非破路施工地鐵車(chē)站技術(shù)經(jīng)濟(jì)的比較論文

　　我國(guó)城市軌道交通建設(shè)發(fā)展迅猛,不僅各種施工技術(shù)水平得到提高,而且造價(jià)逐步趨于合理。目前有許多城市人口密集,交通運(yùn)輸繁忙、地面建筑物高大林立、地下管線(xiàn)密布,針對(duì)這種情況許多城市希望不破除既有道路,不影響既有交通,又能在地下安全的修建地鐵。針對(duì)這一點(diǎn),筆者以某個(gè)城市的研究為例,對(duì)比分析,進(jìn)行造價(jià)剖析,供同行參考。

　　1 工程概況

　　本工程為某城市地鐵,地鐵東西向貫穿城市主城區(qū),途經(jīng)汽車(chē)客運(yùn)站、大型文化廣場(chǎng)、火車(chē)站及城市重要商業(yè)中心和客流集散點(diǎn)。線(xiàn)路全長(zhǎng)約20 km,均為地下線(xiàn)。共設(shè)車(chē)站17座,均為地下車(chē)站,其中5座車(chē)站為換乘站。

　　2 地下車(chē)站非破路施工的適應(yīng)性

　　2.1 工程地質(zhì)適應(yīng)性

　　本工程地鐵沿線(xiàn)基本覆蓋的是人工填土、黏土、粉土、粉砂及風(fēng)化的頁(yè)巖、灰?guī)r巖層。正在修建和已經(jīng)建成的北京地鐵14號(hào)線(xiàn)、大連地鐵1號(hào)線(xiàn)以及沈陽(yáng)地鐵1、2號(hào)線(xiàn)的部分車(chē)站地質(zhì)情況與本工程車(chē)站所處的地質(zhì)條件基本相同,上述這些城市的部分車(chē)站均采用的是非破路的工法施工,所以本工程的地鐵車(chē)站可以采用非破路施工。

　　2.2 水文地質(zhì)適應(yīng)性

　　本工程地鐵沿線(xiàn)地表水系主要為故黃河水系,該水系橫貫城區(qū),采用非坡路工法施工,可以有效的避繞水系,提高工程的安全性。

　　另外,本工程地鐵沿線(xiàn)地下水也較為豐富,地鐵沿線(xiàn)各車(chē)站地下水位均埋深約為2.0~3.2 m,若采用相應(yīng)的措施進(jìn)行疏干,采用非坡路工法施工方案是可行的。

　　2.3 周邊環(huán)境適用性

　　本工程地鐵沿線(xiàn)兩側(cè)建筑密集,主要為商業(yè)、住宅、工廠(chǎng)密集區(qū)等多層及高層建筑,若采用明挖法施工,必將有大量房屋拆遷、商場(chǎng)停業(yè)、工廠(chǎng)停產(chǎn)搬遷,大量人員流動(dòng),采用非破路施工法施工可以避免該情況發(fā)生。

　　另外,根據(jù)資料顯示,地鐵沿線(xiàn)地下有給水、排水、燃?xì)�、電力、熱力、通信等管線(xiàn),管線(xiàn)分布密集,平均埋深1.0 m,最大埋深小于3.0 m,多沿道路兩側(cè)敷設(shè)。若采用明挖法施工,必將有大量管線(xiàn)需要遷改,投資巨大,同時(shí)也會(huì)給老百姓的生活帶來(lái)不便,所以采用非破路施工法施工可以避免該情況發(fā)生。

　　再者,本工程地鐵沿線(xiàn)主要在城市主干道下方,城市主干道承擔(dān)該城市重要的交通任務(wù),車(chē)流及人流量很大,若采用明挖發(fā)施工,施工期間必將引起地面交通的擁堵,給老百姓出行帶來(lái)諸多不便;另外,工程完成之后,若城市干道的路面沉陷達(dá)不到預(yù)計(jì)的情況,可能會(huì)給城市干道的運(yùn)輸帶來(lái)極大的安全隱患,所以采用非破路施工法施工可以避免以上情況發(fā)生。

　　3 非破路施工的幾種工法介紹及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

　　目前,地鐵車(chē)站非破路施工常用的施工方法主要有“側(cè)洞法”、“中洞法”、“洞樁法”等。各種工法各有其優(yōu)缺點(diǎn),且都有成功實(shí)施的先例,但也都有一定的不足之處。

　　3.1 側(cè)洞法

　　先開(kāi)挖兩側(cè)部分(側(cè)洞),在側(cè)洞內(nèi)做梁、柱結(jié)構(gòu),然后再開(kāi)挖中間部分(中洞),并逐漸將中洞頂部荷載通過(guò)側(cè)洞初期支護(hù)轉(zhuǎn)移到梁、柱上。是修建大跨隧道常用的方法,但由于初次揭露的是兩個(gè)側(cè)洞,跨度大,且要同步,對(duì)地表擾動(dòng)大,安全性稍差。

