严寒地区森林高铁站房施工组织探讨

张魁杰，潘大海，谷学峰

（1.中铁建设集团有限公司，北京 100040；2.长吉城际铁路有限责任公司，吉林 长春 130032）

0 引言

随着我国高速铁路的快速发展，一批批有代表性的高铁站房建设而成，为广大旅客出行带来了极大的便利。目前高铁站房的建设工期均很紧张，且位于东北的站房建设要面临冬期施工，如何保质保量并快速组织东北严寒地区森林高铁站房建设，为振兴东北发展提供动力成为主要课题。本文通过对东北严寒地区森林高铁站房施工组织特点研究，采取有效冬期施工措施，合理组织施工顺序，为类似工程提供参考。

1 工程简介

长白山站房位于长白山脚下二道白河镇，境内森林密布，美誉森林高铁站房，是集铁路、公交等多种交通方式于一体的地上、地下 4 层立体综合大型交通枢纽。长白山站房效果如图 1 所示。

图1 长白山站效果图

长白山站房为新建敦化至白河铁路线上规模最大的站房，总规模为 56 692 m2，最高聚集人数 2 000 人。旅客进出站流线为上进下出，分高架站房和线侧站房，共有 5 层，地下 1 层，地上 4 层。地下 1 层中央部位为出站地道及出站厅，出站厅东西两侧为旅客卫生间及设备用房。出站厅南侧为出站通道，通往地面广场及南侧市政广场。地上 1 层与站台层平齐，线侧站房中间部分设置进站口和集散大厅，东西两侧布置旅客卫生间、商务候车、商业开发及设备用房，站台层设置了落客平台，与市政道路连通。地上 2 层为站台层夹层：在线侧站房集散大厅左右两侧 4.500 m 标高合理利用空间高度设置了辅助用房夹层，主要布置车站办公和设备用房。地上 3 层为高架候车层：为高架候车大厅，大厅东西两侧为进站安检区、旅服用房、母婴候车、旅客卫生间等，南侧布置进站口，进站口东西两侧布置售票厅、预留旅服空间。高架层设置了落客平台，通过匝道与市政道路连通。地上 4 层为高架夹层：在高架候车大厅东西两侧，主要布置设备用房及部分商业开发。

通廊及站房基础采用柱下联合承台桩基+构造筏板，主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼面大跨度梁采用缓粘结预应力框架梁。屋面采用空间三角管桁架结构体系钢结构屋盖。顺线路柱网为 3 跨，18 m+60 m+18 m，垂直线路跨度基本为 21.5 m。

长白山站场工程有柱雨棚投影面积 17 806 m2，无柱雨棚投影面积 8 886 m2。车站站台 5 台 12 线。

2 工程所在地气象特征

本项目所在地，冬期漫长凛冽，夏季短暂温凉，春季风大干燥，秋季多雾凉爽。年平均气温在 -7 ℃ 至3 ℃，7 月份平均气温不超过 10 ℃，1 月份最冷，月平均气温 -20 ℃左右，最低气温曾出现过 -44 ℃。无霜期 100 d 左右。年降水量 700 ～1 400 mm，6～9 月份降水占全年降水量的 60 %～70 %。气候的主要特点是云雾多，风力大，气压低。按当地以往工程经验，施工黄金期一般在每年 4 月中下旬至 10 月中上旬，年有效施工工期不足 6 个月。

3 工程难点

3.1 交叉施工组织难度大

由于站房开工之初，站前单位地下通廊尚未施工完成，通廊及出站楼扶梯结构及通廊回填制约着高架站房施工。高架站房一端与原始森林相连，一端与侧式站房相连接。高架站房两侧为正在施工中站场路基工程。侧式站房与市政广场紧接，开工时，市政广场区域为原始森林，尚未砍伐，无可用临时场地。处于关键线路上的工程，环环相扣，互相制约。要求总包单位协调建设单位综合组织站房、站场、雨棚、市政广场各项工程，合理安排施工顺序和临时场地，保证各项工程按期完成。

