站——

苏州乐园

站连接施工的过程跟踪和探究,总结出相关施工经验,为地 铁新建结构和既有结构的连接施工提供借鉴和参考。

苏州轨道交通3号线苏州乐园站位于苏州市髙新区长 江路和狮山路交叉口,车站主体横跨长江路。车站下穿1号 线,按1号线预留为地下3层岛式车站,为1、3号线换乘站, 与已建1号线苏州乐园站斜十字岛换乘。车站开挖深度约 23 m,结构外包长度为174. 8 m,外包宽度为24 m,小里程盾 构井处开挖深度约24 m,基坑围护结构为厚度为1 m的地下 连续墙,采用明挖顺作法加局部盖挖顺作法施工。如图1所 示为车站平面图。

2盾构区间和既有车站的连接施工

本站小里程左线区间和既有线的连接施工为盾构区间

收稿日期:2018-12-04

作者简介:黄洋钦(1991 -),男,四川达州人,本科,主要从事地铁工

程管理。

避免对既有结构和土体造成较大影响,对洞门的破除均采用 风镐人工破除方式进行。对洞门的破除至少分三步完成•.① 洞门背土面钢筋保护层凿除和第一层钢筋割除,②凿除混凝 土外露的第二层钢筋,③洞门封闭或盾构机刀盘距离接收井

30 cm后凿除剩余混凝土,割除外层钢筋[1]。

3明挖新作结构和既有车站的连接施工

本站西端新建的西端头井和既有车站的对接,东端新建

车站和既有车站的连接为典型的明挖新作结构和既有线对 接施工,新建结构和既有结构间通过从上至下紧密相贴的地 墙和侧墙隔开,要把新建结构和既有结构贯通连接,需凿除 隔在中间的封堵墙,连接新老主体结构。在不同现场条件下

可选择不同的施工方案。如图2所示为封堵墙位置平面图。

3.1随挖随破,一次贯通,不留后浇带

新建结构的支撑系统和需凿除的封堵墙之间没有联系, 可以考虑在开挖每一层土方时相应破除每一层的地墙和侧 墙。因为一次性破除了地墙和侧墙,新作结构和既有线直接 相通,为减小后续施工对既有线造成影响,在既有线侧需设 置半永久性的围闭结构进行防护。进行每一层墙体破除时, 跟随土方开挖进度,采用绳锯切割方式竖向分层,一次性切 割两层墙体,然后直接吊运出基坑。土方开挖完成时,封堵 墙也随之拆除完成,若无特殊要求,可不再预留后浇带,后续 从下至上做每层结构时,可相应地完成每层结构的连接施 工。本站西端头井和既有线的对接可考虑此种方案。

3.2随挖随破,先破围护结构,不留后浇带

同样在新建结构的支撑系统和需凿除的封堵墙之间没 有联系的条件下,若既有线侧墙因为种种原因还不能进行拆 除施工,考虑减小后期贯通拆除的工作量,同时施工新作结 构时可以完成和既有结构的连接,不留设后浇带,可以伴随

每层土方开挖,先对外侧的围护结构进行破除,土方开挖结 束后,外侧围护结构也拆除完成了,后期可在新作车站每层 结构施工时直接和既有结构完成连接。而留下的封堵侧墙 待具有拆除条件时,直接使用绳锯把每层净空范围内的结构 切除吊运出去即可。本站西端头井和既有线的连接也可选 择此种方式进行。

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Sichuan Building Materials

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用 此种方案在新结构施工期间保留既有线的侧墙结构,钢筋混凝土结构隔离了施工区和运营区,可大大减小施工对 既有线的影响,但是因为只拆除外侧围护结构而不拆除内侧 侧墙,无法选用绳锯进行切割施工。根据现场的实际条件, 针对钢筋混凝土的围护结构可以选择不同的破除方式。

1)

是效率最高、成本最低的破除方式,但其震动大、噪音髙,在 既有线施工中需全面综合分析影响因素和影响大小,需慎重 选择。

2)

破除并清理完成后,从下至上施工每层后浇带,完成结构的连接。

2)当不具备和既有线直接联通的条件时,可先破除外侧 的围护结构,此时施工情况同3. 2,可根据现场条件选择不同 的拆除方式。外侧围护结构拆除后,分层施工每层的后浇带 移除,完成贯通。

