裝配式鋪蓋體系施工工法支護結構示意圖
工法體系原理簡介
裝配式鋪蓋體系施工工法以確保施工過程中的基坑和人員安全為原則，以實現(xiàn)鋪蓋體系和中間樁穩(wěn)定為目標，其基本原理是：在城市路面下方地下構筑物結構開挖施工過程中，以鉆孔灌注樁和鋼支撐作為基坑的支護體系，承擔基坑周圍土體荷載。以鋪蓋體系來承擔路面荷載。中間樁間增加了縱向連接構件、剪刀撐、端頭橫撐、橫向樁間支撐等構件增強了中間樁的穩(wěn)定性，鋪蓋體系各構件之間采用螺栓連接，各加勁構件采用焊接連接，鋪蓋體系成為一個有效整體；中間樁和鋼支撐通過翼板焊接連接，鋪板梁和冠梁錨栓連接，增強了整個體系的剛度和穩(wěn)定性。中間樁采用兩點定位的方法通過上下定位器實現(xiàn)中間樁準確定位。
裝配式鋪蓋體系施工工法適用于周圍建筑物密集，交通繁忙，管線較多，水位較深的淺埋地鐵車站等都市大型地下構筑物的施工。
裝配式鋪蓋體系施工工法應用于北京地鐵9號線豐臺北路車站工程
關鍵技術及創(chuàng)新點
裝配式鋪蓋體系施工工法的關鍵技術及主要創(chuàng)新成果如下。
1）研制了裝配式鋪蓋板與支撐梁的連接構件系統(tǒng)，實現(xiàn)了裝配式鋪蓋板的快速拆裝。
2）研發(fā)了鋪蓋板縫和吊裝孔的防水技術，解決了傳統(tǒng)鋪蓋法路面的雨雪水體滲漏問題，為基坑內施工創(chuàng)造了安全的作業(yè)環(huán)境。
3）提出了裝配式鋪蓋體系變形監(jiān)測方法和金屬鋪蓋板路面抗滑系數(shù)檢測方法。
4）提出并實施了與鋪蓋體系相匹配的管線原位處置技術。
該工法的相關關鍵技術及創(chuàng)新成果已成功申報了以下技術專利：
1）裝配式防墜內支撐托盤 實用新型專利號 ZL2011 2 0373752.4；
2）鋪蓋板與支撐梁的連接構件 實用新型專利號ZL2011 2 0377196.8；
3）裝配式鋪蓋法懸吊組合 實用新型專利號ZL2011 2 0381119.X；
4）鋪蓋法修建地鐵車站中間樁定位方法 專利號ZL201110257564.X；
5）鋪蓋板路面抗滑阻力系數(shù)的檢測方法 專利號ZL201110257181.2；
6）一種地鐵車站的修建方法 專利號ZL201110301000.1；
7）鋪蓋板吊裝孔的防水方法 專利號ZL201110299515.2；
8）鋪蓋板板縫間的防水方法 專利號ZL201110299534.5；
9）一種基坑樁頂水平位移的監(jiān)測方法及其監(jiān)測裝置 專利號ZL201110236426.3。
2）鋪蓋板與支撐梁的連接構件 實用新型專利號ZL2011 2 0377196.8；
3）裝配式鋪蓋法懸吊組合 實用新型專利號ZL2011 2 0381119.X；
4）鋪蓋法修建地鐵車站中間樁定位方法 專利號ZL201110257564.X；
5）鋪蓋板路面抗滑阻力系數(shù)的檢測方法 專利號ZL201110257181.2；
6）一種地鐵車站的修建方法 專利號ZL201110301000.1；
7）鋪蓋板吊裝孔的防水方法 專利號ZL201110299515.2；
8）鋪蓋板板縫間的防水方法 專利號ZL201110299534.5；
9）一種基坑樁頂水平位移的監(jiān)測方法及其監(jiān)測裝置 專利號ZL201110236426.3。
工法工程應用實例
北京地鐵9號線第03標段豐臺北路站，位于萬壽路南延線與豐北路西延線交叉路口北側，現(xiàn)況萬壽路南延線道路下方，南北向布置，該站為地鐵9號線與地鐵14號線的換乘站。
