北京装配式铺盖法建地铁车站施工技术共642

装配式铺盖法修建地铁车站设计施工技术研究

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指导北京市轨道交通建设管理有限公司北京交通大学调研中期汇报1.前言装配式铺盖法即以标准的铺盖板铺设临时路面，维持地面交通畅通，然后凭借各种标准临时支撑及支护，保证围岩稳定，并用标准构件保护地下构筑物及管线，进行施工开挖。根据课题研究安排及轨道交通建管公司的要求，我们调研了以日本为主的国外应用装配式铺盖法修建地铁车站的设计施工技术。调研主要内容：1）装配式铺盖法结构型式2）结构拼装细部3）铺盖板和支撑样式及设计法4）管线悬吊保护东京地铁某车站图-2-1装配式铺盖法标准断面图

2.装配式铺盖法构件结构模式2.1基本构件结构型式装配式铺盖法各部分名称2.2铺盖板的种类及性能2.2.1铺盖板的种类通常按使用材料种类可分为如下几种：

（a）钢铺盖板

（b）铸铁铺盖板

（c）钢筋混凝土铺盖板

（d）钢-混凝土合成铺盖板

（e）木制铺盖板图-2-3钢制铺盖板示意图图-2-5特殊铺盖板一例图-2-4防灾面详图2.2.2铺盖板应具备基本性能（a）各种大交通量情况下也能正常使用；（b）耐久性好，可长时间使用；（c）表面抗滑能力强，不影响汽车行驶及停止；（d）抗冲击能力强，能充分抵抗施工及材料搬运时的偶然冲击；（e）重量尽可能轻；（f）安装方便、简单、牢靠，使用期间检查方便；（g）车辆在铺盖板上行驶时不产生额外噪音；（h）通用性和兼容性好，各种铺盖板可以并用；（i）材质均匀，成型误差小，不给车辆及步行者以不安全感觉；（j）安全性高，铺盖板即使发生破损，也决不可能发生事故；铺盖板的抗滑滑性能铺盖板的抗滑滑性能是影响响车辆安全行行驶的重要因因素之一。钢钢铺盖板以及及铸铁铺盖板板在晴天干燥燥情况下摩擦擦系数与混凝凝土路面相同同，但在湿润润状态下，其其摩擦系数降降低明显，特特别是当表面面的纹络被泥泥土覆盖的情情况下，摩擦擦系数就会更更小，抗滑性性能较差。因因此，在工程程中搬送的泥泥土等附着在在铺盖板上时时，应立即清清扫。现在各各相关公司也也都在做提高高铺盖板表面面摩擦系数的的研究和开发发。种类测定条件速度（km/h）路面温度20406070圆形突起钢板干燥0.6010.6420.6950.69514～16ºC湿润0.3970.3140.2690.260泥土0.3830.3420.2570.237铸铁铺盖板干燥0.5960.6580.6610.66014～16ºC湿润0.6610.5370.4480.441泥土0.5810.5530.3850.396钢制铺盖板干燥0.8120.7440.698—30～28ºC湿润0.6940.6110.428—泥土————砼钢合板铺盖板干燥0.8170.7660.777—36～33ºC湿润0.7250.6060.595—泥土————表-2-1铺盖板抗滑摩摩擦系数道路的种类最小摩擦系数条件一般道路0.40路面35ºC,60km/h

湿润一般道路有冰雪时及斜坡0.35有坡度及曲线的交叉点及

