探析铺盖法标准化在地铁车站建设中的应用

李艳丽

摘 要 在日本、新加坡以及欧洲一些国家早已成功地采用铺盖法修建地铁车站。本文在此介绍了铺盖法的基本结构形式、地下管线处理保护以及该方法的设计原则和施工工序。该法的推广将会解决交通、环境问题，降低工程成本、提高施工速度。在国内研制铺盖板标准化施工是今后的工作重点。

关键词 铺盖法 标准化 支撑体系 管线悬吊 地铁车站

一、国内外修建地铁车站技术现状

从目前来看，我国地铁车站的修建多采用明挖法、浅埋暗挖法、盖挖法等施工技术。由于许多地铁车站位于城区繁华地带，使得明挖法施工受到一定的限制。浅埋暗挖法的施工除通向地面的竖井外其余部分均在地下进行，对周边环境影响最小，但对覆盖土层厚度要求较严，覆盖土层厚度小于6 m，围岩条件差，开挖难以形成自然拱，在大断面超前支护难以成型时，按现有施工技术条件，难以满足其要求，而且浅埋暗挖施工方法的施工工期长、造价高、施工难度和风险也较大。盖挖法施工对市政交通及商业的影响可以有很大程度的降低，且造价适中，具有明挖法和暗挖法施工的优点，同时克服了前两种施工工艺的缺点。但是，在采用盖挖法施工时，因无标准的临时路面铺盖结构，常以军用梁和临时钢板代替。如果施工单位没有军用梁，则需专门制作，这些临时支撑的制造及使用很不规范，而且设计技术方法以及支撑结构形式有许多不合理之处，浪费了大量的材料，同时也增加了施工费用。如果使用标准化铺盖法不仅解决了明挖法和传统的盖挖法在地铁车站施工带来的交通和环境问题，而且也使铺盖板等临时构件标准化，降低施工造价，可以带动标准化地铁车站的结构设计，建筑布置设计以及地铁车站安全施工技术的发展，同时可以解决地下管线的标准化临时保护等问题。

铺盖法，以其对交通影响小的特点，在日本、新加坡等地早已得到了广泛应用，特别是在日本修建地铁车站工程中多采用铺盖法，几乎占全部地铁车站的80%，只有20%为盾构法、明挖法或暗挖法施工。目前虽然已有很多城市在地铁建设中也采取了铺盖法施工工法，但都还停留在临时铺盖的观念上。从我们正在施工的西安地铁来说，每个盖挖法车站都是各自制作各自的盖板，车站回填后盖板就成为废品，还要进行破碎、外运弃置，这样的话不仅劳民伤财，还延长了施工工期。如果能将每个车站的铺盖系统进行统一设计、并形成标准盖板，不仅省去了盖板破碎时间和再次预制盖板的时间，更大程度上是能将资源有效地再次利用，为地铁建设节约工期、节约成本。因此，结合我国地质条件、交通状况，广泛推广铺盖法，并使之进一步标准化，对城市地铁车站建设来说是十分必要和迫切的。

二、铺盖法基本结构形式及组成构件

铺盖法的基本组成构件主要包括：铺盖板、铺盖支撑体系，其中铺盖支撑整体系包括：铺盖板支撑梁、梁支撑、承载桩（包括主桩和中间桩）、水平支撑（包括横撑、纵撑和水平连接梁）和斜撑等。铺盖板作为地上构件，用于铺设路面（临时路面）。铺盖支撑梁体系作为地下构件，其中铺盖板支撑梁除了用于支撑铺盖板外，还可用于地下管线悬吊；梁支撑和主桩除了用做支撑结构外，还可用作围护挡土结构。

三、地下埋设物（管线）的处理及保护方法

地下埋设物保护，因其状况及种类的不同而不同。一般以悬吊保护为主，悬吊保护的方法也以埋设物的种类不同而不同，应按埋设物管理者所定的基准进行保护，为了确定适当的防护和复旧方法，必须充分了解开挖范围，并对埋设物的种类、深度、构造尺寸、老朽程度、材质等进行充分的调查，一般包括如下方法：铺盖板支撑梁悬吊保护法、专用梁悬吊保护法、临时支撑保护法，分段开挖保护法，变更管线材质和位置保护法，临时移设法和移设、撤去法等。

四、铺盖法设计原则

1.标准化铺盖板的基本要求。各种交通量情况下能正常使用；耐久性好，可长时间使用；表面抗滑能力强，不影响汽车行驶及停止；抗冲击能力强，能充分抵抗施工及材料搬运时的冲击；重量尽可能轻；安装方便、简单、牢靠、使用期间检查方便；车辆在铺盖板上行驶时不产生额外噪声；通用性和兼容性好，各种普盖板可以并用；材质均匀，成型误差小，不给车辆及步行者以不安全感觉；安全性高，铺盖板即使发生破损，也绝不可能发生事故。

