錢洋

摘要：地鐵是我國近年來比較受關(guān)注的交通方式，國家在地鐵修建方面也投入大量資金，目前全國范圍都在進行著地鐵的建設(shè)。在地鐵建造過程中，軌頂風道、盾構(gòu)掘進以前是無法同步進行的，在科研人員的努力下推出一種裝配式門架，其的出現(xiàn)保證兩者施工同步。下面圍繞同步施工技術(shù)展開相關(guān)討論，以武漢某條地鐵建設(shè)為案例，介紹施工工藝和相關(guān)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：地鐵建設(shè)；同步施工；施工工藝

在地鐵施工過程中，軌頂風道作為內(nèi)部的特殊結(jié)構(gòu)，是需要單獨進行澆筑的。為保證內(nèi)部通風系統(tǒng)質(zhì)量，盾構(gòu)施工和風道澆筑通常不適宜同步進行。目前我國研究出新型施工技術(shù)，能夠在盾構(gòu)掘進的同時完成軌頂風道的澆筑工作。與傳統(tǒng)施工技術(shù)相比，施工周期明顯縮短且工程質(zhì)量得到充分保證，掘進的同時運輸車輛能夠及時運送補給。

一、工程概況

武漢某條地鐵線路建造時，第二個車站需要和同期運行的14號線換乘，車站深入地下兩層。施工方式是明挖法，總占地面積接近兩萬平方米，設(shè)計的車站標準寬度在22米左右，基坑寬度需要保持在18米。車站出入口數(shù)量一共為4個，風亭數(shù)量為兩組。車站建成后運行區(qū)間大致為1500米，施工期間運送土方、補給的列車一共有八組。在運行線路的正上方設(shè)置軌頂風道，兩端方向上風道的長度統(tǒng)一為177米，風道和底面距離為5米，凈空高和凈寬分別為1.3米和3米。底板、外墻厚度保持一致，都為150mm，本次施工采用的混凝土規(guī)格為C35。

二、傳統(tǒng)施工法

利用傳統(tǒng)的施工技術(shù)完成地鐵建設(shè)時，施工單位采用的技術(shù)方案通常包括兩種：先完成隧道盾構(gòu)工作，當運行區(qū)間全部打通后，再搭建腳手架完成軌頂風道施工；盾構(gòu)過程和風道施工同步進行，此時盾構(gòu)智能使用單列編組進行物資運送。方案一施工周期很長，按照本次施工區(qū)間長度估算，大致需要7個月作用才能完成施工。其中五個月用來進行隧道盾構(gòu)掘進，剩下的時間再進行軌頂風道施工。兩項施工互不影響，施工質(zhì)量得以保證[1]。

三、裝置設(shè)計

該裝置是針對軌頂風道進行的，旨在保證軌頂風道和盾構(gòu)掘進同步進行，且消除傳統(tǒng)施工時兩者間的相互干擾。下面詳細介紹施工裝置的設(shè)計過程。

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計

將某種類型的門架安裝在盾構(gòu)區(qū)域的上方，門架跨越整個盾構(gòu)區(qū)，相同類別的門架相互連接形成最終的作業(yè)平臺。根據(jù)本次隧道施工尺寸，最終將橫梁跨度控制在4到5米，懸挑設(shè)置成一米，立柱高度設(shè)置為4米，使用的雙拼式槽鋼。為保證門架強度，在槽鋼內(nèi)部增設(shè)加筋板，加筋板間距保持兩米。橫梁使用的也是增設(shè)加筋板的槽鋼，由于橫梁受力較大，加筋板間距控制在1米左右。

（二）受力計算

計算時將外界可能的荷載全部算上，即將門架各結(jié)構(gòu)承受的荷載按照最不利情況進行計算。荷載計算主要包括碗扣支架、軌頂風道以及人機荷載等多個方面，對這些構(gòu)件進行受力分析，荷載計算結(jié)果和相關(guān)標準比較后可知，本次門架裝置結(jié)構(gòu)合理，各類型受力都在標準規(guī)定的范圍內(nèi)。上述對荷載的分析和計算都是人工進行的，為進一步驗證計算結(jié)果的準確性，利用有限元軟件對門架各部位承載情況再次進行分析[2]。在軟件中建立門架虛擬模型，同時輸入構(gòu)件詳細參數(shù)，軟件自動運行模擬施工過程，對門架結(jié)構(gòu)受力做出精準分析。由分析結(jié)果可知，結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足施工要求，施工風險程度很小。

