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浅析南宁地铁石埠站项目施工组织

2018-05-09李小刚

四川建筑 2018年2期
关键词:南宁土方盾构

李小刚

(中铁隆工程集团有限公司, 四川成都 610000)

南宁地铁1号线石埠站,为全线土建标段起点站。石埠站位于大学西路,沿大学西路北侧半幅道路下呈东西方向设置,为地下双层侧式站台车站。采用明挖法施工,主要采用桩撑进行基坑支护,车站总长440.7 m,标准段外包宽度25.8 m,车站顶板覆土厚度约3.5 m。石埠站西端与西乡塘停车场区间相接,区间隧道总长474.9 m,由215 m明挖区间

和259.9 m暗挖区间组成。区间暗挖隧道为单洞双线隧道,明挖区间隧道采用桩撑进行基坑支护,车站大里程端设置盾构接收井。车站东端邻近盾构井位置有既有石埠河桥,在车站明挖基坑施工前需要对之进行拆除还建(图1)。车站基坑地层主要以杂填土、风化泥岩、砂岩为主,局部有淤泥层、粉细砂层。

图1 南宁地铁1号线石埠站项目平面布置示意

1 项目特点

1.1 外部环境

(1)南宁地铁1号线是南宁市规划和建设的首条线路。

(2)南宁地铁建设对一期工程高起点、高标准、严要求。

(3)地铁作为南宁市的一号工程,政府及民众对地铁建设高度重视和关注。

(4)项目征地及管线拆迁量大。

1.2 工法多样

石埠站项目包含一站一区间,工法有明挖、暗挖、旧桥拆除、基坑爆破开挖、跨河围堰,种类繁多。

1.3 工程量大

石埠站项目主要工程量有:土方开挖约27×104m3,防水5.4×104m2,各种型号钢筋1.1×104t,浇筑混凝土11.7×104m3。

1.4 成本控制压力大

该项目工程标价偏低,特别是土方、混凝土单价。

1.5 工期紧

项目进场于2013年初,含征地及管线拆迁在内,盾构接收井节点工期要求2014年3月1日完成,车站封顶于2014年4月30日完成,2014年8月30日完成区间工程。

1.6 地质复杂、气候影响大

石埠站位于既有大学西路下方,根据钻孔桩施工和基坑开挖揭露,地面以下3~5 m范围内均为路基回填土,且在西段接近邕隆路十字路口区域10 m深度范围内多分布杂填土、淤泥质和含水沙层,土壤含水量大、流塑性大,含水沙层区域存在层间渗水系数大,软弱地层以下的泥岩层和砂岩层多为强风化和中风化,遇水易软化。受此影响,基坑土体侧压力大,开挖时基坑变形反应敏感,监测数据变化极其敏感。

南宁市位于广西南部,是国内气温较高、降水较多的地区,属亚热带季风气候环境。雨量充沛、夏长冬短、受台风影响大,年均降雨量达1 304.2 mm。正值施工的2013年从4月份进入雨季,一直持续到9月底,暴雨频繁,严重影响基坑土方开挖施工。2013年11月份台风“海燕”到达南宁带来的强降雨,致使石埠站东端头盾构井区域被淹,并且基坑多处积水。

1.7 施工限制条件多

(1)管线迁改难:石埠站施工范围管线众多,分布有10 kV高压输电线、通讯光缆、军缆、低压电线、排水管等管线。尽管在施工过程中对之进行了迁改和悬吊保护,但是紧邻并沿北侧基坑布置的10 kV高压输电线由于改迁难度大,周期长,严重影响了深基坑施工进度并对之形成重大安全隐患。

(2)临时用电安装困难:自施工单位进场11个月后,施工现场临时用电问题才得到解决。

(3)区间征地难:自施工单位进场9个月后,本标段内的部分明挖区间用地才基本交付。

(4)商品混凝土供应紧张,时常断货:商品混凝土站数量少,南宁地铁开工建设后,使得为数不多的几家商品混凝土站供不应求,严重影响施工现场混凝土的及时浇筑。

2 前期策划

石埠站项目是集团公司在南宁地铁市场的第一个项目,干好该项目对公司进入并在南宁市场立足具有战略意义,因此,做好项目的前期策划是首要的。

(1)项目定位:该项目作为集团公司在南宁市场的首例,创造并保持良好的履约信誉和社会影响是首位。

(2)团队组建:集团公司对该项目派驻具有丰富施工经验、能打硬仗、能吃苦的项目团队组成项目经理部,并在人力、财力、物力上优先满足该项目。

(3)施工策划:由于项目工期紧,总体方案采取“化整为零、上足资源、形成流水、分段围歼”的思路,将本项目分为车站和区间两个工区,车站根据自身特点再分成3个区段同步展开施工,区间明挖采用两个工作面开展施工,区间暗挖隧道采取进出洞两个工作面。

