运营地铁600米转换结构施工技术与思路

运营地铁600米转换结构施工技术与思路

罗轩忠汪银广张晓菊

中建四局第六建设有限公司  安徽

摘要：沿运营地铁的转换结构承受上部结构的荷载，并将上部结构传来的荷载传递到桩上，使转换结构下方的地铁隧道不受上部结构的荷载影响。以杭州某在建的会展项目以依托，介绍项目地铁隧道穿越区段的转换结构的两种施工思路，以及两种施工思路的造价。本文可为之后类似的工程项目提供经验。

关键词：运营地铁；转换结构；施工技术；施工思路

1 引言

沿运营地铁的转换结构承受上部结构的荷载，并将上部结构传来的荷载传递到桩上，使转换结构下方的地铁隧道不受上部结构的荷载影响。随着城市规模发展，地下交通轨道设施与地上建筑紧邻而建的情况越来越多，为此很多学者都对沿着地铁隧道方向的建筑或结构的施工方法进行了阐述。汪心旺和周德良[1]介绍了武汉轨道交通某地铁上盖超高层建筑新型基础结构的设计，该基础采用大跨度预应力转换筏板+钻孔灌注后压浆桩基础，采用理论分析和现场检测相结合的方法，充分考虑了桩-筏板-土共同作用，并通过施工模拟分析，考虑上部结构对基础的影响，并进行施工过程中预应力筏板内力和变形、桩顶内力和沉降、桩间土反力的实时检测和研究工作，以期验证和确保基础及结构安全，进一步明确预应力筏板-桩-土共同作用的机理和相关参数，为类似工程设计提供参考。沈伟等人[2]对成都苏宁广场跨越地铁隧道的巨型预应力转换梁施工进行了研究，采用分阶段施工等措施防止地铁结构超负荷，在预应力施工中，将巨型转换梁分两阶段张拉，张拉次数较少，施工较方便，真空辅助灌浆技术也在本工程中得到应用，并取得了成功经验。陈建航[3]介绍了地铁隧道上盖建筑物超大截面转换墙梁结构的施工过程，重点说明施工优化措施、钢筋安装方法、混凝土施工方法及混凝土测温养护措施等，为类似工程施工提供了参考。罗凤霞[4]以广州地铁客村站二、三号线连接段节点施工为背景，介绍节点转换体的结构设计、施工工序、主要施工方法，以及对施工期间变形的监测，车站转换层的顺利施工为新建车站与已建车站相互连接、托换等类似情况积累了宝贵的经验，提供了一个范例和一种新的方法。张原等人[5]以广州地铁一号线楼房桩基托换工程施工为工程背景，利用钢筋混凝土梁式转换层和钻孔灌注桩组成托换结构，解决了广州地铁盾构区间隧道在楼房下方穿过需要破除桩基完成结构托换的施工难题。林济星[6]结合高层建筑跨越地铁实际工程，运用 SAFE 软件计算厚板转换层的内力，介绍了厚板转换结构计算模型的选取、荷载施加的方法、内力分布的规律以及控制厚板变形和减少温度应力的措施，包括分层叠合浇筑如何考虑，以及设置柔性垫层等措施。王新文[7]等人以重庆罗森广场复杂基础转换结构施工为工程背景，介绍工程施工的综合施工技术，施工过程中，T3 塔楼基础全部采用人工挖孔桩，减少基础成孔时对隧道的扰动。转换梁施工荷载不能传递到隧道顶，施工过程中采取了相应的技术措施和加强施工监测，确保了轨道交通结构安全与正常使用，同时保证了施工质量和安全。长三角地区软土地区上跨运营地铁隧道的转换结构结构施工既关系到运营隧道的安全，又关系到项目的进度，因此本文以杭州某在建的会展项目以依托，介绍项目地铁隧道穿越区段的转换结构的两种施工思路，以及两种施工思路的造价。