2.支撑体系。（1）纵撑的设计。必须具有能把挡土墙传来的荷载均匀地传递给横撑所具备的刚度和密接性；各段的纵撑所用荷载必须是开挖以及构筑本体阶段最不利的荷载；设计纵撑时，应以横撑所在位置为支点，按简支梁设计计算；纵撑垂直间距的确定，应考虑荷载的大小、挡土墙的强度和刚度以及施工的方便性等因素。（2）横撑。要求必须具有轴力的作用下不发生失稳破坏的截面形式和刚度，当横撑长度较长时，必须用中间桩或补钢材补强措施；原则上在横撑上不可有其他荷载作用，如因特殊原因需要加载时，必须以轴力和弯矩进行设计验算；原则上横撑不设连接，如因特殊原因需要设置时，必须进行补强，以确保满足强度要求；横撑和纵撑的连接部位，必须是不产生松动的构造。（3）斜撑和脚撑。必须能够保证传递荷载的结构构造；必须是对称结构，并按单纯受压构件设计。（4）中间桩。中间桩必须能够承担路面荷载、铺盖板及其支撑梁以及悬吊梁和被悬吊埋设的荷载；中间桩宜采用斜撑加强纵向刚度，斜撑必须在与其他构件接触的部位紧密连接。

五、铺盖法修建地铁车站施工步序

1.铺盖体系的铺设。原路面的破除及浅部开挖。破除原路面的施工开始前，应充分考虑对施工环境及地下管线的影响，施工的范围必须考虑交通量及施工时间；铺盖板支撑梁的架设。铺盖板支撑梁应按铺盖板的尺寸及梁支撑所确定的间隔架设；铺盖板的架设。施工前应再次检查铺盖板表面，铺设时必须确保铺盖板与铺盖板支撑梁搭接良好平滑；铺盖板的维持管理。必须经常检查铺盖板及其连接部位，确保安全和不影响交通。如发现有异常，必须进行修补或更换。

2.下部临时支撑结构施工。（1）纵撑。纵撑必须与挡土墙紧密贴紧，以保证其能均匀地传递土水压力。（2）横撑。在相应开挖施工结束后应迅速施工横撑，并保证使之尽可能与纵撑成直角架设。（3）检查。随着开挖深度的增大，水土压力增加，横撑及纵撑有可能产生局部屈曲现象，应特别注意横撑和纵撑结合部的日常检查。同时，角部是挡土支撑结构的弱点，也应给予充分的注意。

3.撤去铺盖板及恢复路面。回填结束、确认对路面的暂时恢复作业没有影响后，撤去铺盖板，施工时应注意不要损伤地上构件及地下埋设物；恢复路面、恢复路面应制定分布施工计划，所用的材料及构造，必须按道路管理部门要求执行。

4.撤去中间桩。中间桩应在本体完成后，在确定的位置切断，切断后应迅速撤去。同时应注意中间桩切断处，是防水的薄弱部分，应采取相应的防护措施。

六、结束语

推广铺盖法的技术方案优势如下：首先，能解决明挖法施工地铁车站过程中的交通、环境等问题。其次，可使铺盖板及临时构件标准化，降低施工造价，而且可以带动标准化的地铁车站的结构设计、建筑布置设计以及地铁车站安全施工技术发展。最后，预制盖板铺盖体系采用悬吊保护的方法进行保护，能够减少地铁车站施工中必须要进行管线移设而造成的施工周期长和工程造价高等问题，从而加快地铁施工进度。

铺盖法的研究是一个涉及公路、城市桥梁、结构工程、钢结构、材料、地下工程等多个土木工程专业方向的综合交叉课题。关于铺盖板的表面抗滑和耐磨性能、支撑体系的选型、结构优化、构件细部处理手段等的改善需在实践的前提下进行深入研究。

结合我国的实际情况，参考我国现有的相关规范和标准，自主设计研制铺盖板以及制定符合我国规范要求的设计施工标准，将成为该工法在我国推广过程中研究的重点和难点。

参考文献

[1]施仲衡.地下铁道设计与施工.西安：陕西科技出版社.

[2]GB 50157-2003.地铁设计规范.北京：中国计划出版社.

[3]CJJ77-98-1998. 城市桥梁设计荷载标准.北京：中国建筑工业出版社.

[4]西安地铁四号线后村车站临时铺盖系统施工组织设计.