地铁车站永临结合技术研究_肖志国.pdf

明挖法因具有施工简单、快捷、经济、安全等优点而被广泛应用于城市轨道交通、铁路、公路、房屋等工程领域。其中，在城市轨道交通工程领域，地下车站多采用明挖法施工，车站基坑常采用围护结构桩（墙）加内支撑、格构柱组合的临时支护体系，与永久主体结构分别建设，待主体结构施工完成后再将临时内支撑体系拆除。常用的基坑临时内支撑体系，不仅设计和施工不当时易造成较大的施工安全风险，而且后期拆除也需耗费大量的人、材、机成本，产生的大量建筑废弃垃圾处理难度和成本都很大。如能将永久主体结构与临时内支撑相结合，以部分永久主体结构作为内支撑结构替代临时内支撑，在保障施工安全和质量的同时，可以极大地降低人、材、机、工期等成本，并可避免产生大量建筑废弃收稿日期：2023-01-29作者简介：肖志国，男，高级工程师，硕士，主要从事城市轨道交通工程、市政公用工程、地下工程施工与管理工作。引文格式：肖志国，魏坤华，谭善文.地铁车站永临结合技术研究 J.市政技术，2023，41（5）：128-134.（XIAOZG，WEIKH，TANSW.Researchonthepermanent-temporarycombinedtechnologyatthemetrostation J.Journalofmunicipaltechnology，2023，41（5）：128-134.）文章编号：1009-7767（2023）05-0128-07第41卷第5期2023年5月Vol.41，No.5May 2023DOI:10.19922/j.1009-7767.2023.05.128Journal of Municipal Technology地铁车站永临结合技术研究肖志国*，魏坤华，谭善文（广东水电二局股份有限公司，广东 广州 510600）摘要：以广州市轨道交通 14 号线二期工程鹤南站建设为例，分析了永临结合技术在节能降耗上的工程效果。同时，针对永临结合技术在地下车站应用中可能存在的节点防水、钢筋连接、混凝土浇筑、立柱定位等难重点问题，研究了有针对性的技术措施。该工程的实践证明，通过优化节点防水、钢筋接驳、混凝土浇筑等施工环节，并采用半桩工艺和格构柱精确定位技术，可有效保证地下车站施工的安全性及结构的防水性和耐久性，为今后永临结合技术在地下车站工程中的推广、应用提供了有益的经验与参考。关键词：地铁车站；基坑；围护桩；支撑体系；永临结合技术中图分类号：U 231.4文献标志码：AResearch on the Permanent-Temporary Combined Technologyat the Metro StationXiao Zhiguo*，Wei Kunhua，Tan Shanwen（Guangdong No.2 Hydropower Engineering Company，Ltd.，Guangzhou 510600，China）Abstract：Taking the construction of Phase II of Henan Station of Guangzhou Rail Transit Line 14 as an example，theengineering effect of permanent-temporary combined technology on energy conservation and consumption reduction isanalyzed in this paper.At the same time，aiming at the difficulties of joint waterproofing treatment，reinforced connection，concrete placement，column positioning caused by the technology at underground stations，targeted technical measuresare studied and adopted.The results of the project show that optimizing the joint waterproofing treatment，reinforcedconnection and concrete casting，the safety of underground station construction and the waterproof and durability ofthe structure can be effectively guaranteed by half pile breaking technology and lattice column precise positioningtechnology.The research provides useful experience and reference for the future extension and application of thepermanent-temporary combinedtechnology underground stations.Keywords：subway station；foundation pit；retaining pile；support system；permanent-temporary combined technology第5期垃圾。我国学者就永临结合技术在不同工程领域中的应用进行了研究。