分合流点同上0.450.40表-2-2路面抗滑动摩摩擦系数的界界限值3.结构布置及各各部分的相互互连接3.1路面铺盖板的的高程与平面面布置一般来说,铺盖板的高程程应与现有的的道路高程一一致。如果在在铺盖板上用用打桩机打桩桩的话，铺盖盖板应尽可能能水平。如果果因为地下埋埋设物的高程程等原因不得得不设置错台台时，应尽可可能把铺盖板板端部与现有有道路的接续续部分做成缓缓坡（5%）。图-3-1铺盖法过渡区区间详图图-3-2铺盖法计划高高程图当道路在纵向向上有坡度，，凸凹不平时时，应尽可能能使铺盖板面面平滑，所以以应事先将既既有路面加高高，使铺盖板板设置时不需需要大量的接接续就能完成成。断面坡度度一般都是水水平或1/100以下的坡度，，设置排水沟沟。3.2铺盖板与铺盖盖板支撑梁的的平面布置铺盖板的布置置方向要从考考虑机具等的的出入及埋设设物悬吊保护护的便利性来来决定。在较宽的道路路下进行铺盖盖施工时，应应根据开挖宽宽度设置中间间桩。中间桩桩的间距在保保证安全的条条件下应尽量量大图-3-3路面铺盖平面面图铺盖板支撑梁梁一般与道路路垂直布置。。这是因为这这样做可以让让挡土墙兼作作铺盖板支撑撑梁的支撑桩桩，便于施工工且有利于工工程的经济性性。由于铺盖板是是避免长期禁禁止通行的手手段，很多如如右图所示的的对双车道的的道路进行单单车道施工的的情况很多。。但由于白天天交通量大，，一般都是夜夜间施工。图-3-4单边铺盖板施施工例3.3铺盖板支撑梁梁布置的基本原原则：(a)铺盖板支撑梁梁一般按设定定的车辆行进进方向设计；；(b)铺盖板支撑梁梁的设置方法法，与其说由由铺盖板支撑撑梁梁设计上的利利与弊决定，，不如说由施施工及其他因因素的方便有有利来决定；；(c)在多数情况下下铺盖板支撑撑梁的轴向设设置与梁支撑撑的关系有轴轴心错开和不不错开两种方方式；(d)铺盖板的大小小是考虑铺盖盖板支撑梁的的中心间隔的的基本因素(e)埋设物的悬吊吊梁一般以设设置专用悬吊吊梁为原则；；(f)活荷载（不含含冲击荷载））的容许挠度度为支座间距距的1/400或25mm以下。活荷重的加载载方法根据铺铺盖板支撑梁梁与车辆行进进方向垂直或或水平的不同同而不同，因因此，车辆行行进方向一定定的情况下，，仅在其方向向上设计既可可；如果车辆辆行进方向不不定，需要两两方向设计。。铺盖板支撑梁梁的排列方法法，一般通常常考虑平面形形状、支承桩桩配置、施工工条件以及其其他条件来决决定。由于铺铺盖板支撑梁梁是沿道路横横向铺设，所所以，铺盖板板一般是与车车辆行进方向向垂直铺设。。当铺盖板宽度度大而且铺盖盖板支撑梁轴轴向存在多个个方向的情况况下的配置方方法(a)梁支撑为槽型型钢1）铺盖板支撑撑梁的轴心不不同的情况梁支撑需要2根槽型钢的情情况下，按右右图布置，能能牢固搭接，，没有脱落的的可能。即使使1根槽型钢也能能满足的情况况下，也应当当采用此方法法布置。铺盖板支撑梁梁的连接方法法(其一）铺盖板支撑梁梁的连接方法法（其二）2）铺盖板支撑撑梁的轴心相相同的情况铺盖板支撑梁梁1根槽型钢就能能满足的情况况下，虽说铺铺盖板支撑梁梁的轴心没有有脱离，但搭搭接的宽度仅仅有桩宽1/2，因此，为了了不使其脱落落，铺盖板支支撑梁槽的相相互连接是必必须的。(b)梁支撑为H型钢1）铺盖板支撑撑梁的轴心不不同的情况按按右图布置没没有特殊殊条件下，一一般使用该方方式。