装配式车站在地铁工程施工中的实践

刘忠华

中建二局第三建筑工程有限公司 北京 100070

摘要：根据《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》及住建部“十三五”总体规划要求，加快产业升级，促进建筑业发展，推广智能和装配式建筑，目前装配式建筑、桥梁、车站等在全国大量推广，通过装配式建筑工厂化制造、装配化施工及信息化管理，实现减少建筑垃圾、高效、节能及减排等目标。本文对装配式在地铁施工中的应用进行简要探讨。

关键词：地铁施工；装配式。

引言

长春市城市轨道交通6号线全长29.592km，共设置车站22座，换乘站9座，全部为地下车站，起重南部新城西站、南溪湿地站为装配式车站，本文以南部新城西站为依托，浅谈装配式车站在地铁施工中的应用。

1. 发展现状

国内外在地下工程预制技术方面有一定的研究和应用，但多数应用于地铁区间隧道，对地铁车站装配式结构的研究还处于起步阶段。2013年初在长春地铁2号线袁家店站（中国历史上首个采用装配式施工的地铁车站）开始试验工法的可行性，研究项目具体施工环境、场内外交通、占地、用工数量、作业条件和施工安全等具体细节。截止目前已运营5座车站（西湖站、袁家店站、西兴站、西环路站、建设街站），在建1座车站（捷达大路站）。

2. 工程概述

长春地铁6号线南部新城西站位于新明街与华远路交叉口处，沿华远路呈东西向设置。本车站为地下两层岛式车站，全长238.7m。围护结构采用围护桩+锚索方案。本车站采用“明挖顺作法+局部盖挖逆作法+预制拼装法”，施工工法为全国首例。预制装配段位于车站中部，总长度为158m。预制装配段车站主体宽度为20.5m，高度为17.45m，环宽2m，沿车站纵向共布置79环。其中标准环为71环，附属环为8环。

3. 装配式车站结构形式及施工工序

   1. 装配式车站结构形式

预制装配式地铁车站的结构设计为封闭式的桶状结构，每环宽度为2m，由7块构件组成，分为底板、侧墙及顶板3个大部分，分别编号A块、B1块/B2块、C1块/C2块、D块．E块，重量分别为37.6t、39.5t、31t、48.3t与54.3t。预制构件设计为空腔肋板结构，配筋率约150kg/m³。块与块、环与环之间均采用榫接的方式并用精轧螺纹钢拉紧，“公”、“母”榫间隙约5mm采用改性环氧树脂填充，地下防水系统由结构自防水及接缝防水两部分组成；站厅层无柱，站台层设计一排中柱与中板采用现浇结构；口部采用预制洞口环梁的结构形式。

装配式车站模型

1. 2. 装配式车站施工工序

拼装形式：分为错缝及通缝两种，早期工作分别对拼装形式进行了试验。通缝拼装解决了错缝拼装带来的不同步问题，测量工程量减小，明显规避了错台现象。设计单位也对装配式结构在通缝形式下的受力状态进行了数值模拟，能满足抗震要求，目前拼装形式普遍为通缝拼装。

错缝拼装 通缝拼装

拼装方式:分为“成环拼装”及“梯次拼装”两种形式，早期分别对两种形式进行了拼装试验。“成环拼装”步序：每环底板、侧墙、顶板拼装完成后进行下一环拼装。“梯次拼装”步序：底板、边墙及顶板独立拼装互不干扰，底板紧跟基坑开挖连续拼装，边墙拼装比顶板超前3块，顶板拼装紧跟边墙，整个过程形成了台阶式流水状态，每环的拼装速度比“成环拼装”提高1倍。

