官偉 賴穎
(1.中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司,江西南昌 330031;2.南昌航空大學(xué)土木建筑學(xué)院,江西南昌 330063)
南昌地鐵二號(hào)線醫(yī)學(xué)院站車站主體位于陽(yáng)明路與青山南路、八一大道的交界口。該站為2號(hào),3號(hào)線的換乘站,2號(hào)線兩層地下車站沿陽(yáng)明路呈東西走向,3號(hào)線三層地下車站沿青山南路呈南北走向。醫(yī)學(xué)院站根據(jù)2號(hào)線工可勘察報(bào)告中GK2-48,GK2-49鉆孔揭示,該處的土層自上而下分別為①1雜填土、①2素填土、③1粉質(zhì)粘土、③2細(xì)砂、③6圓礫、③4粗砂、③5礫砂、⑤3-2強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、第⑤層及其以下為弱透水性基巖。其中沖積砂層為本區(qū)主要的第四系孔隙含水層,該層厚度穩(wěn)定,透水性強(qiáng),水量豐富,直接與贛江地表水聯(lián)系?;鶐r裂隙水主要賦存于基巖強(qiáng)、中風(fēng)化層裂隙中,透水性弱,水量不豐富。地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)弱腐蝕性,對(duì)鋼筋混凝土中的鋼筋無(wú)腐蝕性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)弱腐蝕性。
工程建筑場(chǎng)地類型為Ⅱ類,沿線地段類別屬可進(jìn)行建設(shè)的一般場(chǎng)地。據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》等的劃分,南昌市抗震設(shè)防烈度為6度,設(shè)計(jì)地震分組為第一組,設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g。
車站施工方法的選擇主要依據(jù)車站施工時(shí)對(duì)地面道路及周邊交通的影響程度、車站基坑開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)周圍建(構(gòu))筑物、地下管線的保護(hù)要求,以及施工周期和工程造價(jià)等因素綜合確定。醫(yī)學(xué)院站位于南昌市商業(yè)核心區(qū)中心,人流車流量大,交通繁忙擁堵,周邊建筑物密集,建筑物距離圍護(hù)結(jié)構(gòu)最近處僅6 m左右,同時(shí)車站為換乘站基坑開(kāi)挖深度較深,三層車站基坑開(kāi)挖深度達(dá)到24 m。結(jié)合醫(yī)學(xué)院站實(shí)際情況,如按普通車站優(yōu)選明挖法施工勢(shì)必需要封閉城市交通主干道陽(yáng)明路,造成交通疏解困難甚至導(dǎo)致該區(qū)域交通癱瘓。因此本站施工只能選擇蓋挖法、局部蓋挖法或暗挖法。
蓋挖法一般為蓋挖順筑法,施工步驟是:1)先施作車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)及蓋板結(jié)構(gòu)的支撐樁;2)澆筑或架設(shè)臨時(shí)路面板以保持地面交通;3)在路面板下開(kāi)挖基坑,順筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
傳統(tǒng)蓋挖法一般會(huì)將車站主體上部滿鋪路面系統(tǒng),而車站施工時(shí)挖出的大量土方則只能利用車站附屬結(jié)構(gòu)或其他部位預(yù)留出小土孔運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng),施工效率低下,施工成本加大、工期大大延長(zhǎng)。
局部蓋挖法先占用半邊或局部道路,施工一側(cè)圍護(hù)墻及中間立柱樁,然后施工半邊或局部基坑的路面蓋板,并盡快恢復(fù)該部分路面交通。再占用另一側(cè)或余留部分道路進(jìn)行另半側(cè)或余留部分基坑的施工,利用該部分基坑進(jìn)行明挖順筑施工,并完成局部蓋板下的整個(gè)結(jié)構(gòu),局部蓋挖法施工工期較短,施工成本較低。
暗挖法施工對(duì)地面交通影響小,無(wú)需進(jìn)行大量的管線搬遷,但施工難度大、工期長(zhǎng)、造價(jià)高并且防水難以處理。南昌市地下水豐富并且主要土層透水性強(qiáng),直接與贛江地表水聯(lián)系,采用暗挖法風(fēng)險(xiǎn)較大。
本站有三個(gè)站位方案,結(jié)構(gòu)形式有一定區(qū)別。根據(jù)以上施工方法比較,分別對(duì)三個(gè)方案站位確定的施工方法進(jìn)行描述。