3.2 工期紧任务重

新建敦化至白河铁路站房工程由于前期各种原因，业主招标相对滞后半年，开工日期为 2020 年 4 月初，竣工日期为 2021 年 10 月底，总工期 18 个月。由于受冬季严寒天气影响，除去冬休无法施工时间约 5 个月，实际可用工期仅剩余 13 个月。根据敦白高铁整体施组要求，2021 年 8 月初开始联调联试，在 2021 年 10 月底开始试运营。也就要求在 2021 年 7 月底完成站场区域所有工程量，即有柱雨棚、无柱雨棚的结构、雨棚屋面、雨棚装修、站台面铺装及高架站房的外封闭工作。

根据工期总体情况，项目确定了 2020 年工期目标：完成基础工程、主体结构、站房屋面钢结构、站场雨棚桩基及承台基础、雨棚钢结构、雨棚金属屋面。2021 年工期目标：完成金属屋面工程、幕墙工程、砌筑工程、内装修工程、机电安装工程、站台面铺贴、雨棚装饰装修工程。

3.3 冬期施工难度大

项目地处长白山山区，正常年份 10 月中旬即进入冬期施工，4 月中旬方可解除冬施。在冬期涉及混凝土工程、砌筑工程、钢结构工程、屋面工程、装饰装修工程、机电安装等专业，如何确保冬期各分项工程施工质量，是确保工程能否顺利完成的关键。

3.4 森林防火要求高

长白山站位于长白山原始森林保护区，工地周边植被繁茂，工点距离原始森林区域最近距离仅有 20 m，由于施工作业的特殊性，电焊动火作业频繁，稍有不慎即有可能酿成重大火灾事故。施工全过程如何保证长白山地区连续 59 年无重大森林火灾，是一项严重的消防考验。

3.5 钢结构安装难度大

建筑双曲面造型流畅顺滑，双曲面屋面钢结构采用空间三角管桁架相贯线切割，精度控制要求高。现场场地非常狭窄，吊装困难，节点构造比较复杂，现场焊接量大。钢结构最大跨度 60 m，如何确保整体提升安全性，难度较大。

4 施工部署

4.1 总体部署

根据上述工期节点，以保证联调联试工期为主线，站场内工程与侧式站房工程平行施工，站场内工程、侧式站房工程分别组织流水施工。

分析得出关键线路一站场内工程：高架站房桩基施工→高架站房混凝土结构施工→高架站房屋面钢结构→高架站房外幕墙及金属屋面施工→站场无柱雨棚钢结构→站场无柱雨棚金属屋面→站台面铺贴→雨棚、进出站楼扶梯及出站地道装修→站台、雨棚及地道静态验收→联调联试→试运营→正式开通。

关键线路二侧式站房：侧式站房桩基→侧式站房基坑防护、土方开挖→侧式站房混凝土结构施工→侧式站房屋面钢结构→侧式站房外幕墙及金属屋面施工→侧式砌筑结构施工（优先施工四电机房）→站房室内装饰装修→机电安装及调试→电梯验收、消防验收、站房静态验收及单位工程竣工验收→试运营→正式开通。