　　3.2 中洞法

　　“中洞法”的核心是“CRD”工法,按照“小分塊、短臺(tái)階、快封閉”的原則,步步為營(yíng),施工安全度高,地面沉降及影響范圍小;此工序轉(zhuǎn)換是各種工法中次數(shù)最多的,在目前國(guó)內(nèi)施工技術(shù)和工程管理水平條件下,很難限制工序轉(zhuǎn)換中附加位移;而且與“側(cè)洞法”相同,由于施工過(guò)程中必須采用大量的臨時(shí)支護(hù),廢棄工程量大。

　　3.3 洞樁法(PBA工法)

　　是對(duì)傳統(tǒng)的地面框架結(jié)構(gòu)施工方法和暗挖法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,將導(dǎo)洞技術(shù)、樁技術(shù)、拱技術(shù)及框架結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理進(jìn)行綜合運(yùn)用的一種新的地下工程施工工法。在地下小導(dǎo)洞內(nèi)施作圍護(hù)邊樁、中柱、底梁和頂梁、頂拱,共同構(gòu)成樁、梁、拱支撐框架體系,承受施工過(guò)程的外部荷載,然后在頂拱和邊樁的保護(hù)下,逐層向下開(kāi)挖土體,施作內(nèi)部結(jié)構(gòu),最終形成由外層邊樁及頂拱初期支護(hù)和內(nèi)層二次襯砌組合而成的永久承載體系�？朔�了工序轉(zhuǎn)換多的缺點(diǎn),地面沉降控制較好;但為了扣拱,除了必須施作中柱及上下導(dǎo)洞外,還要施作圍護(hù)邊樁及成樁導(dǎo)洞,增加了工程量。 3.4 柱樁法

　　本方法具有PBA和中洞法的特點(diǎn),即先挖柱洞完成中柱再開(kāi)挖中洞。其它和壓力轉(zhuǎn)換基原理和中洞法相洞。

　　3.5 管幕法

　　利用微型頂管技術(shù)在擬建的地下建筑物四周頂入鋼管(或其他材質(zhì)的管子),形成管幕結(jié)構(gòu),鋼管之間采用鎖口連接并注入防水材料而形成水密性地下空間,在此空間內(nèi)可修建地下建筑物。一般情況下鋼管直徑較小。但目前又誕生出采用大直徑頂管技術(shù)完成管幕結(jié)構(gòu),利用大直徑鋼管作為結(jié)構(gòu)支撐體系及施工作業(yè)空間完成車(chē)站頂板、側(cè)墻施工。土體開(kāi)挖階段管幕起支護(hù)、擋水作用,之后又是主體結(jié)構(gòu)的一部分,無(wú)需施工基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu),無(wú)需降水。

　　3.6 非破路施工幾種工法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

　　見(jiàn)表1。

　　4 全線(xiàn)非破路施工與明挖法施工的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

　　4.1 工程費(fèi)比較

　　本次研究對(duì)地鐵全線(xiàn)工程進(jìn)行了明挖和非破路施工兩大工法的研究。全線(xiàn)共17個(gè)車(chē)站,明挖方案,工程投資27.40億元;若采用非破路施工方案,工程投資31.51億。非破路施工方案較明挖方案投資增加4.11億元。

　　4.2 工程建設(shè)其他費(fèi)比較

　　明挖方案房屋拆遷面積為21.65萬(wàn)平方米,投資15.16億元;非破路施工方案,房屋拆遷面積為12.8萬(wàn)m2,投資12.06億元,減少了8.85萬(wàn)m2房屋的拆遷,投資減少3.10億元。

　　明挖方案要破除既有道路,部分管線(xiàn)要遷改,投資3.6億元;非破路施工方案,則有效的避免了管線(xiàn)的遷改,投資1.49億元,較明挖方案投資節(jié)約2.11億元。

　　另外,若車(chē)站采用非破路施工,則不會(huì)破除既有道路,較明挖法施工節(jié)約道路

　　路面的破復(fù)補(bǔ)償費(fèi)用和交通疏解費(fèi)用共約0.85億元。

　　4.3 具體技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表

　　見(jiàn)表2。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　該城市地鐵采用非破路法施工方案,在技術(shù)方面,車(chē)站主要采用非破路施工的各種施工工法,結(jié)合多種輔助措施加固圍巖,有效降水等措施確保施工安全完成;經(jīng)濟(jì)方面,若采用非破路(車(chē)站采用非破路施工,區(qū)間采用盾構(gòu)法施工)工法修建地下車(chē)站和區(qū)間隧道其工程費(fèi)用與明挖方案相比投資增加3.72%;其他建設(shè)費(fèi)主要是房屋拆遷補(bǔ)償費(fèi)、管線(xiàn)切改費(fèi)、交通疏解費(fèi)、路面破復(fù)費(fèi)等費(fèi)用節(jié)約2.97%;預(yù)備費(fèi)和專(zhuān)項(xiàng)費(fèi)用投資增加1.02%;綜合起來(lái)采用非破路施工方案較明挖方案總投資增加1.77%,總投資略有增加。社會(huì)效應(yīng)方面,采用非破路工法可以最大限度的減少對(duì)城市交通的影響,減少拆遷量,降低社會(huì)穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn),社會(huì)效益、環(huán)保效益較好。所以本工程地鐵采用非破路法施工是可行的!

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