方案一:車站主體位于陽(yáng)明路與青山南路、八一大道的交界口,2號(hào)線兩層地下車站沿陽(yáng)明路呈東西走向。3號(hào)線三層地下車站沿青山南路呈南北走向。2號(hào)線兩層地下車站采用部分蓋挖、部分明挖的施工方法,3號(hào)線地下三層車站采用縱向分幅的蓋挖施工方法以便組織交通;2號(hào),3號(hào)線聯(lián)絡(luò)線和地下一層綜合開(kāi)發(fā)的三角區(qū)域采用明挖的施工方法,三角區(qū)采用水平混凝土桁架支撐,中部為大面積出土孔。
方案二:車站主體位于陽(yáng)明路下中醫(yī)學(xué)院北側(cè),沿陽(yáng)明路呈東西走向。本方案車站為地下三層車站,車站長(zhǎng)約265.1 m×20.2 m(內(nèi)凈),基坑開(kāi)挖深度約24 m,基坑規(guī)模大。由于陽(yáng)明路為城市主干道,人流車流量大,交通繁忙擁堵、施工期間道路不能封閉。兩邊建筑距離較近,基坑開(kāi)挖時(shí)周邊環(huán)境保護(hù)要求高。為減少對(duì)道路、周邊建筑物的影響,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,車站采用蓋挖順作法施工。該方案工期相對(duì)較長(zhǎng),施工成本較大。
方案三:車站主體位于陽(yáng)明路下中醫(yī)學(xué)院北側(cè),沿陽(yáng)明路呈東西走向。該方案站位與方案一基本一致。本方案車站為地下兩層車站,車站長(zhǎng)約364 m×42 m(內(nèi)凈),基坑開(kāi)挖深度約18 m,基坑規(guī)模大。考慮到陽(yáng)明路為城市主干道施工期間道路不能封閉,方案三同樣采用蓋挖順作法施工,同樣存在施工困難及工期長(zhǎng)的問(wèn)題。
同時(shí)根據(jù)JGJ 120-99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程,車站基坑側(cè)壁安全等級(jí)為一級(jí)。由于本站采用蓋挖法施工,蓋挖法優(yōu)先選用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。地下連續(xù)墻剛度大,對(duì)周邊變形控制有利,同時(shí)起到隔斷地下水的作用。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較,本站三個(gè)方案均采用地下連續(xù)墻的形式。
本站推薦的方案一采用縱向分幅的局部蓋挖法,施工路面支撐柱采用“永臨結(jié)合”形式,即根據(jù)車站主體結(jié)構(gòu)柱的布置,在柱下設(shè)置直徑1 000 mm的鉆孔灌注樁,樁端進(jìn)入中風(fēng)化巖層,樁頂在車站底板位置。樁頂以上部分插入HW400×400的H型鋼作為開(kāi)挖施工階段的支撐柱(使用階段對(duì)型鋼立柱外包混凝土形成永久柱)。型鋼支撐柱插入第一道混凝土支撐,第一道混凝土支撐與系梁、型鋼支撐柱形成施工階段臨時(shí)路面的水平、豎向支撐體系。在混凝土支撐上沿道路方向布置H型鋼次梁,在次梁上敷設(shè)鋼板路面。為便于回收、節(jié)省造價(jià),蓋板路面可采用標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的可回收重復(fù)利用的臨時(shí)路面系統(tǒng),預(yù)制蓋板尺寸以1m為模數(shù),蓋板平面標(biāo)準(zhǔn)尺寸可采用3 m×2 m,并以2 m×1 m,1 m×1 m預(yù)制蓋板作為臨時(shí)路面敷設(shè)組合時(shí)的調(diào)節(jié)塊。
本文根據(jù)車站的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件及周邊建筑物和道路交通狀況,通過(guò)對(duì)施工工期、造價(jià)和施工難易等方面的綜合比較,合理地選擇施工方法。由于醫(yī)學(xué)院站位于南昌市城市CBD區(qū),對(duì)交通疏解有較高的要求,因此三個(gè)站位方案均采用了蓋挖法或者局部蓋挖法。經(jīng)過(guò)比選局部蓋挖法可盡快恢復(fù)部分路面交通對(duì)城市交通影響較小,可以很好的適應(yīng)工程現(xiàn)場(chǎng)要求,同時(shí)施工相對(duì)簡(jiǎn)單、工期短。最后提出了局部蓋挖法的施工方案及臨時(shí)路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
[1]潘宜青,孟 浩,孟 丹.談青島地鐵施工工法選擇[J].山西建筑,2012,38(33):178-179.
[2]GB 50299 1999,地下鐵道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].
[3]陳 敏,高維強(qiáng).蓋挖法施工技術(shù)研究[J].安徽建筑,2012(1):100-101.
[4]阮國(guó)勇.某地鐵車站局部蓋挖法設(shè)計(jì)研究[J].隧道建設(shè),2011,31(6):693-699.