2 工程概况

杭州某在建的会展中心项目位于萧山区南阳街道，东至规划中环路绿化带，南至规划会展南路，西至拟建会展中心二期用地，北至规划会展北路。规划总用地面积352939㎡，其中建设用地面积352939㎡。

南、北两个地下室之间为中央廊道，中央廊道范围设有一个地下室连通道和工程工程桩。已运营杭州地铁1号线区间盾构隧道（大会展中心站~港城大道站区间）从项目场地东西方向穿过，位于中央廊道下方。中央廊道在本项目南北两侧I期地下室结构施工完成后再进行施工。

中廊底板平面面积约29930m2，中廊原自然地面平均标高大约为-1.900m（绝对标高6.100m），板面大面标高为-0.600m。结构大跨度转换梁尺寸有1800mm×3500mm 、1800mm×3200mm、1800mm×2000mm（此种截面形式数量多）、2000mm×2500mm。结构普通主次梁尺寸有1000mm×1500mm、600mm×1200mm、600mm×1000mm 、600mm×1900mm。结构板的厚度尺寸主要尺寸为250mm，同时也有300mm和350mm的情况。图1为中廊结构平面布置图。

3 施工方案对比

3.1 施工部署及时序

结合现场钢结构吊装需求，方案施工总体部署以东登录厅为例，将东登分成7个施工区块，分别为一区、二区、三区、四区、五区、六区和七区。据现状地坪标高，3200mm高及3500mm高结构转换梁挖深超过2000mm，钢结构吊装时，行走路线无法贯穿，根据现场钢结构吊装需求，进行分批次施工，具体施工部署如下：一区→二区→三区→四区→五区→六区→七区。考虑钢结构钢柱吊装需要，每个施工区块梁板结构施工完成后，才能进行下一区块的施工。如图2所示。

3.2 木模板加钢筋桁架楼承板

选取中廊首层结构局部单元作施工分析，如图3所示。梁板混凝土一起浇筑，以满足结构整体受力要求，分块施工施工缝留置在平行于转换梁的Ln/3跨处。因梁板整体浇筑，梁侧模无法拆除，按一次性投入考虑；转换梁的土方开挖和施工顺序需满足地铁安评的要求。

具体施工步骤如下：

步骤一：先将梁底标高在-1.9m以下的土方进行局部开挖，挖至梁底标高下100mm，主梁的竖向截面尺寸为2000mm、3200mm、3500mm，则开挖的深度为2100mm、3300mm、3600mm。而主梁的梁宽为1800mm，梁底开挖宽度=梁宽+1000mm，梁槽放坡比例1：0.5，因此梁底的开挖开度为1900mm。

步骤二：待土方开挖完成后，进入垫层浇筑、绑扎钢筋、支设模板阶段。第一步，先对梁槽浇筑100mm厚C20混凝土垫层。第二步，梁底标高在-1.9m以上，且之间距离不大于200mm的，沿梁方向在-1.9m地面浇筑100mm厚C20混凝土垫层，再用砌块砌至梁底作为梁底模板，宽度=梁宽+200mm；距离大于200mm的，支设木模；第三步，绑扎梁钢筋、支设梁侧模，梁侧模顶部设置横向通长木方。第四步，安装钢筋桁架楼承板，楼承板边缘用铁钉@200mm钉入梁侧模顶部通长木方。第五步，楼承板跨度超规范要求的，需加设支撑。

步骤三：梁钢筋绑扎、模板支设结束之后，进入混凝土浇筑阶段。首先绑扎楼板钢筋，浇筑梁板混凝土。除此之外，混凝土分区施工应符合地铁安评要求。最后，浇筑梁板混凝土应留设施工缝，梁板施工缝留置于平行转换梁Ln/3跨区域。

步骤四：分区域逐步推进施工，按照步骤一至步骤三的顺序推进，直至完成中廊首层全部结构。

在模板支设阶段，对跨度超过桁架板允许跨度的区域，须在板跨跨中垂直于桁架板方向设置一次性临时支撑。临时支撑柱采用砖砌，尺寸为200200mm，间距1800mm。支撑柱顶设置50100mm通长木方，木方两端与梁侧模木方用钉子连接固定。