刘方华等1以九江北站鲢鱼洞支渠迁改工程为例，介绍了采用临时倒边和永临结合一次性迁改进行河渠的迁改施工；郭鹏等2介绍了钢构柱、钢管柱等临时支撑系统，并阐述了永临结合钢管柱在地铁车站施工中的特点和超深永临结合钢管柱水下定位施工工法；李冰3以天津市某地铁车站为工程背景，研究了永临结合钢管柱与扩盘桩结合应用的承载机理和变形特征；陈子龙4介绍了山区高速公路建设前期施工便道结合地方道路建设的相关理念；焦瑞玲等5介绍了某动车段受场地狭窄限制，需要在既有线切挖边坡设支挡结构物收坡，通过与常规挡墙方案比较，采用了永临结合的钻孔灌注排桩挡土墙方案；张涛6介绍了房屋建筑工程采用永临结合施工技术方案进行优化，应用中具有工期缩短、投资成本减少、施工作业环境和形象改善等优势；王日艺等7针对目前城市通道工程中支护仅用于基坑施工阶段问题，提出了临时和永久相结合为特点的钻孔咬合桩支护建议。目前，永临结合技术正逐渐应用于我国各个工程领域。在城市轨道交通工程建设中，我国还较少应用永临结合技术进行地铁车站建设，工程案例也较少，可借鉴和参考的成熟经验更少。针对永临结合技术在地下车站应用中可能存在的节点防水、钢筋接驳、混凝土浇筑、格构柱定位等问题，笔者依托广州市轨道交通14号线二期工程鹤南站工程，研究了相应的技术措施，为今后永临结合技术在类似工程中的推广和应用提供了参考。1工程概况广州市轨道交通14号线二期工程鹤南站主体结构为地下3层双跨钢筋混凝土箱型框架结构，车站全长155.0 m，标准段宽23.1 m，盾构端头井宽27.2 m，顶板覆土厚3.0 m，主体基坑开挖深度23.825.3 m。该工程基坑范围大部分为强中风化粉砂岩地层，地下水位埋深1.205.20 m，基岩承压水头为3.304.58 m，车站主体结构采用明挖顺筑法施工。2永临结合方案确定该站基坑围护和支撑体系原设计采用的是常规支撑方案，包括：采用直径1.0 m、间距1.2 m围护桩，桩间以搅拌桩止水；主体基坑竖向设置4道常规临时内支撑，其中车站扩大端第13道支撑为800 mm1 000 mm钢筋混凝土斜支撑，第4道支撑为覫609（t=16 mm）钢支撑；车站标准段第1道支撑为800 mm1 000 mm钢筋混凝土“米”字支撑，第24道支撑为覫609（t=16 mm）钢管支撑；基坑内临时支撑随着车站主体结构施工逐步拆除。鹤南站扩大端原支撑设计见图1。图1鹤南站扩大端原支撑设计Fig.1 The original support design of the expanded end of Henan Station肖志国等：地铁车站永临结合技术研究129Journal of Municipal Technology第41卷为响应国家“节能减排、绿色建筑”和推广轨道交通新技术、创新成果应用的号召，在保证结构安全性、耐久性和防水性的前提下，提出了将永久主体结构先期设置成条形板块支撑体系，以代替原设计方案中的第1、2、3道钢筋混凝土和钢支撑体系，取消第4道钢支撑，即车站扩大端的顶板、站厅层、设备层均采用永临结合板撑，标准段采用1道永临结合板撑和2道钢支撑，板撑后期无需拆除，与后浇主体结构板块形成车站整体主体结构，见图2。同时，笔者研究对比了原设计方案与永临结合方案的工程量、成本和工期，见表13。由图2和表13可知，采用永临结合方案可减少钢支撑安拆387 t，节约混凝土1 925 m3、钢筋270.8 t，减少混凝土支撑破除1 710 m3，工期缩短38 d，在不影响基坑开挖和结构施工效率的同时，有效降低了工程成本，节约了工期。项目原设计方案永临结合方案工程量变化钢支撑安装、拆除/t冠梁混凝土/m3冠梁支撑螺纹钢制安/t压顶梁混凝土/m3压顶梁支撑螺纹钢筋制安/t混凝土支撑和腰梁、连系梁混凝土/m3混凝土支撑螺纹钢制安/t890301.351.2224142.181 710275.70503327.257.2641.01-38725.96.04-241-42.18-1 710-234.69表1原设计方案和永临结合方案工程量对比Tab.1 Project quantity comparison of the original designand permanent-temporary combination plans项目名称强度/MPa工程量/m3支撑施工时间/d支撑拆除时间/d主体完工时间/d整体完工时间/d第1道支撑第2道支撑第3道支撑合计3030301191.38259.21259.211709.80221010421444227030301301064444194表2混凝土支撑施工和拆除工期分析Tab.2 Analysis of construction and demolition period ofreinforced concrete support3施工关键技术该站采用永临结合技术进行基坑施工，先期施作部分结构作为临时支撑，待基坑开挖完成后，利用顺筑法施工剩余主体结构。施工过程中，存在永临结合板撑企口、接缝留置、施工缝防水处理、钢筋连接和混凝土浇筑等问题；永临结合结构分块施工较多，存在较多施工缝，对结构防水有更高要求；受钢筋图2鹤南站扩大端永临结合设计Fig.2 Permanent-temporary combined design of the expanded end of Henan Station130第5期项目名称强度/MPa工程量/m3板撑施工时间/d板撑拆除时间/d后筑主体完工时间/d整体完工时间/d第1道板撑第2道板撑第3道板撑合计3535351849.21532.90510.402892.517530301350000210021963030156表3永临结合方案板撑工程工期分析Tab.3 Analysis of the duration of permanent-temporaryplank structure定位精度和作业空间受限影响，顶板与墙柱间无法采用直螺纹机械连接或挤压套筒连接；板撑结构底部的侧墙、结构柱在后期顺筑施工时，存在混凝土难以下料和无法有效振捣等问题，浇筑密实度不易保证；围护桩采用半桩结构设计，其破除效果和质量直接影响永临结构的稳定与后续施工；永临结合格构柱作为永久结构柱的一部分，其定位和垂直度直接影响后期结构立柱的位置与尺寸，对车站结构空间和结构安全影响较大。3.