3.4特殊情况的连接施工

机械破除。对于破除钢筋混凝土结构,机械破除无疑 和既有结构连接;待具备贯通条件时对剩下的隔墙进行切割

苏州轨道3号线乐园站新建车站和既有车站的连接较

人工破除。采用风镐进行人工破除,相对于机械破 为特殊,如下。

1) 能破除地连墙。

除,其噪音和震动都大大减小,在既有线连接施工中被广泛 运用,但其效率较低,成本较高,尤其对于大体积的钢筋混凝 新建车站的支撑连接在既有地连墙上,支撑拆除后

土结构破除而言,其高昂的成本价格让很多施工队伍都望而却步。

3)

静力破碎法。静力破碎法是将膨胀剂注入需要破碎 的结构物中,利用化学膨胀剂的膨胀效应将岩体涨开,从而 破碎混凝土、岩石等的一种方法。静力破碎法无噪音、无振 动,成本也并不高;但是其破碎剂具有腐蚀性,对作业人员的 要求较髙;需破除的围护结构紧贴既有主体结构时,对破碎 剂剂量的大小、膨胀变形方向的控制均有较高要求,同时根 据实际效果来看,此种破除方式对于采用向下钻孔注入破碎 剂的四周无条件的岩石、素混凝土而言效果较好,而此 处围护结构为钢筋混凝土、钻孔需从侧面钻进,而其另一侧 还有既有线的侧墙其变形,其破碎效果较差且难 管控[2]。

4)

钻孔取芯法。钻孔取芯法即是采用取芯机对需破除

的墙体分块进行连续取芯,取芯路径围成一个封闭形状后,

把围在其当中的混凝土块体取出,循环向前进行不断取孔, 从而达到拆除外侧围护结构的目的。此种施工方法无噪音、 无震动,对既有结构和既有线不产生影响,但是施工速度慢, 施工成本极高,若不是有特殊要求,一般不采用此种方式。 本站东端新作车站在进行负二层的地墙破除时,因为紧邻既 有线的轨行区,对控制震动的要求很高,采用本方法进行 施工。

5)

组合施工法。地铁既有线对接施工现场条件复杂,响因素多,造成影响大,很多情况下单一的破除方法无法满 足施工的要求,可根据实际情况进行不同破除方法的组合, 例如可采用静力破碎辅助+人工破除主导的方式,先使用少 量膨胀剂将既有的钢筋混凝土结构膨胀松动,然后再用人工 进行破除,既控制了膨胀变形量,也减少了后续破除的震动 和噪音。

3.3

新作结构封顶后进行破除,留设后浇带

若新建结构的支撑系统连接在需凿除的封堵墙,在土方 开挖阶段无法进行封堵墙的破除,则需等新作结构封顶,支 撑系统拆除后方可进行既有围护结构和侧墙的破除施工,再 进行结构的连接施工。此种情况下,因为新作结构主体完成 时,隔在既有线中间的围护结构还未破除,故围护结构位置 处必然成为后浇带。此时有如下几种连接方案。

1)具备和既有线直接联通的条件时,可采用绳锯切割方 式对封堵墙一次性切除。切除时按照水平分层、纵向分段、 从上至下的顺序进行;此时需在既有线侧先做好临时隔离措 施,隔开施工区和运营区,减小施工对运营的影响;同时每块 切割成块体和周围构件完全分离后,需尽快吊运出场。底板

顶面以下的封堵墙可采用人工或者机械方式进行破除,墙体

• 192 •

2) 需拆除的既有线侧墙上管线众多,新建车站主体封

后无条件对地墙和侧墙一次性拆除。

3)

直接破除侧墙后,门洞长度达到约33 m,故结构连处需增设结构柱,每层增加横梁;并且新作柱位置设在原有 侧墙内,无法先做梁柱结构和既有结构进行连接,必须先拆 除侧墙,然后才能施工新作梁柱结构,图3为新作梁柱结构 剖面图。

4) 一次性破除既有侧墙,既有线板面悬挑长度较大,达 到5 m,所以拆除既有线侧墙的过程中必须对既有线楼板进 行支撑,拆除侧墙时只能分段拆除,如图4所示为分段拆除 侧墙平面图。

……

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图4

分段拆除侧墙平面图

(下转第194页)

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Sichuan Building Materials

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第45卷第2期

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本文截取富润江长乐江大桥左幅21〜23孔桥面高程复 测结果,结果如表1所示,实测高程与设计高程相差都处于