(4)形象宣传:结合集团公司以往项目成功经验与亮点,借鉴学习兄弟单位成功之处,遵照南宁市工地标准化建设要求,打造中铁隆南宁地铁项目风采,争先创优。

3 施工组织方案及措施

项目部充分挖掘施工潜力,优化施工组织方案,采取积极措施保证项目按期完成,通过以下施工组织方案及措施,经过一年的努力,按照总体施工部署,能按时完成计划目标。

(1)临建设施建设:项目驻地办公楼采用全封闭走廊2层板房结构,沿袭公司在北京、成都等地的建设风格,秉承实用、大气的风格。工人驻地选择在项目部办公楼后方的空地,建设3栋并排2层板房结构,配有食堂、洗漱间、卫生间、晾衣棚等设施,整齐美观,统一管理。

工地临时围挡采用砖砌立柱+夹芯彩钢板结构,并且在围挡顶部安装了自动喷淋系统,该系统能快速高效地清洗围挡,受到轨道公司表扬和并在全线推广。

(2)工程总体施工段落划分:由于石埠站为侧式站台,前后设一定长度区间隧道,车站总长440.7 m,工程量大,工期紧,为了加快施工进度,满足多工作面施工要求,并且为车站西端头进暗挖提供工作面,将车站分为东段盾构井及石埠河桥区域、中段标准段、西段共3部分分别组织施工加快项目施工速度(图2)。

图2 段落划分及土方开挖工序布置示意

根据水利部门的规定,作为上游金沙湖水库主要泄洪通道的石埠河桥的拆除,须在10月份汛期过去后才可进行,因此为了保证盾构井区域施工尽早进行,不受拆除桥梁影响,在盾构井西段增加一排隔离桩,使得两块区域施工互不干扰。

由于段落划分得当,2013年10月7日完成了中段第一段底板,10月16日完成了西段第一段底板,土方开挖、支撑架设、主体结构(底板→侧墙→中板、顶板)施工依次形成流水作业,每个工作面都配备相应的作业工种,昼夜两班作业,使得施工进度有了大幅度提高。

为确保项目总体进度,区间隧道明挖段采取两段向中间开挖,分成两个工作面,暗挖采取分别从车站端头和区间明暗相接处进洞,分两个作业面进行施工。

(3)车站基坑开挖施工组织方法:由于石埠站基坑土质上软下硬(上部为杂填土,下部为泥岩和砂岩),上部采用机械直接开挖,下部采用分台阶爆破开挖,设计第1道支撑为钢筋混凝土支撑,第2、3道支撑为钢支撑,钢筋混凝土支撑施工完成后方可进行土方开挖,因此,土方开挖难度较大。经过多种方法比选和试验,综合考虑基坑安全、开挖速度、开挖效率、施工成本等因素,结合 “城市明挖隧道台阶法施工工法”,最终确定仍旧采用“多台挖机退挖接力”即“ 台阶法”开挖,在施工完成的钢筋混凝土支撑上垫土垫钢板,在支撑的空间内逐孔开挖,以最短时间见底施做主体结构。相邻标段由于地质较好,采用中间拉长马道(拉槽)方法,在第一道钢筋混凝土支撑下方一坡到底开挖,随挖随架支撑,开挖速度较快,便于平行组织作业,成本更低(图3)。

图3 车站中、西段分别采用台阶法开挖,便于形成流水作业

(4)特殊情况施工组织措施:针对地铁工程要求高,质量控制严,结合公司的管理特点,项目部将安全管理、文明施工、质量管理等工作作为常态化进行管控,并建立相应的部室及负责人专门负责,施行逐级安全、质量责任制,细化安全、质量控制要点,严格管理制度,抓好施工过程控制与管理。针对车站基坑北侧高压输电线未及时改迁致使已安装的桁吊无法使用的情况,项目部租用大吨位吊车架设支撑和吊运物件。在进入主体结构施工阶段,经与有关方面沟通并经结构验算通过后,将桁吊悬臂进行改装,使之运行不受高压线影响。针对临电接入滞后的情况,项目部根据需要租用发电机和柴油空压机,满足施工需求。