图-3-7铺盖板支撑梁梁的连接方法法（其三）图-3-8铺盖板支撑梁梁的连接方法法（其四）2）铺盖板支撑撑梁的轴心相相同的情况如如右图所示配配置,但这个方法是是最危险的。。如果搭接部部仅仅是端部部,而且不做任何何补强的话,铺盖板支撑梁梁的端部可能能会产生弯曲曲,铺盖板支撑梁梁有脱落的危危险。因此，，首先要对铺铺盖板支撑梁梁的荷重作用用点处用肋板板加强，使梁梁支撑的端部部不产生弯曲曲。这个肋板板要牢固的焊焊接在铺盖板板支撑梁的槽槽处。另外，，由于搭接较较小，铺盖板板支撑梁的相相互连接是必必要的。（3）铺盖板支撑撑梁的设置间间隔因为铺盖板长长2m，实际上也都是是195-199cm,所以，铺盖板板支撑梁的中中心间隔按2m施工时是没有有问题的。（4）铺盖板支撑撑梁与悬吊梁梁的兼用（5）容许挠度如果铺盖板支支撑梁的挠度度过大，铺盖盖板面会产生生错台，其安安定性也会受受到损害，按按规定，由活活荷载产生的的挠度容许在在支座间距的的1/400或25mm以下。3.4梁支撑与挡土土墙的搭接（1）处理原则作为梁支撑的的槽钢及H型钢，与挡土土墙有两侧搭搭接和一侧搭搭接之分，其其目的是梁支支撑把分别分分担的荷载传传递给挡土墙墙。在用混凝凝土连续墙时时，通常把铺铺盖板支撑梁梁直接搭接其其上，不设梁梁支撑。当地地层条件好的的情况下，可可以直接作用用于地表，但但要进行承载载力验算。（2）挡土墙为桩桩板组合墙，，SMW，PIP（钻孔灌注注桩），SP（钢板桩）等形形式（a）槽钢梁支撑与与挡土墙两侧侧搭接挡土墙采用桩桩板组合墙，，SMW，PIP等形式的情况况下，用螺栓栓固定，铺盖盖板支撑梁荷荷重由梁支撑撑向挡土墙完完全传递。图-3-9槽钢与桩板组组合墙、SMW、PIP坑的（两侧））图-3-10槽钢与SP的连接（两侧侧）挡土墙采用SP形式的情况下下，用螺栓固固定，铺盖板板支撑梁荷重重由梁支撑向向挡土墙完全全传递。（b）槽钢梁支撑与与挡土墙一侧侧搭接荷重较小且且槽钢1根就可以的的情况下，，通常是固固定在挖掘掘侧，而且且一般应当当如右图所所示的背面面的槽钢用用等边三角角形钢。图-3-9槽钢与桩板板组合墙、、SMW、PIP坑的（一侧侧）（3）铺盖板支支撑梁直接接与混凝土土连续墙连连接，不需需要梁支撑撑。如图-3-11所示。图-3-11作为梁支撑撑的H型钢与挡土土桩的连接接（4）直接作用用于地面这种情况下下，与挡土土墙背面的的土的性质质有关，如如有相当的的承载力，，可作为直直接基础，，如图3-12所示。但这这种情况下下要进行挡挡土墙（桩桩）承载力力的验算，，安全系数数要达到2以上。图-3-12梁支撑直接接作用于地地面3.5铺盖板及支支撑各部分分的拼装方方法（1）原则(a)接触部分是是应力集中中的地方，，必须牢固固可靠，需需要时需加加固补强。。(b)关于连接螺螺栓，即使使使用高强强度螺栓也也要按普通通螺栓计算算。(c)螺栓孔要用用钻孔，不不能用焊接接枪开孔。。(d)现场焊接,一般仅限用用于角焊缝缝设计。(e)角焊缝的原原则是仅限限于受剪切切部分。（2）各部分的的相互拼装装式图示为梁支支撑材料用用槽钢的情情况图-3-13铺盖板支撑撑梁与梁支支撑（槽钢钢）的连接接(a)铺盖板支撑撑梁和梁支支撑当荷重较大大，用螺栓栓连接，槽槽的部分可可能产生失失稳的情况况下，用垂垂直钢材补补强。