表1

桩号

左0.75 m实测

35.16035.13035.10235.07235.03835. 00734.98434.95634.924

规范要求的-5〜+ 10 mm,故满足施工规范要求。

富润江长乐江大桥左幅21 - 23孔桥面高程复测

桥面顶设计35.15935.12935.09935.06935.03935.00934. 97934. 94934. 919

差值0.0010.0010.0030.003-0.001-0.0020.0050. 0070.005

左12. 15 m实测

34. 94034. 91034. 87034. 83834. 81334. 78434. 75534. 72534. 696

桥面顶设计34. 93134. 90134. 87134. 84134.81134. 78134. 75134. 72134. 691

差值0.0090.009-0.001-0.0030.0020.0030.0040.0040.005

K77 +957K77 +967K77 +977K77 +987K77 +997K78 +007K78 +017K78 +027K78 +037

3.2桥面高程控制技术

进行复核验算。

3) 4) 精确性。

时进行测量工作。

桥面高程控制测量有两个作用:①统一本桥高程基准 面;②在桥梁附近设立高程控制点,保证施工过程中点位放 样和髙程精度控制的工作有效进行,有利于降低高程精度控 制的误差。通常使用水准测量和三角高程测量的方法进行 高程控制网的布设。

为了使桥梁的高程点位放样工作顺利进行,在距离水准 控制点相对较远的情况下,需布设附合水准路线增设施工水 准点。富润江长乐江大桥需要跨越富润江和长乐江及两条 江之间的镇区道路,在高程测量过程中选用跨河水准测量的 方法,以此建立桥梁高程控制网。

高程控制的选点非常重要,其位置的选取需满足以下几 个面的规范要求。

1)

由于桥面施工时会产生误差,所以尽量不在桥面施

测量数据要及时记录,复核验算,以保证测量结果

4结束语

综上所述,高速公路桥面高程的精度控制并不只是简单

地进行水准测量,其涉及到粱板预制及安装、盖梁、垫石髙程 控制等各个工序的施工控制,每一项工作都至关重要,如果 其中某一环出现纰漏,都会对后续整体工程产生很大的影 响,严重影响施工质量。因此,在进行桥面的测量工作时,对 点位放样、水准测量、数据的复核验算都要认真仔细,做到对

测量结果的负责,才能保证桥面髙程的精度控制。在保证稳定的前提下选择附近的点位,不但有利于施

[ID:007359]工,还能降低控制点高程传递误差,保证施工的质量。

2) 可施工周期长,必须考虑控制点的保护及维护工作。3)

结构及强度,在进行高程控制测量前,需将水准控制点与附 近的水准点复核验算,以保证桥面高程的精度,尽量降低测 量误差[3] 〇

高程精度控制测量注意事项主要有以下几点。1)

每次进行测量工作前要仔细检查仪器,尽量避免因仪

器的故障导致产生较大的误差。

2) 按照规范架设仪器,在进行控制测量之前,要对点位(上接第192页)

[2]

点位布设需考虑水准测量的作业环境及控制网整体

参考文献:

[1 ]

王军.公路桥桥面高程计算分析[J].甘肃科学学报,2014,26 (2):79 -83.

何海文.预应力梁桥桥面髙程控制办法[J].黑龙江交通科技

2007,30(3) :68.[3]

制[J].山西交通科技,2001,29(S2) :96 -97.

李晋文,卫培孝,智利,等.浅述T形刚构箱梁悬浇施工髙程控

文以苏州轨道3号线乐园站为背景,展开分析在盾构和明挖 时地铁新作结构和既有结构在不同施工条件下能采取的不 同贯通连接施工方案,为今后地铁换乘节点的设计积累技术 储备,为同类地铁换乘站的贯通施工提供经验和借鉴,保证 地铁建设和运营的安全、可靠。

参考文献:

[1]

根据实际情况,新建车站封顶后,采用人工、静力破碎、 绳锯切割等各种拆除方式相组合破除掉外侧的地连墙;待侧 墙上管线改迁完成后,竖向分块切割第一阶段需拆除侧墙, 然后施工框架柱对各层楼板进行支撑;新作框架柱达到强度 后用绳锯对剩余的侧墙进行切割,墙体切割完成后,最后施 工每层剩余的梁板构件,完成和既有线结构的对接[3]。

[

ID:007349]

4结束语

综上所述,目前地铁建设在中国方兴未艾,新建线路和

中华人民共和国铁道部.地下铁道工程施工及验收规范:G

50299 -1999 [ S ].北京:中国计划出版社,1999 •

[2] 李楠.地铁换乘站节点施工对既有线的保护措施[J].城市建

设理论研究,2014,4 (16): 154 -155.

[3] 尹文平.地铁车站施工对既有线保护技术研究[J].天津建设

科技,2014,25(5) :54 -55.

既有线路的连接贯通日益频繁,安全快速地完成新老结构的

连接是必须解决的课题;苏州轨道3号线乐园站和既有线的 贯通连接条件复杂,施工困难,工程典型,研究意义重大。本

• 194 •

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