裝配式結(jié)構(gòu)車站在長春地鐵中的應(yīng)用

叢敏

摘要：構(gòu)件預(yù)制化是提高工程質(zhì)量、縮短工期、降低成本的有效辦法。本文介紹了在地鐵工程中，預(yù)制構(gòu)件在地鐵車站工程中的應(yīng)用情況，介紹了預(yù)制車站的優(yōu)點，并以長春地鐵2號線為工程實例，介紹了預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)車站的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：長春地鐵；車站；裝配式；預(yù)制構(gòu)件

建筑工業(yè)化是當(dāng)代建筑技術(shù)發(fā)展趨勢之一，建筑構(gòu)件預(yù)制化是建筑工業(yè)化的一個必然趨勢。建筑結(jié)構(gòu)采用預(yù)制構(gòu)件是提高工程質(zhì)量、縮短工期、降低成本的有效辦法。隨著世界各國建筑工程的不斷發(fā)展，建筑工業(yè)化已成為建筑的發(fā)展方向，預(yù)制構(gòu)件在裝配式混凝土建筑的應(yīng)用也越來越普及。裝配式混凝土建筑通常將建筑物分割成幾個標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計，以工廠化生產(chǎn)的混凝土預(yù)制構(gòu)件為主，采用工業(yè)化手法進行預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)及施工，通過現(xiàn)場裝配的方式設(shè)計建造的混凝土結(jié)構(gòu)類建筑。目前我國正處在地鐵建設(shè)的一個高峰期，施工過程中對地面交通影響較大，矛盾突出，如何解決地鐵工程建設(shè)中的速度、質(zhì)量、效益問題始終成為人們關(guān)注的焦點。預(yù)制裝配式地鐵車站為人們提供了思路，雖然國內(nèi)對地鐵區(qū)間隧道裝配式結(jié)構(gòu)有一定的研究，但對地鐵車站以及其他地下鐵道附屬物裝配式結(jié)構(gòu)的研究還處于起步階段，因此，研究裝配式地鐵車站具有重要意義。

1 裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用現(xiàn)狀

前蘇聯(lián)曾在用明挖法施工的地鐵線上，包括車站、區(qū)間隧道、以及車站附屬建筑和輔助隧道工程，均采用定型拼裝的統(tǒng)一規(guī)格的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。80年代后期，前蘇聯(lián)在明挖法施工的區(qū)間隧道中廣泛采用整體管段襯砌，大力推行將預(yù)制混凝土襯砌設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)。在俄羅斯、烏克蘭、烏茲別克和白俄羅斯地鐵的明挖回填隧道中采用了矩形整體管段式預(yù)制襯砌。在裝配式地鐵車站結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用上，俄羅斯在工業(yè)化施工與長期使用的成功經(jīng)驗上。通過實驗和現(xiàn)場測試等研究工作，采用單拱結(jié)構(gòu)的基本原理和特點修建了俄羅斯第一個地鐵雙層換乘樞紐。在彼德堡地鐵伏龍芝濱海線花園站到挈卡諾夫站區(qū)間內(nèi)，建成了伏龍芝濱海線到未來的環(huán)線的體育館換成站（后來改為奧林匹克站），車站整體結(jié)構(gòu)形式為裝配式層間樓板單拱結(jié)構(gòu)。明斯克車站采用單拱結(jié)構(gòu)型式，地鐵車站結(jié)構(gòu)由大型預(yù)制混凝土構(gòu)件的襯砌拼裝組成。從實際應(yīng)用的實例來看，國外明挖法施工的裝配式地鐵車站預(yù)制結(jié)構(gòu)主要有矩形框架結(jié)構(gòu)型式和拱形結(jié)構(gòu)型式兩種型式，但采用矩形斷面形式的較多。

2 裝配式車站的優(yōu)點

（1）裝配式車站較普通明挖站施工速度快，節(jié)省占道時間；目前，我國北方地區(qū)地鐵標(biāo)準(zhǔn)站建設(shè)周期為14～16個月，采用裝配式結(jié)構(gòu)施工工藝可以縮短工期4～6個月，從而解決了地鐵車站結(jié)構(gòu)在1年內(nèi)無法完工的難題。