針對該工程現(xiàn)場地處繁忙的交通路口，臨近立交橋及其它地上、下建構筑物，且處于卵礫漂石地層等復雜環(huán)境條件，北京市政集團聯(lián)合北京市政設計總院和北京交通大學等單位開展了專項施工技術研發(fā)，對與裝配式鋪蓋體系施工工法相關的鋪蓋體系整體設計和施工技術進行了系統(tǒng)的理論研究和工程實踐，首次在北京地鐵車站工程建設中成功應用并完善了裝配式鋪蓋體系施工工法，這也是裝配式鋪蓋法修建地鐵成套關鍵技術在國內的首次成功應用。
該工程應用裝配式鋪蓋體系施工工法施工的部位為車站主體結構及東側附屬結構，在基坑一側設置了鋪蓋體系。鋪蓋體系主要包括中間樁、梁支撐、鋪板梁和鋪蓋板。通過應用該工法，在保證了土方開挖和結構施工及人員安全的同時，也保持了施工區(qū)域地面交通的正常通行。
工程實踐證明，在都市地下工程施工中采用裝配式鋪蓋體系施工工法施工是完全可行的，并在安全文明施工、降低工程成本、周邊環(huán)境保護等方面顯示出了其獨特的綜合技術優(yōu)勢，同時也可帶動地鐵車站標準化設計以及地鐵安全施工技術和發(fā)展。
經(jīng)濟及社會效益分析
豐臺北路車站各結構部位分別采用了明挖、蓋挖、軍便梁鋪蓋法、淺埋暗挖法和裝配式鋪蓋體系施工工法5種方法施工。 5種不同施工方法對工程總投資影響因素的經(jīng)濟效益量化比較結果表明：采用明挖法和軍便梁法施工，由于道路條件受限，導致了交通導改費用和管線改移費用的增加；采用暗挖法工程綜合施工風險較大，工程結構施工費用也相應增加；采用蓋挖法則會增加管線改移費用；采用裝配式鋪蓋體系施工工法由于不需要管線改移且縮短了工期，工程總投資最低，經(jīng)濟效益明顯。
工程實踐證明，采用裝配式鋪蓋體系施工工法社會效益分析主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
1）最大限度地減小了工程施工對現(xiàn)況道路及路面交通影響的影響。豐臺北路站位于交叉路路北側，地面交通繁忙，主體鋪蓋體系位于萬豐路上，南端盾構井處在豐臺北路北側輔路上，南端施工區(qū)域采用了全鋪蓋板體系，保證了豐臺北路交通暢通，其它部分為半明挖半鋪蓋的鋪蓋體系，有效地保證了萬豐路的交通暢通。
2）有效避免了地下管線改移施工對周邊環(huán)境的不利影響。萬豐路道路下方管線繁多，共有15條管線，其中5條控制性管線。由于無吊裝先例可循，工程施工時先選取了一條中水管線進行懸吊處理，制定了專門的懸吊方案，并在施工過程中進行了嚴密監(jiān)測，裝配式鋪蓋體系施工工法可實現(xiàn)對所有管線的懸吊處理，管線的變形均控制在允許范圍內，施工中沒有發(fā)生管線破壞的事故。
3）有效控制了周邊構筑物的沉降。豐臺北路站南端為萬豐橋，基礎為樁基；西側為華堂商場，對建筑物沉降要求都較高；東側為盧溝橋鄉(xiāng)政府辦公區(qū)。在施工中基坑采用了圍護樁加中間支撐的圍護結構，有效控制了施工所造成的臨近及周邊構筑物沉降。
4）有效減小了施工對周圍居民、單位日常生活和生產(chǎn)的影響。采用裝配式鋪蓋體系施工工法施工，最大限度地減少了對周邊既有構筑物的拆遷和改移，施工中對地下的管線進行懸吊處理，在保證周邊建筑物和地下管線安全的同時，也將施工擾民影響程度降至最低。
5）可有效縮短施工工期。采用裝配式鋪蓋體系施工工法施工，在保證施工質量的同時，可大大提高工程施工進度，確保了工程按時完工。
作為裝配式鋪蓋體系施工工法編制技術基礎的“裝配式鋪蓋法修建地鐵成套關鍵技術”研究項目，已于2011年通過了北京市住房和城鄉(xiāng)建設委員會組織的科技成果鑒定。鑒定意見認為：該技術研究成果應用地鐵9號線工程施工，安全快速建成了豐臺北路站，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。該研究成果總體達到國際先進水平，可以推廣應用。
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