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上海地铁淮海路逆作法工程的技术与管理对策根据市长办公会议精神,针对淮海路地铁车站周围环境的特点与工期要求,我们首先抓了设计与施工方案的优化工作,委托市建委科学技术委员会组织全市专家就地铁车站淮海路实施方案展开研讨与论证,一致认为要在这么短的工期内恢复淮海路交通,其“盖挖逆作法”是唯一可取的施工工艺;其次,抓了设计攻关工作。这样的“逆作法”施工工艺在国内尚无先例,且工期紧迫。指挥部组织了承担车站设计的隧道设计院与北京城市建设研究院展开了设计攻关,抽调精兵强将,集中三个月时间,就各车站的建筑平面布置、连续墙的分幅,扩大端头井的设置、逆作法出土井的设置、H型钢的定位、车站内部结构的支撑系统等一系列问题展开专题研讨磋商,鼓励设计人员开拓思路,大胆采用国内外先进的技术,从而攻克了一个又一个设计难关;再次,考虑到地铁“逆作法”施工尚无一整套完整成熟的经验,为了使设计方案能让施工单位掌握并成功地实施,同时也为了让施工单位利用其丰富的实践经验不断完善修正设计方案,我们组织了一次次设计单位与施工单位的方案研讨会。这些施工单位就原设计中的“顶板文模形式”、“H型钢的定位问题”、“环境监测”等问题提出了许多宝贵意见,有些施工单位还发动施工人员,群策群力,提出了几十个“逆作法”施工方案,从而使设计方案不断得到优化,更具可行性。最后,根据施工中发生的情况,注意不断修正设计方案。由于现场发生的问题千变万化,指挥部随时注意各种情况,提请设计人员根据实际情况修改设计,使方案不断得到优化。如常熟路车站因拆迁的原因,原施工便道无法贯通,为此指挥部提出在北面增设出土井以确保工期,此意见很快被设计单位接受。又如陕西路车站原底板支撑为五道,其第五道为钢支撑且埋入土层中。指挥部研究以后,感到这种支撑方案不仅耗时, 而且耗资。为此,提请设计单位重新计算,并修改了原设计支撑方案,不仅节约大笔投资,而且确保了工期。
同时,指挥部注意充分发挥广大工程技术人员的积极性与创造性,有的放夭地做好技术决策工作。其主要是抓了:
1、采取“一明两暗”的基坑开挖方案。根据工期目标,指挥部把施工分为二个阶段。第一阶段为明挖法施工,它包括围护结构系统、中间支撑系统、顶板结构,其目的是将封锁交通的时间减少到最少限度,同时又为下阶段施工打下基础,创造条件。第二阶段为暗控法施工,它包括中楼板、底板结构。实践证明这个决策对于尽快恢复淮海路交通具有十分明显的社会效益与经济效益。
2、采取铜管桩与日型钢相结合的中间支撑体系。由于地铁车站的跨度较大,逆作法施工工艺要求首先完成中间支撑体系。当时,有人建议用钻孔灌注桩,有人建议用水泥桩,指挥部考虑到环境与工期的要求,采取了大部分专家提出的钢管桩中插入H型钢的支撑体系方案。同时为了减少打桩对周围房屋的影响,提出了重锤轻打,设防震沟,设震动监测仪,加强监测与对房屋的及时维修,在整个打桩过程中仅震坏居民数十块玻璃,其房屋安然无恙。
3、采用扩大端头井方法解决盾构施工进出问题。地铁端头井的主要作用是为盾构进出洞以及施工出土时用,为了确保盾构的施工目标,又不影响淮海路的路面恢复。我们打破了原有端头井设计的常规,将端头井的空间扩大,把盾构的进出与施工作业放到人行道内侧去,其中最大的端头井土方量达7千立方以上,创一号线端头井工程量之最。
4、采用顶板劲性型钢与钢筋混凝土相结合的结构形式,以适应快速施工的要求。为了抢工期,指挥部根据专家的意见采用劲性型钢组成的钢构架进行吊模施工,钢构架支撑在H型钢柱和地下连续墙上,并与钢筋混凝土连成一体,成为顶板的劲性钢筋结构。实践证明,劲性钢筋结构虽有便于支模,快速施工的功能,但其造成的结构裂缝等弊端也是显而易见的,尚须在今后进一步改进。
5、采用综合监测手段来保护周围环境。为了确保施工期间相邻建筑物的安全,加强监测的信息化合理手段,指挥部采取了一系列综合监测手段。一是采用震动测定仪,在打桩时对相邻最近的建筑进行震动测定,以获取第一手资料,对症下药,采取防范措施;二是加强沉降监测,设置沉降观察点,通过每天沉降观察数据投表,及时掌握沉降动态,并采取相应的对策;三是根据周围重点建筑物保护要求,采取局部地基加固的办法,如针对淮海大楼、双禾村等房屋结构的条件采取了车站内土体抽条加固的办法,并对双禾村的地下简易人防作了充填加固的办法;四是采用与监控科研项目相结合的办法。为了掌握市中心地铁施工对周围环境影响的技术参数,淮海路车站施工中分别展开了一系列监控的科研项目,如地下连续墙位移的监测、支撑的轴力测定、孔隙水的压力变化的情况,连续墙外地表沉降、车站底部土体回弹情况等。这些科研项目不仅积累了资料,而且也为施工中情况提供了信息数据,以便及时处理,防患于未然。