(5)基坑垂直运输施工组织方法: 由于车站长度较长,且为深基坑作业,基坑内外运输工作量大,起吊设备选择至关重要。结合以往施工经验与石埠站工作量大,西段(渡线段,单层,宽度16 m)约140 m安装一台10 t桁吊;中段(标准段,双层,宽度26 m)约150 m,安装10 t和20 t桁吊各一台;东段约150 m(石埠河桥及盾构井段,单层,宽度渐变,均宽15 m),在基坑南侧安装60型塔吊一台,基本达到全覆盖。另根据现场需求灵活机动配置2台25 t汽车吊。以上配置基本能够满足石埠站各工作面同时作业需要。

(6)模板脚手架施工组织方法:为了安全、快捷、高效、保质地进行主体结构施工,项目采用工艺成熟、安全可靠的材料和工艺。主体结构板支撑体系采用云南大力神公司的新型碗扣式脚手架,搭设速度快,杆件承载大、稳定性好;侧墙采用三角形大模板支架,只需在地面分节拼装一次,吊入基坑后可快速就位,拆模方便。底部安装的行走装置,可轻松达到逐段推移就位,避免了传统小模板的散拼散拆,并且大幅减少方木、面板等周转材料的损耗(图4、图5)。

图4 侧墙大模板

图5 新型碗扣型支架

(7)区间暗挖施工组织方法:石埠站西端头与260 m长大断面暗挖区间相接,断面宽12.4 m×高9.1 m,采用CD法施工。原设计从区间明暗结合处进洞(即单侧进洞),单侧进洞按每天2个循环即1 m进尺,也要260 d,由于区间用地交付较晚,如此以来,根本无法按期完成。项目部与设计院和有关各方沟通,最终同意在车站西端增加进洞工作面,即双口进洞,并在该处的车站顶板上预留出土孔。对于运输设备,由于场地限制,车站出土口垂直吊运采用汽车吊;区间出土口受洞口上方高压输电线影响,计划采用简易龙门架,隧道吊出的土方部分直接用于车站顶板回填。

(8)石埠河桥及盾构井施工组织方法:该区域是车站施工的关键节点,由于石埠河桥和盾构井紧邻,为了保证盾构井按期完成,使其施工不受石埠河桥影响,增设一排隔离桩,形成单独工作区域。石埠河桥范围施工受排洪和季节性影响,施工时间只能是10月1日至来年4月1日,仅6个月时间,需要完成的工程量有石埠河桥拆除、围堰导流、桥下围护桩施工、冠梁及混凝土支撑施工、土方开挖、车站主体结构、 还建箱涵,工期非常紧迫。经过多次实地查勘和反复讨论研究施工方案,并取得设计院同意,最终确定方案为:拆除桥梁→河水临时围堰导流→围护桩施工→冠梁及混凝土支撑施工→还建南北侧箱涵(将原设计45m长箱涵分3段施工)→正式围堰导流→基坑土方开挖→施做主体结构→还建剩余中段箱涵。即便如此,仍不可松懈,现场施工组织上要做到见缝插针,有工作面时确保有足够设备、材料和劳动力,方能完成任务。

4 结束语

正如没有完全相同的两片树叶一样,世上没有完全相同的两项工程。一项工程从开工筹划到顺利完成,将各种生产要素、资源汇集,结合工程的地质与环境,结合以往的经验编制成一个具有针对性和适用于本工程的施工组织方案,同时满足“安全、质量、进度、成本”四要素达到综合最优的方案。项目按照总体施工组织方案,已基本完成部分节点计划工期,车站和明挖区间已基本完成土方开挖工作,结构施工正有序推进,暗挖开洞正有序进行,能总体完成业主节点计划工期目标。工程施工是一门实践性活动,通过不断地学习、总结、研究和探索,追求完美地实现工程,使工程结果综合达到最优。

[1] 中铁大桥设计院,南宁地铁1号线设计文件, 2012.

[2] 王梦恕. 地下工程浅埋暗挖技术通论[M]. 安徽教育出版社,2004.

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