卢 为 杰
(上海申通地铁集团有限公司,上海 200000)
流水作业施工把劳动对象的施工过程划分为若干工序或操作过程,每个工序或操作过程分别由按工艺原则建立的专业班组来施工,把劳动对象划分成劳动量大致相等的若干施工段,每个作业班组按照一定的施工顺序依次地、连续地由一个施工段转移到下一个施工段,不断地完成同类施工。流水作业法因具有资源用量均衡、专业队施工连续、工作面利用充分和工期适中等优点在工程施工中被广泛采用[1-4],在地铁车站多基坑施工中通过流水作业,提高施工效率。由于地铁车站施工大都位于城市中心位置,施工场地狭小,周边交通组织复杂,合理利用有限的施工场地,布置机械设备,同时组织流水作业施工部署,可以加快施工进度,减少基坑开挖暴露面积,有效地进行基坑结构回筑,控制基坑变形。
东新路站位于普陀区武宁路下方,车站北侧为凯旋东路,道路上方为轨道交通3号,4号线、内环高架,车站中部东新路与武宁路垂直相交,车站南侧为苏州河。东新路站为地下二层一岛一侧式站台车站,双柱三跨结构。车站长470 m宽28.56 m,车站主体标准段埋深18.86 m,工程地质及开挖方式见表1。
表1 基坑工程地质及开挖方式
施工期间必须保证主干路武宁路与东新路上的正常通行,因此主体结构须考虑分段实施方案,沿线路方向由北向南分基坑为A1~A5五区,见图1,进行分坑流水作业。根据总工期及车站结构分区筹划,主体先完成A3基坑的基坑开挖和主体结构封顶后,进行管线迁改、东新路道路恢复通行,再进行A1,A5基坑施工,最后进行A2和A4区的主体结构施工。
按照结构设置的施工缝划分基坑开挖段,共分为20个开挖段,见图2,平均每个分段长28 m。车站底板厚度为1.3 m,根据流水施工项目采取基坑底板施工开挖一个浇捣一个,一方面可以缓解混凝土的供求,降低生产成本;另一方面把大体积混凝土浇捣分成几块,可以降低大面积的混凝土浇捣中产生的质量问题,提高工程质量。
基坑设计五道支撑,首道撑为钢筋混凝土撑,第二道~第五道采用钢支撑。基坑开挖以A1基坑为例,A1基坑长135 m,宽22 m。车站主体基坑安排2个开挖工作面开挖,每个开挖工作面拟投入1套基坑开挖设备,采用50 t履带式吊机配1.2 m3的蚌式抓斗垂直抓土装车。基坑第一、二层土方开挖施工进度指标为800 m3/(d·套),基坑第三层~第七 层土方开挖施工进度指标为500 m3/(d·套)。
土方开挖时采用水平分段,开挖第一、二层土,每小段开挖长度不超过4根支撑12 m的距离,在第三道~五道支撑的土层开挖中,每小段长度一般不超过2根支撑6 m的距离,从挖好小段土方到安装好该小段的支撑并施加预应力的总时间应控制在16 h内,每段放坡采用1∶1.5坡度。土方开挖采用竖向分层,竖向分层厚度为支撑竖向间距,在开挖过程中随时掌握开挖深度与支撑位置的关系,严禁出现超挖回填现象。因第一层~第三层土方开挖涉及②3粉质砂土层,若采用放纵坡方式开挖不利于纵坡稳定,因此第一层~第三层土方采用逐层开挖的方式,不放置纵坡。为保证开挖后结构施工流水作业,在第四层、第五层土方开挖可采取放纵坡方式,纵向放坡坡度采用1∶3坡度,同时第五层放坡平台须保证4根钢支撑12 m的宽度,开挖示意图见图3。
土方开挖至离坑底1 m左右时,即设置标高控制桩,以水准仪严密控制开挖深度。当挖至离设计坑底标高30 cm时,须按诱导缝或施工缝的设计位置,在规定的时间内,采用人工挖土修坡的方法平整基坑,不得超挖与扰动基底土,如有超挖时不得填土,只能回填黄砂。人工挖到设计坑底高程后,及时分块分段浇捣混凝土垫层以减少坑底土体回弹,并对地下墙围护起一定支撑作用以减少地下墙的水平位移,图4展示了实际开挖场景。
现场结构施工班组主要有木工、钢筋工、泥工班组等,各班组轮流作业,每一个标段侧墙施工共采用了2套大钢模,1套施工、1套养护。前一工序为后一工序开辟工作面,避免产生窝工现象。车站底板钢筋施工时不拆除钢支撑,待底板达到养护龄期再拆除支撑,拆撑时须密切监测基坑围护地墙的变形情况。立柱及侧墙施工可同时进行,立柱采用定型化钢模,侧墙采用大钢模,侧墙模板拆除后,保护好立柱侧墙即可开始施工中板。
以A5段结构施工为例,由于标18段正面对应周边老旧房屋,因此先确保该段结构施工完成。结构施工按照标18段,标17、南端头井、标16、标15的施工顺序安排,2019年10月3日的流水作业施工场景,标15段进行土方开挖,标16段进行底板钢筋绑扎施工,标17段底板完成浇筑并进行养护,标18段开始进行负二层侧墙钢筋绑扎和模板安装。最终标18段于11月11日完成顶板浇筑,标17段11月14日完成顶板浇筑,端头井11月16日完成浇筑,最后标15段11月24日完成浇筑。各标段及时封顶进而主体结构受力,可最大限度减少周边房屋的沉降。
当A5区标15段在10月6日进行最后一块底板施工完成时,A4区开始了基坑降水及圈梁支撑的施工并为开挖做准备,当A5区标18段完成第一块中板施工时,基坑变形和沉降监测值趋于稳定,满足周边环境安全后,A4区开始土方开挖。由于施工场地狭小,A4,A5区施工土方开挖及结构施工交叉,栈桥面不能堆积过多的钢筋材料,因而须计算每日钢筋用量,完成钢筋制作后通过转运过路口,进而全部吊装入基坑。施工栈桥10 m宽,仅能并排停放两辆工程机械车,A5基坑的吊装作业占据栈桥面影响A4基坑土方作业时土方车的进出。根据有限的场地条件,在侧边围挡处增设3号门,A4基坑围挡设临时移动门,土方车从3号门倒车进入A4施工场地,载土后再从1号门驶出,2号门则专门用于吊车及混凝土泵车等的运输,由此保证两个基坑作业不受相互影响,场地布局及交通组织见图5。
本文简述了流水作业在地铁基坑工程中的应用,流水作业法的开展使得基坑施工效率大大提高,在前道工序的施工中积极为下道工序提供工作面,有利于不同的工序同时展开,组织施工有条不紊,既保证了工程质量,又保障了工程进度,还有效地控制了工程生产成本。值得注意的是,由于流水施工中存在较多交叉作业,土方开挖、地墙凿毛作业、支撑架设、材料吊装、钢筋绑扎等多工种同时作业,立体交叉多,对安全管理提出了更高要求,应服从现场统一指挥,保障施工安全。