基于现浇施工法的地铁高架车站施工组织
2023-01-10卢立红
卢立红,高 苏
(山东省交通科学研究院,山东 济南 250031)
1 工程概况
车站位于西安浐灞生态区内,靠近灞河,周围是沙土地质,地势平缓,为三层高架车站,车站底层为架空结构,顶层为站台层,二层为站厅层,总长度118 m,车站宽度为20.7 m,主要考虑车站主体结构的施工,不考虑轨道线路及线路设备等施工。
2 施工方法
对于钢筋混凝土结构的高架站施工方法主要有三种:混凝土现浇施工,预制板房和节段拼装[1-3]。
2.1 混凝土现浇施工
现场浇筑混凝土受气候、场地及运输条件等因素影响,在原材料配制、搅拌、运输、灌筑方法、养护等方面,需根据现场实际情况,采取相应的措施保障混凝土最终成型。(1)制备:就近设置混凝土搅拌站,节省运输成本。(2)工序检查:保证浇筑混凝土的整体性和结构稳定性。(3)垂直运输:采用升降井架、卷扬机或将混凝土装入吊斗,用起重机吊运至灌筑部位。(4)泵送混凝土:将混凝土布满灌筑部位,同时振捣密实,保证施工连续作业。(5)养护:为防止混凝土成型后内部水分蒸发,发生干裂现象,对混凝土加以覆盖并浇水养护。(6)拆模:为准确得到合适的模板拆除时间,需根据灌注结构的种类长时监测混凝土达到的强度。
2.2 预制板房
在房屋建造工程中给楼板采用预制板拼装的方式,因板的空心的位置不受力可以减轻自身重量以及节省工程造价。在预制板制作过程中,先用木板钉制模型,布好钢筋后,用水泥灌注,等待水泥养护到合格强度后拆除模板得到成型预制板。若采用预制板,需考虑购买、运输及堆放问题。预制板的隔音效果较差,并且由于预制板房是组装式结构,当面临地质灾害时,可能会产生滑移,造成断裂和掉落,威胁安全。
2.3 节段拼装
立柱结构考虑现浇施工,楼板底层预制,上层现浇。(1)预制场安排:包含扎筋区、浇筑区、搅拌区和材料堆放区4 个区域。(2)节段预制:扎筋区完成捆扎钢筋笼工作,浇筑区进行浇捣混凝土工作,搅拌区搅拌混凝土,堆放区堆放预制成品构件。(3)运输:节段梁的运输需用大型运输车从预制场内运输到施工现场。(4)拼装:结合高架区间架桥机设备要求,将可吊装的车站梁划分为若干节段;在预制场内预制梁段,运输车运至施工现场。
2.4 施工方法对比
(1)在安全性方面,为保证整体结构稳定性,排除空心预制板的施工办法。(2)在场地布置方面,节段拼装施工要安排梁段预制场,占用场地多。(3)从经济角度,虽然节段拼装施工工期短,但涉及的人力及大型设备比现浇施工多,耗资更多。(4)从环境角度,现浇混凝土施工能减少对周围环境的影响;节段拼装施工因采用大型机械设备会产生一定的噪音。因此,结合现场情况,比较其安全性、经济型、工期以及对周围环境的影响,并考虑目前国内外地铁高架站的施工多采用混凝土现浇施工的情况,采用现浇施工方法。
3 施工组织
3.1 施工平面布置
施工平面布置要满足施工总体计划,保障施工场地附近的交通线路的运行状况,使车站施工过程中的材料供应及渣土车的弃渣等工作正常进行。根据安全生产及文明施工的有关要求,对施工场地进行合理的规划布置。
施工用地为东三环西侧车站施工用地范围,在区域内设置便道方便施工。施工材料放置在规划停车场区域和现有绿化区域,与车站主体结构施工区域间预留消防通道,方便材料运输和紧急情况下人员疏散。在规划停车场处设置混凝土搅拌站,安排工程车辆及机械停放,并留有材料放置及钢筋加工的余地。钻孔桩施工须在场地内配备沉淀池,排水均经环保处理后才可排入市政排污管网。考虑到南北两侧均有规划道路,为方便车辆出入,加快材料运输,设置两个出入口,与消防通道相连接,并顺应三环车流流向,南侧为入口,北侧为出口,减少对道路交通的影响。在车站主体施工部分设置全封闭式施工围挡,在围挡出口处设置洗车槽和三级沉淀池,所有离开场地的工程车都须冲洗干净,减少粉尘污染。考虑到材料的堆放及加工问题,生活用房不设置在施工场地范围内,在西侧租地建造。
3.2 施工总体流程
车站总体施工流程:施工准备→施工围挡及场地平整→钻孔灌注桩施工→基坑开挖→承台施工→消防池施工→底层主体结构施工→站厅层主体结构施工→站台板下层主体结构施工→站台层主体结构施工→砌体工程→附属结构施工→竣工验收。
3.2.1 车站基础结构施工
(1)钻孔灌注桩施工
该部分主要包括施工准备、钻孔、清孔、吊装钢筋笼、灌注混凝土等内容。钻孔先钻对角桩,弃渣由施工人员用手推车运到临时存碴场处理。
(2)承台施工
①基坑开挖:先确定基坑开挖边线并做好护桩,基坑周围使用素土围护。②桩头凿除:承台基坑开挖按1 ∶0.5 的坡度进行施工。③铺筑地模:使用要求配合比的混凝土浇筑、压实、抹光,作为扩大基础及车站结构的桩顶系梁基础地模。④钢筋制作及绑扎:按照施工图纸的位置和距离放置好钢筋再进行绑扎工作。⑤模板安装:承台侧模采用组合钢模板。⑥浇筑:采用商用混凝土。⑦拆模及养护:当凝结强度达到设计要求后拆除模板,并检查表面是否有空洞,若存在则立即用高标号的水泥浆进行修补,且及时洒水养护。⑧基坑回填[4-5]。