三、地铁淮海路工程所采取的管理对策
由于地铁工程是一项庞大的系统工程,且淮海路地铁又是与道路改建、商业改建密切相连的项目,加之工期紧迫,稍有懈怠,将会影响到全局。因此,指挥部是如履薄冰,兢兢业业,不敢有丝毫马虎。指挥部除了在组织上抽调以工程技术人员为主体,组成三个车站项目经理与管理人员外,主要是从加强管理上着手,并从淮海路工程的特点出发,采取了以下一些合理对策:
1、直接抓好调查研究,充分做好各项前期准备工作。由于地铁淮海路工程封交时间十分短,一旦封交以后时间十分宝贵, 不容有任何浪费。为此,指挥部认为凡是能在封交以前完成的工作,必须封交以前完成,指挥部组织各有关方面展开现场踏勘,进行调查研究,把各项前期准备工作做充分,为封交以后的全面施工创造更有利的条件,扫除各种不应有的障碍。为此,指挥部重点抓了:一是交通改道工作。为了更好地解决老百姓的出行问题,使淮海路封交以后市民的出行影响减少到最低程度,我们反复研究了26路、24路电车改道实施方案,我自己也踏着自行车与有关人员一起详细踏勘了改道线路的电杆设立位、路面状况、站位选址以及交通信号等设置情况,并与有关部门提出实施方案。在市公交与交通部门的大力支持下,使26路、24路等线路改道一次成功,确保了封交的如期进行。二是地下管线改接工作。淮海路地下管线错综复杂,且年久陈旧,为了确保施工时安全与周围居民生活不受影响,我们查阅了许多地下管线资料档案,进行实地查看,会同管线单位商量最佳的改接方案,并在工程正式开工前,将各类地下管线全部绕道改接完毕,从而在整个施工过程中没有发生一起管线施工事故,也未因工程施工给居民生活造成任何不便;三是抓好施工组织设计的审定工作。施工组织资料是各施工单位的施工大纲,指挥部要求各施工单位在开工前必须拿出详尽的包括工期、材料计划、劳力安排、技术措施、组织网络等在内的施工组织设计,并由指挥部组织有关方面进行审核,提出修正意见,正式批复;四是抓好材料、设备的供应保障工作。淮海路工程投入的设备、材料是浩大的,为了确保供应到位,不拖工程后腿,指挥部早在工程开工前就请材料物资供应部门落实了进口的H型钢、54#、50#I字钢以及大批各类规格的镙纹钢,并在开工前赶制了一批609支撑系统,使材料物资供应与工程进度紧密相结合,尽量配合工程进展,做到材料供应既不压库,又不脱节,始终配合了前方作战。
工作的实践使我们深刻认识到,前期准备工作做得越是细致、越是全面,工程的实施就越是顺手。
总之,我们体会到:要让市民们一起“理解、支持、参与”重大市政工程项目,就首先要做好施工期间的“便民、利民、爱民”工作,这也是我们搞好淮海路工程的重要对策。
四、淮海路“逆作法”工程对地铁二号线的借鉴与启迪
地铁淮海路“逆作法”工程从各个方面来说都是比较成功的,它的成功意义:一在于证明中国人有能力、有水平,完全依靠自己的力量搞好复杂软土地基基础上的地下工程;二在于摸索了一套在市中心进行地下施工的管理经验与方法;三在于为今后地铁其它线路实行“逆作法”施工走出了一条路子。
目前,地铁二号线正处于紧张地筹划阶段。设置在南京路上的河南路车站也将根据淮海路工程的经验,采用逆作盖挖施工方法。当然这不是淮海路工程的简单抄搬,而是根据南京路的特殊情况与特殊要求,要在淮海路工程经验与教训的基础上进一步提高、进一步改进。
1、南京路比淮海路人流更多,商业更繁华,为了减少其工程实施时的影响,是否可将封交时间缩短得更少一些,或者能采取翻交分幅施工,保持人流与单侧应急车辆的通行。
2、根据淮海路逆作盖挖的经验,在南京路上可作进一步提高,是否可采用顶板分中、北、南三块的施工顺序,并可将顶板与路面板也按此分成中、北、南三块,以达到施工期间保持人流与应急车辆畅通。
3、为了尽可能减少施工期间对南京路影响,是否将地下管线的铺设也可用逆作法铺设,在地下管廊中施工。
4、为了减少连续墙施工时的环境污染,是否可考虑泥水分离处理系统供电线路施工工艺,同时强化文明施工要求。
5、由于南京路上施工场地更为狭小,故应结合地铁车站出入口做好地铁改造工作,在改造前先期让给地铁作施工场地。
6、若继续采用H型钢支撑系统,可用钢板焊接加工,不必再从国外进口,国内的加工焊接水平完全可达到设计要求。
淮海路地铁工程的“盖挖逆作法”施工已结束好长一段时间了,但是它留给我们的经验与教训是很多的,本人总结的目的,就是为了达到“前事不忘,后世之师”之目的,使以后的工程进展能更好、更上一层楼。