4.2 关键节点

4.2.1 站场内工程（含高架站房、站台面、雨棚、出站地道）

1）桩基础施工：2020 年 3 月 10 日-4 月 30 日

2）主体结构施工：2020 年 4 月 20 日-8 月 30 日

3）钢结构施工：2020 年 8 月 10 日-10 月 20 日

4）金属屋面施工：2020 年 10 月 15 日-11 月 30 日

5）二次结构：2020 年 9 月 1 日-2021 年 5 月 10 日（含冬休 12 月 1 日至 2021 年 3 月 15 日）

6）高架站房幕墙施工：2020 年 9 月 15 日-2021年 7 月 20 日（含冬休 12 月 1 日-2021 年 3 月 15 日）

7）无柱雨棚钢结构：2020 年 10 月 20 日-5 月 15 日

8）无柱雨棚金属屋面：2020 年 5 月 15 日-7月 30 日

9）站台面铺贴及雨棚装修：2021 年 5 月 15 日-7月 30 日

10）联调联试：2020 年 8 月 5日-10 月 30 日

按照基础、主体、装修、调试的施工顺序，先保高架站房，后施工雨棚的施工整体顺序组织施工（见表 1）。

表1 站场内工程工期计划

4.2.2 侧式站房工程

1）桩基础施工：2020 年 3 月 10 日-4 月 30 日

2）主体结构施工：2020 年 4 月 20 日-9 月 30 日

3）钢结构施工：2020 年 10 月 1 日-2021 年 5 月30 日（含冬休 2020 年 12 月 1 日-2021 年3 月 15 日）

4）金属屋面施工：2021 年 6 月 1 日-2021 年7 月 30 日

5）二次结构：2020 年 10 月 1 日-2021 年 7 月 30 日（含冬休 12 月 1 日-2021 年 3 月 15 日）

6）侧式站房幕墙施工：2021 年 3 月 15 日-2021年 9 月 30 日（含冬休 12 月 1 日-2021 年 3 月 15 日）7）室内装饰装修：2021 年 7 月 1 日-10 月 30 日8）静态验收：2021 年 11 月 1 日

按照基础、主体、装修、调试的施工顺序，与高架站房同步施工，具体工期计划如表 2 所示。

表2 侧式站房工程工期计划

4.3 各阶段施工部署

4.3.1 桩基础、土方阶段施工部署

根据站房关键工期计划，桩基础在冬期施工，如何保证桩基冬期施工质量，需要做好冬期施工方案。项目部重点从桩基、土方以及各项资源组织，提前策划，在抢开工的同时保证冬期施工质量。

1）搅拌站改造：由于二道白河镇搅拌站资源相对匮乏，虽然选择当地综合实力最强的一家搅拌站，但是仍然不具备冬期施工条件，所以需要对搅拌站进行冬期施工改造。包括增设锅炉供热改造，增加料棚暖封闭措施，混凝土运输罐车安装保温棉衣等措施。

2）桩顶混凝土防冻措施：因长白山地区冻土深度约 2 m，设计桩顶标高均在冻土层范围内，为确保桩顶混凝土不受冻，施工过程中首先清理干净地表积雪，然后将桩顶区域 3 m 宽范围内冻土层进行保温材料换填，在桩基混凝土浇筑完成后及时对空孔进行保温棉被填塞，防止桩顶混凝土受冻。

3）冬施技术准备：编制针对桩基冬期施工方案，冬期施工前，对施工管理人员和工人进行一次全面的培训和交底工作，安排专人测温，按要求做好测温记录。试验室加强对混凝土搅拌站的交底，明确冬施时间、冬施部位以及冬施质量技术要求，提前对冬施混凝土等进行试配，确定配合比及外加剂选型等。

4）桩基整体施工顺序：依据关键工期计划，并根据场地移交情况、旋挖钻机、劳动力数量等综合考虑，确定施工中以站房桩基为主，雨棚桩基为辅的施工总体顺序，站房桩基施工中，按照先施工高架站房后施工侧式站房的顺序安排，桩基阶段施工顺序图，如图 2 所示。

图2 桩基阶段施工顺序图

5）长白山站深基坑边坡支护形式原设计为喷锚支护，考虑支护阶段尚处于冬季，受低温影响对喷锚强度不利、制约施工进度。项目部通过与设计单位沟通将原有支护形式变更为绿色装配可回收式护坡体系，施工方便且安全可靠。

4.3.2 主体阶段施工部署

站房工程与站场工程、雨棚工程、站前广场交叉施工，相互干扰，但是长白山站房地处原始森林腹地，站房前后为原始森林保护区。全场几乎无临时施工场地。

1）临设场地策划：请建设单位协调站前施工单位，在站场区域内即高架站房的两侧各 40 m 范围内策划临设加工场地，待主体结构施工完成后再交由站前单位施工路基及站台墙等。

其中 2020 年 3 月 14 日至 2020 年 5 月 1 日，由站前单位负责此区域路基回填施工。

2020 年 5 月 1 日至 2020 年 8 月 30 日，由站房施工单位做为主体结构临时材料加工场地及半成品堆场使用。

2020 年 9 月 1 日至 2020 年 9 月 30 日，站房施工单位施工此区域的雨棚柱独立承台基础及进站楼梯结构，此时该区域场地按高速场、普速场逐步移交给站前施工单位。主体阶段临设场地布置图，如图 3 所示。

图3 主体阶段临设场地布置图

2）现场道路规划：站房工程施工材料多，道路是否通畅决定着站房施工的整体进度。沿站房周圈设置环形硬化道路，且在正线上做非硬化道路，打通高架站房两侧，方便材料运输。且站房工程在施工过程中各种检查多，迎检任务非常重，合理安排迎检道路与现场施工道路分开设置，迎检道路做到常态化管理，施工与迎检两不误。