3.2.3 车站主体结构施工
(1)消防水池施工
高架站消防水池施工时要注意对防水层的保护,故混凝土浇筑要按顺序连续完成,振捣要密实,防止漏振或少振现象发生,并且底板混凝土终凝后注意及时洒水养护。
(2)墩柱施工
墩柱施工采用定形钢模板,主要施工工艺流程:清基→定位放线→钢筋加工与绑扎→模板与支撑→混凝土浇筑→拆模养护。
(3) 盖梁施工
车站结构的盖梁为预应力混凝土结构,工艺流程:清基→钢筋绑扎工作→安装模板→混凝土浇筑→拆模、养护。
(4) 框架结构施工
框架结构施工采用由下到上逐层施工,主要使用钢管脚手架,车站外围采用双排钢管脚手架架设,室内使用满堂红脚手架达到支撑并且加固梁、板、柱的模板的目的。
(5)模板施工
本车站为全现浇框架结构,施工模板采用整体式木框竹胶模板。①支模系统要求:模板的架设主要采用钢管支撑的方式,立柱及梁板采用方木做框架。②支模质量要求:确保模板及支架具有足够的强度及稳定性;模板的接缝和错位<2.5 mm;柱模内部用水冲洗干净、柱模底部采用水泥砂浆护壁。③模板拆除:拆模顺序为先支后拆,并安排人员及时运离施工区域。
(6) 混凝土施工
采用泵送法施工,并在现场取样做坍落度试验,保证混凝土质量;对钢筋、模板进行清洗,保证钢筋结构砸浇筑前的干燥性和浇筑施工区内干净整洁。浇筑框架柱混凝土时,尽量将输送管伸至模板内部。分层浇筑的厚度控制在50 cm 以内,每个施工段的梁、板混凝土须一次性连续浇筑完成。每次混凝土的浇筑过程都要取样品作抗压试块,并送到试验中心进行强度试验。
3.2.4 内部结构施工
(1)站台板施工
站台板结构采用分段分部施工顺序,分为支撑墙施工和板体施工。站台板施工过程中,钢筋在加工区内加工成型。支撑墙与站台板连接处的预埋钢筋采用焊接方式。站台板板面混凝土初凝后,对其进行压实、抹面,终凝后用湿麻袋覆盖,洒水养护混凝土。
(2)电梯井、楼、扶梯施工
车站主体结构施工完后,开始站内的二次结构施工,依次将车站内的电梯井壁、步梯、台阶等结构施工完成。二次结构的模板安装、混凝土浇筑等流程按主体结构的要求进行。内部结构要确保结构的净空尺寸和位置,如电梯井壁的垂直度、站台板的高度、站台下底板的平整度等。车站内部楼梯板混凝土浇筑施工选取由下向上的施工顺序进行,防止底部出现垮塌现象。
4 施工应急预案及环境保护
4.1 施工应急预案
(1)做好施工管理工作。(2)做好劳动力和施工设备的配备问题,保障工作量及施工进度发生变化下的施工连续性。(3)配备发电机,保证在不能正常供电的情况下施工用电的要求;在紧急停水情况下可考虑从渭河引水满足施工、消防及生活用水正常。(4)为避免施工中因暴雨或水管破裂等紧急情况出现水淹现象影响正常施工,准备抽水泵,进行紧急排水。(5)预留紧急疏散通道,在工程特别是施工到上层的时候,在外侧脚手架上一直预留员工通道,有危险发生时能及时撤离。(6)联系检测公司,做好施工监控工作,当施工面临危险时,自动提示警报,保证员工的安全撤离和工程的及时维护。(7)联系就近救护队,在员工受伤或急病时能迅速救助。
4.2 环境保护
4.2.1 大气污染防治措施
(1)安排清洁人员及时清理施工垃圾。(2)散水泥和其他易飞扬的细颗粒材料尽量安排在材料库内存放。(3)土方运输车采用环保封闭运输车。(4)车辆驶出前需将车轮冲洗干净。(5)在产生尘土量较大时,由专人负责现场洒水降尘。
4.2.2 水污染防治措施
(1)施工现场设置沉淀池,废水经二次沉淀处理后,才能排到市政污水管线。(2)水磨面作业产生的污水,应严格控制污水流向,经沉淀池沉淀。(3)严禁将施工过程中产生的有毒有害废弃物用在土方回填作业中,造成地下水污染。
4.2.3 噪音污染防治措施
(1)打桩机禁止夜间(22:00—6:00)工作。(2)涉及强噪声的加工作业,尽量在生产车间内完成。(3)施工过程中的机械安排应首先选择低噪声或备有消声降噪功能的施工机械。
4.2.4 固体废弃物污染防治措施
建筑垃圾及时清理,垃圾车必须是封闭的。定期对沉淀池进行清理。
5 结语
(1)对三种钢筋混凝土结构的施工方法进行比选,采用现浇施工方法进行施工。(2)根据施工总体规划,对施工平面进行布置,安排施工过程中的生产、生活、管理用房以及材料的堆放、加工场地。(3)结合实际情况,对施工总流程进行分析,讨论施工过程中的模板架设、钢筋加工、混凝土浇筑及养护的施工工艺,按照基础结构-主体结构-内部结构的施工顺序进行。(4)提出做好施工应急预案和对周围环境的保护工作的相关措施。