軌道交通工程中利用豎井施工地下隧道工程淺談
劉文卓 田路
摘要:在城市軌道交通地下隧道工程施工過程中,施工現場條件無法滿足明挖法施工和利用出碴支洞或斜井暗挖法施工的情況下,利用豎井施工暗挖車站和區間隧道工程成為一種常用的施工方法。本文以重慶軌道交通一號線一期工程歇臺子車站施工為例,簡要闡述利用通風豎井施工地下車站的一些基本情況和要素。本文可為類似工程提供參考和借鑒。 關鍵詞:軌道交通,豎井,隧道 隨著國家大力發展城市軌道交通政策的出臺,為改善日益擁堵的城市交通狀況,近年來,城市軌道交通建設在全國高速發展。軌道交通工程是一項浩大的城市建設工程,軌道交通線路一般都經過人流密集區和商業區,與城市的建筑、設施、環境以及人們的生活息息相關,工程施工期間必將對城市的正常生活造成影響。隨著城市的發展,可供軌道交通建設占用的土地已非常有限。加上物權法實施后,使城市內的拆遷工作的難度加大、成本大幅提高,如何利用非常有限的空間高效、優質的完成城市軌道交通工程建設,就成為所用軌道交通建設者需要共同面對和解決的問題。在施工現場既有的條件無法滿足明挖法施工和利用出碴支洞或斜井暗挖法施工的情況下,利用豎井施工暗挖車站和區間隧道工程的方法就被廣泛的采用。下面本人就結合工程實例,對利用豎井施工城市軌道交通地下隧道工程談點淺顯的認識。 施工豎井一般是利用車站或區間的通風豎井,也可根據工程實際情況單獨設置。根據工期及施工安全要求,一座暗挖或蓋挖車站宜在車站兩端各選一處豎井進行施工,暗挖整區間隧道應盡量在區間隧道的中部設置豎井進行施工。豎井的深度及斷面尺寸應根據線路高程及施工進度指標、工期要求,結合提升設備,管線布置等經計算確定。下面以即將完工的重慶軌道交通一號線一期工程歇臺子車站施工為例,簡要闡述利用通風豎井施工地下車站的一些基本情況和要素。 歇臺子車站位于重慶市主要交通干道渝州路與科園六路的交叉口,渝州路的地面下。為超淺埋大跨度暗挖車站,車站總長185.1m,開挖總寬度20.815m,總高度為17.712m。渝州路為城市主干道,站位處建筑物較多,以多層為主;道路為雙向四車道,路面交通繁忙,地下管線密集。受周圍環境限制,設置施工豎井以形成車站主體隧道及區間隧道施工通道。車站設有兩座風井(兼做施工豎井)、兩座風道、一個緊急疏散通道和兩個個出入口通道及一個預留出入口通道。兩座風井、風道分別位于車站首尾兩端,施工期間作為主體隧道的施工豎井和出碴通道,同時,也作為兩端礦山法區間的施工通道。 下面以歇臺子車站1號施工豎井為例介紹施工作業情況。 1、井筒斷面形狀及支護豎井斷面形狀主要根據井筒的用途、服務年限、井筒穿過的巖層性質、選擇的支護方式及施工方法等因素確定。由于該豎井提升容量大、斷面管線多、服務年限長為主要特點,豎井選擇了斷面利用率高的矩形斷面。支護選用了鋼結構支撐和噴射砼相結合的支護方法。該井筒深31m,井筒開挖斷面尺寸為6.6m× 17.3m,豎井深度27m。2、井筒內布置井筒內布置考慮了提升容量大小,梯子間平面尺寸,各種管路、電纜的敷設以及風井布置等因素,如圖所示: ①風筒、② 噴砼材料管、③ 壓風管、④ 進水管⑤ 排水管、⑥電纜、⑦提升間、⑧梯子間井筒內梯子間為鋼結構,寬1.2m、每深4.5m設一平臺,人梯與提升間用鋼絲網隔開,以策安全,提升設備為門式20噸吊車,另配一5噸電動葫蘆,吊車為固定式,行走跨度26m,每次提升量為8m3。3、豎井口周圍施工場地平面布置豎井口周圍施工場地平面布置內容主要圍繞掘進作業面需要而設置,盡量少占地,布置內容及位置如下圖:
1號豎井場地布置占地約600m2 ①礦渣坑、② 施工豎井、③ 攪拌站、④ 通風機⑤ 壓風機、⑥ 配電箱、⑦ 材料加工、⑧ 砂石料場、⑨ 裝載機位置、⑩ 大門4、隧道內施工作業1)運輸系統隧道內掘進作業采用鉆爆法施工、裝載機裝渣,自卸汽車運至豎井底,裝與吊車渣斗后提升至地面,通過走行設備運至渣坑卸載,然后通過裝載機將石渣裝車外運,運輸系統流暢。井下安排3~4輛4噸汽車運輸。2)排水系統隧道內設臨時水溝,在豎井底設臨時水倉,深2m長1m寬1m,用泵將水抽至地面排入市政排水管網。3)供電系統在井口附近設配電箱,通過豎井將電纜引至洞內沿壁鋪設,再通過井下配電箱供掘進、噴射砼、排水、照明等用電。4)進度安排1號豎井進入車站后,原則上是盡量多開工作面,如圖所示:
車站主體隧道及區間隧道共安排4個工作面平行作業,車站月進平均30m/面,區間月進平均60m/面,整個土建工程約20個月完成。 綜上所述,我們可以得出結論,利用豎井施工軌道交通地下車站和區間隧道完全可行。只要井口位置有一塊600㎡以上的施工場地,同時充分考慮提升設備等其它因素,做好施工組織,即可基本滿足施工需要,保證工期和安全的要求。同時,由于豎井本身深度較淺(一般在50M以內)、井口占地面積較小,利用通風豎井兼做施工豎井比傳統的利用出碴支洞或斜井施工要節約工程投資,減少拆遷和對周邊環境的影響。當然,由于受到提升設備能力和效率的影響,利用豎井施工在出碴能力和運輸材料能力上比利用出碴支洞或斜井施工要差,工程進度也會比利用出碴支洞或斜井施工緩慢。但是在城市軌道交通建設中,處于城市中心地帶的地下車站和區間隧道工程,必將會越來越多的利用豎井施工。