3.3 木模板+盘扣架方案

第二种方案是结构梁板采用18mm木模板，支撑体系采用盘扣架，间距按900mm900mm布置。因梁板整体浇筑，梁板模板无法拆除，按一次性投入考虑。根据分区施工部署的要求，需设置竖向施工缝，留置在平行于转换梁的Ln/3跨处。根据目前自然地面标高，首层楼板以下空间过于低矮，操作空间不足，地面标高整体下降至-2.700m，也利于减轻地铁盾构上部荷载。

具体施工步骤如下：

步骤一：先将土体标高从-1.900m开挖至-2.700m，即整体开挖800mm。在土体标高整体降至-2.700标高后，转换梁坑槽开挖挖深超1200mm，需进行放坡开挖，开挖比例1：0.5，开挖深度为梁底标高以下100mm（100mm为垫层厚度），即开挖深度为3.3m。

步骤二：先进行转换梁底100mm厚C20垫层施工。再将梁侧240mm厚砖胎膜砌筑至-2.600m标高；砖胎膜外侧用素土回填至-2.700m标高，再进行夯实。最后对楼板投影区域100mm厚C20垫层进行施工。

步骤三：先绑扎梁钢筋，支设梁侧模板。然后搭设盘扣支撑架，铺设楼板模板。最后绑扎楼板钢筋，浇筑梁板混凝土。

完成四区后，开始进行五区挖土，步骤与四区一致。完成五区后，开始进行六区挖土，步骤与四区一致。

3.4 施工方案对比

中廊转换结构的施工方案分为两种，第一种是木模板加钢筋桁架楼承板方案，平面面积29930m2，方案主要使用材料为钢筋桁架楼承板，方案总造价(不含税)为12875944元，平米测算单价为430.20元/m2。第二种是整体降土0.8m+木模板+盘扣架支撑方案，平面面积为29930m2，方案总造价(不含税)为16082896元，平米测算单价为537.35元。从经济性方面考虑，钢筋桁架楼承板方案明显优于木模板+盘扣架方案。因此，中廊转换结构施工方案选择木模板加钢筋桁架楼承板方案。

4 结语

本文以杭州某在建的会展项目以依托，介绍项目地铁隧道穿越区段的转换结构的两种施工思路即木模板加钢筋桁架楼承板方案和整体降土0.8m+木模板+盘扣架支撑方案，第一种方案主要使用材料为钢筋桁架楼承板，第二种方案的主要使用材料为木模板和盘扣架支撑。在造价方面，钢筋桁架楼承板方案明显由于木模板加盘扣架方案，因此，中廊转换结构施工方案选择木模板加钢筋桁架楼承板方案。

课题：超长地铁上盖转换结构智能安全控制技术研究，CSCEC4B-2023-KTB-16

参考文献

[1] 汪心旺,周德良.超高层大跨度预应力转换筏板-桩基础设计与研究[J].建筑结构,2017,47(S1):1026-1030.

[2] 沈伟,高飞,廖云忠,杨宗放,曹勇.成都苏宁广场跨越地铁隧道的巨型预应力转换梁施工[J].建筑技术,2010,41(12):1094-1096.

[3] 陈建航.地铁上盖超大转换墙梁结构施工技术[J].广东土木与建筑,2005(07):25-27.

[4] 罗凤霞.广州地铁【客村站】二、三号线连接段结点转换体的结构设计与施工[J].湘潭师范学院学报(自然科学版),2004(03):6-8.

[5] 张原,黄小许,李国雄,刘炯超,张正先,许耀峰.广州地铁一号线楼房桩基托换工程施工[J].施工技术,1998(09):7-9+2.

[6] 林济星.厚板转换在跨越地铁中的运用[J].广东土木与筑,2012,19(09):10-12+9.

[7] 王新文,祝正荣,吴军,温广军.重庆罗宾森广场复杂基础转换结构综合施工技术[J].施工技术,2018,47(23):76-79.