（三）裝置運行

為保證裝置的正常運行，下面幾個關(guān)鍵性系統(tǒng)必不可少：防護系統(tǒng)。即在施工裝置四周設(shè)置網(wǎng)狀防護欄，將外部和施工區(qū)隔離開來；桁架系統(tǒng)。桁架裝配在隧道兩端，之間用橫梁、門架進行連接，桁架是施工裝置的基礎(chǔ)支撐，充當大框架的作用，在大框架穩(wěn)定的前提下，裝置才能完成后續(xù)作業(yè)；行走系統(tǒng)。在橫梁上安裝行走梁，輪滑軌道的材質(zhì)為槽鋼，使用膨脹螺栓將軌道固定在底板上。每節(jié)行走梁設(shè)置四個車輪，車輪材料為鑄鋼。支座是長寬高都為300mm的正方體木方，在軌頂風道進行施工時，將木方墊在梁下面，起到固定行走梁的作用，避免施工裝置發(fā)生位移。行走輪靠電機完成驅(qū)動，因此橫梁兩側(cè)各安裝一個電機。

四、工藝流程

（一）施工步驟

將單獨零件按類別拼裝在一起。將小部件安裝在橫梁、立柱等比較大的構(gòu)件上，安裝時注意不要將螺栓上死，這樣方便后續(xù)構(gòu)件安裝，避免構(gòu)件卡死現(xiàn)象的發(fā)生。在拼裝完成后在，再將相應(yīng)螺栓擰緊。裝配過程以節(jié)作為單位，完成車輪、電機等系統(tǒng)的拼裝，同時完成鋼板鋪設(shè)工作。底板軌道的鋪設(shè)可以和系統(tǒng)拼裝同時進行。

完成整體組裝[3]。在考慮本次施工要求和外部環(huán)境后，決定使用龍門吊輔助完成整體安裝工作。部件安裝位置在鋼板已經(jīng)鋪設(shè)完成的底板軌道上，按照桁架組裝順序借助龍門吊將部件吊裝到相應(yīng)位置。將電機啟動，將施工裝置移動到隧道掘進正上方，再將隔斷連接部位的螺栓進行緊固，至此已基本完成整體結(jié)構(gòu)的安裝工作。為避免行走輪移動，滑動軌道和橫梁之間需要安裝楔形塊，同時木方支座安置在行走梁之下。為進一步確保操作平臺安全，需要在桁架結(jié)構(gòu)周圍設(shè)置防護系統(tǒng)。

完成澆筑。底板、側(cè)墻的澆筑分成兩次進行，中板內(nèi)部有預留的澆筑孔，利用地泵完成相應(yīng)的澆筑工作。澆筑工藝如下：施工裝置在電機驅(qū)動下抵達相應(yīng)位置，放線完成后搭設(shè)支架，接著進行模板鋪設(shè)和鋼筋綁扎工作。然后安裝吊墻外部和內(nèi)部模板，同時依次完成底板、側(cè)墻的澆筑。澆筑完成后封住預留孔洞，養(yǎng)護作業(yè)完成后進行拆模，然后進行軌頂風道的下一段施工。

（二）完工及試運行

全部節(jié)段施工完成即可進行拆模，將裝置啟動開始軌道封頂施工，同時進行盾構(gòu)掘進。此時盾構(gòu)掘進可采用雙列車組，借助探測儀器在正常施工狀態(tài)下，測量隧道掘進和軌頂風道施工是否相互影響[4]。通過對各參數(shù)分析可知，施工質(zhì)量很好，兩類工程可同步施工，施工周期明顯比傳統(tǒng)施工短。

五、結(jié)束語

綜上所述，是對軌頂風道和盾構(gòu)掘進的相關(guān)介紹，借助武漢某地鐵建設(shè)案例，在傳統(tǒng)施工技術(shù)的基礎(chǔ)上改進，在隧道內(nèi)部安裝施工裝置。在相關(guān)技術(shù)的輔助下，隧道掘進、風道施工可同時進行，有效縮短工程建設(shè)時間，且不會降低工程質(zhì)量?，F(xiàn)階段上述兩項工程的同步施工技術(shù)已漸趨完善，但各項技術(shù)仍有更大的發(fā)展空間。

參考文獻：

[1]何家航. 地鐵車站軌頂風道移動式支撐架施工技術(shù)[J]. 2017，（1）：67-69.

[2]張晉生. 地下明挖車站軌頂風道先澆法快速施工技術(shù)[J]. 山西建筑，2015，（9）：147-148.

[3]唐衛(wèi)平. 大型地下高速鐵路車站軌頂風道自密實混凝土施工技術(shù)[J]. 鐵道標準設(shè)計，2013，（6）：109-113.

[4]徐贊，蘇廷，徐正帥. 一種支撐平臺在地鐵車站與盾構(gòu)同步施工中的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 工程建設(shè)，2018，50（12）：46-52.

（作者單位：中鐵四局集團有限公司城市軌道交通工程分公司）