3）在塔吊布置中，塔吊分别布置在站房两侧，按照吊次、覆盖范围，共计布置 6 台塔吊，型号为 XGT7022-12S 型（70 m 臂）。塔吊平面布置图，如图 4 所示。

图4 塔吊平面布置图

4）在高架站房施工策划中，本工程高架站房下方设计有出站地道，由站前单位负责施工，站房开工时，站前单位仅将出站地道的主洞身施工完成，出站楼梯尚未施工，高架站房无法正常施工。为了确保高架站房两翼钢结构及高架站房幕墙施工节点，策划先施工高架站房两翼混凝土结构（整体 2 层局部 3 层），确保站房屋面钢结构能及时插入施工，进而为高架站房幕墙提供工作面。待站前单位的出站楼梯施工完成移交工作面后，再后补中间高架候车区楼板梁结构，为中间区域屋面钢结构提供工作面。高架站房施工顺序示意图，如图 5 所示。

图5 高架站房施工顺序示意图

5）屋面钢结构施工策划：根据高架站房混凝土结构施工顺序，屋面钢结构选择两翼整体吊装+中间区域整体提升的施工方案，即两翼钢结构采用地面拼装+整体吊装施工方案，中间区域采用楼面整体拼装+整体提升方案。

在两翼结构施工完成后，及时调整现场平面布置，逐步缩小站房主体结构的临时占用场地，调整给钢结构专业做为拼装场地，同时考虑钢结构总量约 8 000 余 t，策划在场外临时租赁材料堆场约 1.2 万 m2，确保材料能够提前进场。钢结构施工方案示意图，如图 6 所示。

图6 钢结构施工方案示意图

6）在雨棚施工策划中，无柱雨棚位于高架站房两侧 36 m 区域，无柱雨棚的结构及金属屋面施工为站场区域关键线路上关键工作。该区域前期作为临设材料堆场及加工场，在高架站房两翼钢结构吊装区完成后，及时移交场地施做该区域无柱雨棚基础、结构、金属屋面（见图 7、图 8）。

图7 无柱雨棚平面位置示意图

图8 无柱雨棚剖面示意图

因为高架站房幕墙施工脚手架搭设在无柱雨棚结构上，为确保无柱雨棚金属屋面施工工期，将无柱雨棚以纵向天沟为界，沿横向分成两个施工区。先施工远离幕墙侧金属屋面，靠近高架站房幕墙区域待幕墙施工完成后再行施工，如图 9 所示。

图9 无柱雨棚金属屋面施工分区图

4.4 森林防火

由于长白山站地处长白山原始森林腹地，施工全过程中，项目部始终将森林消防防火工作列为重点工作。逐级与各施工队签订森林消防防火安全责任协议，坚决执行“1121”动火制度，并严格按照 GB 50720-2018《建筑工程施工现场消防安全技术规范》编制《施工现场临时用水方案》［2］。根据长白山站不同的施工阶段，现场主要设置室内临时消火栓、室外临时消火栓系统与分散灭火器及消防器材箱多措并举的消防系统。其中室内临时消火栓、室外临时消火栓管道围绕现场成多重环状布置，誓保长白山地区 60 年连续无重大森林火灾发生，临时消防平面布置图，如图 10 所示。

图10 临时消防平面布置图

5 结语

长白山站房建设因地制宜，采取有效冬期施工措施，合理组织施工顺序，通过“保主体、强穿插、赶站场”的总体施工思路，在保主体及强穿插方面，项目提出各项资源早招标、早进场的思路，确保站房施工各专业工序间零衔接。同时按照站房施工站场优先的原则，项目部从桩基、主体阶段即把所有施工资源重点偏向高架站房施工，同时优先施工高架站房两翼确保钢结构及时插入，为后续外幕墙、金属屋面提前插入施工提供必要条件。在 13 个月有效施工工期内，完成了 3 万 m2的站房建筑，2.6 万 m2站台雨棚工程，确保了敦白铁路联调联试和开通的工期，为类似铁路站房建设积累了宝贵经验。Q