（2）材料堆放、加工等廠區(qū)面積小，對周邊單位影響降低。

（3）預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場基本為拼裝的工序，無大量混凝土施工，無需采用大面積保暖等措施。有效的保證冬季施工質(zhì)量，消除火災(zāi)等隱患。

（4）節(jié)省鋼筋、混凝土等材料用量，不消耗木材，減少建筑垃圾產(chǎn)生（可減少80%），這種新工藝具有綠色、環(huán)保、節(jié)能的特點，在減少施工用地，特別是在現(xiàn)場施工勞動力的使用上可以節(jié)省50%以上，安全風(fēng)險較低。

3 裝配式車站結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

長春地鐵2號線是長春市軌道交通線網(wǎng)中一條貫通東西的軌道交通骨架線。沿城市傳統(tǒng)發(fā)展軸線敷設(shè)，串聯(lián)著長春幾個重要的城市功能區(qū)。長春地鐵2號線線路西起長春西湖袁家店，采用地下線形式，在經(jīng)過東方廣場后線路轉(zhuǎn)為高架線，沿長石公路向東至繞城高速公路外太陽溝村結(jié)束。長春2號線一期工程線路全長20.5km，工程總投資129.66億元。長春2號線全線均為地下線，平均站距1.3km，共設(shè)車站17座，換乘站7座。

長春市地鐵2號線袁家店站位于綠園區(qū)雙豐鄉(xiāng)袁家店，在西四環(huán)路與站前街交叉口的東北角，為長春地鐵裝配式車站的試驗站。車站主體長度310m，其中裝配段188m，現(xiàn)澆段122m（如圖1所示）。

基坑長度310m，寬度22.5～33.1m。基坑挖深19～23m；裝配段基坑設(shè)計為圍護樁+豎向五道錨索支護；一樁一錨，間距1.3m（如圖2所示）。

裝配段結(jié)構(gòu)每環(huán)寬度2m，共94環(huán)，每環(huán)由7塊預(yù)制構(gòu)件組成，別為：1底板A+2底板B+2側(cè)墻C+頂板D+頂板E（如圖3所示），A、B、C、D、E塊單片重量分別為：37.6噸，39.5噸，31.0噸，48.3噸，54.3噸（每環(huán)約112立方混凝土鋼筋約17噸）。預(yù)制構(gòu)件環(huán)向與縱向的接觸面均為榫槽連接，榫槽內(nèi)設(shè)置定位抗剪銷。A與B、D與E均采用錯縫拼裝，其余均為通縫；拼裝完成后填充改性環(huán)氧樹脂。樓板采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，構(gòu)件內(nèi)埋直螺紋接駁器與樓板鋼筋采用機械連接：口部采用預(yù)制洞口環(huán)梁的結(jié)構(gòu)形式；頂板覆土厚度4～5m。

4 結(jié)語

長春地鐵2號線袁家店預(yù)制裝配式地鐵車站的施工就像搭積木一樣一塊塊把工廠預(yù)制好的主體結(jié)構(gòu)“搭”上基礎(chǔ)，然后連接、加固，最終完成裝配式結(jié)構(gòu)預(yù)制和拼裝工作，這是國內(nèi)首次將裝配式結(jié)構(gòu)預(yù)制和拼裝用于地鐵工程建設(shè)。該種工法可以解決地鐵施工中工期緊、征拆難、冬季施工風(fēng)險高等難題。袁家店站裝配式地鐵結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)試驗成功，不僅實現(xiàn)了本領(lǐng)域的新突破，也標(biāo)志著我國地下工程預(yù)制裝配式技術(shù)邁八了新的里程碑，是繼“盾構(gòu)、明挖現(xiàn)澆、暗挖、蓋挖”之后第五大工法。預(yù)制裝配式地鐵車站因具有施工速度快、占地少、節(jié)省勞動力、低碳環(huán)保等優(yōu)點，將會成為未來地下空間結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要趨勢。