图-3-14铺盖板支撑撑梁与梁支支撑（H钢）的连接接梁支撑材料料用H钢的情况(b)梁支撑和桩桩梁支撑为槽槽钢的情况况下，梁支支撑与桩用螺栓连接接。图-3-15梁支撑（槽槽钢）与桩桩的连结图-3-16梁支撑（槽槽钢）的连连接部与桩桩的连接梁支撑与梁梁支撑的连连接通常在在桩的位置置实施，螺螺栓因剪切切而不足时时，如图进进行处理。。梁支撑为H钢的情况下下，用螺栓栓连接。荷荷重较大的的情况下，，梁支撑的的槽的部分分可能产生生失稳的情情况下，需需加钢材垂垂直补强。。梁支撑与与梁支撑的的连接在桩桩的位置进进行。图-3-17梁支撑（H钢）与桩的的连接处理理(c)铺盖板支撑撑梁与斜撑撑通常铺盖板板的水平力力很小，可可用螺栓或或焊接处，，但因桩的的朝向的不不同，有各各种处理方方法。1）桩的朝向向是弱轴的的情况图-3-18桩与斜撑的的连结（其其一）桩的朝向是是弱轴的情情况下，把把斜撑的荷荷重传递到到桩的端部部即可。因因为与桩的的处理是非非对称的，，会使桩受受扭，但如如果荷重较较小，以桩桩的抗扭刚刚度来抵抗抗就足够了了，通常这这样没有问问题。2）桩的朝向向是强轴的的情况桩的朝向是是强轴的情情况下，也也是把斜撑撑的荷重传传递到桩的的端部即可可。但在这这种情况下下，因为必必须借助一一端的桩边边缘进行荷荷载传递，，因此必须须对那部分分进行安全全确认。另另外，在这这种情况下下与1）相同，会会使桩受扭扭，但其荷荷载较小，，通常也没没问题。图－3-19桩与斜撑的的连接（（其二）(d)桩与水平连连接材水平连接材材本身的处处理通常用用螺栓连接接即可，如如可能用焊焊接也可以以。1）桩的朝向向是弱轴的的情况桩的朝向是是弱轴的情情况下，把把斜撑的荷荷重传递到到桩的端部部即可。即即使荷重较较小，斜撑撑交互在桩桩的两边缘缘固定，所所以水平连连接材（继继材）也是是在两端连连接。图－3-20桩与水平连连接的处理理（其一一）2）桩的朝向向是强轴的的情况（图图-3-21）桩的朝向是是强轴的情情况下，也也是把斜撑撑的荷重传传递到桩的的端部即可可。但在这这种情况下下，不是直直接的而是是必须借助助一端的桩桩边缘进行行荷载传递递，因此必必须对那部部分进行安安全确认。。图－3-21桩与水平连连接的处理理（其二二）（3）螺栓的计计算方法（a）螺栓通常使使用M22，没有特殊要要求的情况况下一般使使用该种螺螺栓。（b）一般按普通通螺栓计算算。因为摩摩擦结合理理论等不被被承认，用用螺栓的考考虑方法设设计计算其其容许应力力。（c）由于普通螺螺栓一般因因振动会松松动，因此此必须使用用弹性垫圈圈，充分拧拧紧，并且且要定期检检查。（d）螺栓孔一定定要用钻孔孔。如果用用气焊切割割等方法开开孔，会给给母材带来来损伤，螺螺栓孔歪斜斜等，产生生使螺栓不不能均匀承承担荷载的的危险，不不得使用。。（4）焊接的计计算方法（a）现场焊接容容许应力是是按母材（（通常与工工厂焊接相相同）的80%计算。（b）因为是拼装装方式，所所以现场一一般不进行行坡口焊接接，如需要要，仅限于于用向下的的姿态进行行焊接。（c）角焊缝也不不得朝上设设计为原则则。（d）焊接部如果果受拉作用用，进行坡坡口焊接是是基本原则则。（e）角焊缝处只只承受剪切切力，不承承受弯矩及及轴向力（（拉力）为为原则。