拼装步序：（1）定位：反力架安装完成后，测量班采用全站仪将轴线标记在反力架及A块前方的垫层上；A块预制时在顶面预留十字凹槽形式的轴线；

（2）吊装及对中：在A块下落过程中人工配合龙门吊将构件初步对中；测量班架设全站仪，将构件起吊与垫层稍微脱开，人工及撬杠配合精确对中；

（3）连接反力架并锁紧：穿精轧螺纹钢，先采用力矩扳手将A块后方及反力架背后螺帽拧紧，再采用套筒扳手将C块前方螺帽拧紧。

（4）吊装及对中：安装定位销，在A块下落过程中对中，就位完成后A与A纵向间距为120mm；

（5）第一次顶进：三台穿心顶同时顶进100mm，预留20mm间隙（遇水膨胀橡胶条压缩量14㎜）；

（6）第二次顶进：千斤顶卸载后，重新安装精轧螺纹钢、垫片、螺帽、连接器及千斤顶配套设备，第二次顶进12-14mm并施加设计预应力值，最后采用套筒扳手将螺帽拧紧。

（7）依次安装其余B、C、D、E块首环及其他环。

4. 装配式车站优势

   1. 后期装饰装修优势

建成后装配式车站呈现出全新的视觉形态，高拱空间的情趣表达和视觉冲击力给乘客带来了精神上的愉悦，从而缓解了地下空间的幽闭感。实践证明装配式车站在结构、建筑、装修等方面虽然执行了标准化、模块化的技术原则，但其展开的视角和全新的界面体系给车站艺术设计提供更大的表达空间，经设计师和艺术家的创造可以展现出更多的车站视觉效果。

车站名称：双丰站；艺术设计表达主题：《五谷丰登》；设计风格：现代主义。

1. 2. 缩短工程建设周期，提高建设速度

据长春地铁官方统计，装配式车站日均拼装2环，月均拼装45环左右，即90m长；传统施工速度最快的明挖顺作法主体结构，月均施工1.5段结构，即50m长左右；土建工程施工工期节约4-6月，建设速度提高近1倍，并可有效避开冬季施工带来诸多方面的干扰。

1. 3. 绿色、环保、节能

在提倡绿色环保额21世纪，装配式车站比传统车站具有绿色、环保的优势。在我国建筑能耗已与工业耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大“耗能大户”，装配式车站的应用相比传统明挖车站能够有效节约施工材料的消耗。

每座装配式车站相比传统明挖车站可减少约800m³木材、800t钢筋，同时脚手架、模板、钢管、扣件等周转材料可以减少约70%，基本上不产生建筑垃圾。

车站施工现场可减少材料堆放、钢筋加工等厂区，同时避免现浇混凝土施工噪声以及对环境的污染和施工粉尘对环境的污染。

1. 4. 减少施工用地，降低对周边环境影响

城市地铁工程大多数为线性工程，施工场地基本为长条形状，装配式工法仅需在车站端头部位设置预制构件堆放场地，即可满足拼装需要，较传统明挖车站围挡宽度缩减5米，节省占地约3000平米，对道路交通导改组织更为有利，能更好的保证城市交通环境。

1. 5. 节省现场施工劳动力

明挖现浇结构施工高峰期作业人员需配置100~120人，而预制装配式结构施工减少至15~20人，更大程度上解决了民工荒问题、施工现场大大减少劳动力投入，其次更易于施工现场安全、质量方面管理。

结束语

装配式车站从技术方案、产业实用性，到生产加工、智能化建造，再到装配式车站的装修和维修保养，不仅完成了一个混凝土壳子的装配式车站，还从装配式车站延伸并基本完成了一套轨道交通装配产业的体系，而这套体系不仅可以为今后北方高寒地区轨道交通建设提供整体方案，还可以辐射到全国更多城市，特别是对环境保护要求较高的城市，实现真正的绿色化建造。

参考文献：

[1]王天龙.预制装配式地铁车站施工难点及应对措施[J].住宅与房地产,2020,(15):218；

[2]杨秀仁,黄美群.地铁车站预制装配新技术研究策略[J].都市快轨交通,2018,31(01):78-85；

作者简介：刘忠华，男，1994年3月出生，助理工程师，中建二局三公司基础设施分公司长春地铁6号线项目技术员

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