4．地下埋设设物（管线线）的处理理及保护方方法4.1处理及保护护方法地下埋设物物保护，因因其状况及及种类的不不同而不同同。一般以以悬吊保护护为主，悬悬吊保护的的方法也以以埋设物的的种类的不不同而不同同，应按埋埋设物管理理者所定的的基准进行行保护。为为了确定适适当的防护护和复旧的的方法，必必须充分了了解开挖范范围，并对对埋设物的的种类、深深度、构造造尺寸、老老朽程度、、材质等进进行充分的的调查，一一般有如下下的方法：：（1）铺盖板支支撑梁悬吊吊保护法在管线原来来的位置用用铺盖板支支撑梁悬吊吊保护，工工程中经常常进行检查查和维护，，确保安全全。这种方方法由于铺铺盖板支撑撑梁的振动动会直接传传给埋设物物，悬吊以以钢丝绳以以及松紧装装置等要小小心进行。。在管线原来来的位置用用专用悬吊吊梁保护，，这种方法法由于有铺铺盖板支撑撑梁的振不不会传给埋埋设物的优优点，主要要用于煤气气管保护或或者交通繁繁忙的交叉叉点的电力力、电话线线的保护。。一般用高高300mm的H钢。图4-1-1专用梁的悬悬吊防护（2）专用梁悬悬吊保护法法图-4-2临时防护（3）临时支撑撑保护法当埋设物重重量大、铺铺盖板支撑撑梁悬吊保保护有危险险时，打设设侧桩、中中间桩或专专用桩，另另用它作为为支撑的保保护方法。。大型的灌灌渠、上水水本主管（（直径1200mm以上）或洞道等的保保护用此方方法。这种种方法使用用时要特别别注意支撑撑桩的承载载力、挠度度以及管的的老朽程度度的调查。。在软弱地层层埋设物横横穿或斜穿穿时，又从从悬吊保护护到直接进进入地层的的部分，埋埋设物会受受到由于开开挖固结沉沉降的影响响。作为防防止对策，，把铺盖板板范围扩大大，上部的的土除去，，使之可能能经常检查查和监视，，保证其安安全。如发发现可能有有危险，立立即进行悬悬吊保护，，或者进行行管路下的的注浆防护护。如图-4-3所示。复原原时用金属属托保护回回填复原。。如图-4-4用金属托座座防护所示。图-4-3分段防护（4）分段开挖挖保护法图-4-4用金属托座座防护返回开挖范围内内外，伴随随开挖有受受到变位沉沉降等影响响的管路，，可以和管管路管理者者协议，用用改变管路路的材质或或者同样材材质更新的的办法来防防止工程中中对管路的的损害。例例如，铸铁铁煤气管更更换为钢管管，老朽的的下水管用用新管更换换等。（5）变更管子子的材质保保护法道路宽度过过窄，隧道道的占用位位置无法变变更或打桩桩位置埋设设物多为障障碍时，用用临时移设设，工程中中使用悬吊吊保护，工工程完了后后复原。（6）临临时时移移设设法法埋设设物物成成为为障障碍碍物物时时，，经经过过协协议议可可以以移移设设、、撤撤去去。。另另外外，，也也有有道道路路上上设设置置的的电电力力线线、、电电线线杆杆等等临临时时移移设设的的情情况况，，这这时时，，往往往往临临时时移移设设或或在在原原来来的的位位置置用用铺铺盖盖板板支支撑撑梁梁悬悬吊吊保保护护。。（7）移移设设、、撤撤去去法法图-4-5电线线杆杆保保护护4.2各种种管管路路的的保保护护方方法法图-4-6是上上水水管管道道防防护护标标准准模模式式图图。。一一般般地地讲讲，，上上水水管管和和煤煤气气管管都都是是钢钢管管或或铸铸铁铁管管，，除除铸铸铁铁管管外外，，一一般般都都是是接接头头用用焊焊接接或或螺螺栓栓连连接接，，有有一一定定的的强强度度；；但但上上水水道道的的管管接接头头插插入入式式较较多多，，会会由由于于悬悬吊吊保保护护时时的的振振动动使使接接头头部部脱脱离离，，因因此此，，一一般般采采用用如如图图-4-7所示示的的补补强强保保护护措措施施。。一般般地地讲讲，，管管路路可可以以按按下下例例分分类类：：上水水管管、、煤煤气气管管，，下下水水管管，，电电力力、、电电话话管管线线，，其其他他。。（1）上上水水管管、、煤煤气气管管图-4-6上水水管管道道防防护护标标准准图图图-4-7上水水管管道道补补强强图图图-4-6上水水管管道道防防护护标标准准图图返回回图-4-7上水水管管道道补补强强图图返回回下水水管管，，一一般般是是陶陶制制管管、、钢钢筋筋混混凝凝土土管管或或聚聚丙丙烯烯管管所所制制，，管管的的结结合合一一般般也也是是用用水水泥泥砂砂浆浆填填充充接接缝缝的的。。因因此此，，有有混混凝凝土土脱脱落落后后或或落落水水的的情情况况下下，，必必须须进进行行事事前前修修理理。。陶陶管管在在内内径径380mm以下下的的小小管管等等，，材材质质比比较较旧旧易易损损坏坏，，保保护护时时应应充充分分注注意意。。（2）下下水水管管（3）电电力力、、电电话话管管线线图-4-8地下下电电缆缆防防护护标标准准图图构造造及及样样式式多多种种多多样样，，有有直直埋埋式式、、管管式式（（各各种种管管材材不不同同））、、单单孔孔管管或或多多孔孔管管组组合合式式等等。。其其中中一一例例4.3埋设设物物妨妨碍碍铺铺盖盖板板支支撑撑梁梁时时的的处处理理方方法法通常常，，为为了了使使铺铺盖盖板板的的高高程程与与原原有有道道路路面面高高程程一一致致，，在在浅浅埋埋位位置置的的埋埋设设物物就就成成为为铺铺盖盖板板支支撑撑梁梁或或梁梁支支撑撑的的障障碍碍。。因因此此，，铺铺盖盖板板支支撑撑梁梁的的设设置置方方向向应应尽尽可可能能避避开开埋埋设设物物为为原原则则。。图图-4-9是埋设设物妨妨碍铺铺盖板板支撑撑梁、、梁支支撑铺铺设时时主要要处理理方法法示意意图。。图-4-9埋设物物妨碍碍铺盖盖板支支撑梁梁情况况下的的处理理方法法图-4-9埋设物物妨碍碍铺盖盖板支支撑梁梁情况况下的的处理理方法法返回（1）把铺铺盖板板支撑撑梁的的支座座宽度度减小小，相相应配配置桩桩；使使用小小的铺铺盖板板支撑撑梁。。（2）使用用梁高高小、、宽度度大的的铺盖盖板支支撑梁梁系列列的H钢（H-400×400×13××21等）。。（3）加大大铺盖盖板支支撑梁梁的间间隔，，并在在铺盖盖板支支撑梁梁上加加横撑撑。当埋设设物与与铺盖盖板支支撑梁梁相碰碰时，，主要要有以以下处处理方方法：：当埋设设物与与梁支支撑相相碰时时，主主要要有以以下处处理方方法：：（1）使用用梁支支撑高高小、、宽度度大的的H钢（H-400×400×13××21等），，改变变梁支支撑的的设置置高程程。（2）把梁梁支撑撑用槽槽钢补补强后后，切切去多多余部部分。。（3）补强强梁支支撑，，使之之成为为一端端在承承载桩桩的单单端梁梁。当接近近埋设设物打打桩、、挖掘掘施工工时，，为了了避免免其振振动对对埋设设物的的影响响，应应尽可可能离离