在铁路正常运行环境下的上海铁路南站主站屋相关施工技术.pdf

第2 7卷第 1 O 期 V0l _ 2 7 No 1 0 建筑施工 B UI L D I N G C O N S T R UC T I O N 在 铁 路 正 常 运行 环 境 下硇 上 海 铁 路 南站主 站屋 相关 施工技市 Co n s t r u c t i o n Te c h n o l o g y f o r t h e Ma i n Ro o f o f Sh a n g h a i Ra i l wa y Sou t h St a t i on u n d e r t h e C0 n d i t i o n s 0 f N0r ma I Ra i l w a y 0p e r a t i o n 口 方刚 ( 上 海市 第 七 建 筑 有限 公司2 0 0 0 5 0 ) 【 摘 要1 新建上海铁路南站主站屋工程位于原上海南站位置上，跨越了沪杭铁路线，施工期间如何保证沪杭铁路正常运 行，是主站屋施工组织最为关键的技术难点。介绍了保证沪杭线铁路正常运行环境下上海铁路南站主站屋基础及结构施工组 织中的相关施工技术。 【 关键词】 上海铁路南站 沪杭线 翻交 基坑围护 拉锚 钢平台 【 中图分类号 T U 2 4 8 1 ， 文献识别码 A 【 文章编号】1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 0 5 ) 1 0 0 0 1 0 0 4 1 工程概况 上海铁路 南站主 站屋为 圆形建 筑 ，分 三个层 面 ： 一 7 0 m到达层 ，0 O 0 m站台层 ，9 9 0 m平台出发层。 主站屋地下基础及通道结构复杂 ，埋置深浅不一 ，挖土 深 4 0 1 2 m 。地下部分包括 有承 台基础和地下敞厅 、 东、西旅客 通道 、设备管线通道及主站屋两侧 的行 包、 邮政通道 。上部结构主要有环行 9 9 0 m标高结构 平台 和中间 7 5 0 m标高候车厅，屋顶为圆形钢结构屋盖。 主站屋位于整个南站工程的中央 ，沪杭铁路从主站 屋正下方穿过。铁路线跨越 了工程 的基础和 6 条地下通 道。在施工过程中要求保证 沪杭铁路线正常运行 ，需通 过翻交设过渡线。由于受周遍环境空间影响，沪杭铁路 翻交只能在主站屋 内部进行 ，由原 H 7 轴线以南 5 2 0 m 翻交 到 H 6轴以南 5 2 0 m ，距翻交前 沪杭线 2 0 5 m ( 图 1) 。 由此可见 ，沪杭 铁路线将主站屋施工分成 南北两 块 ，使现场平面布置 、交通组织被分割 ，南北地下广场 和地铁线的同时施工 ，施工组织难度大。先进行翻交段 ( 过渡线 )的基础 施工时，必须保护沪杭铁路线进行可 靠的基坑围护。铁路翻交后进行翻交段南北两侧基础施 工时 ，又必须对翻交段路基进行围护。上部结构施工要 保持沪杭线运行 ，需采取架设钢平台缩短施工周期。 【 作者简介 】 方 刚( 1 9 7 1 一 ) ， 男， 大学本科 ， 工程师， 项 目主 任工程师， 联系地址： 上海市南丹东路 2 3 8号 2 3 楼( 2 0 0 0 3 0 ) ， 电话 ： ( 0 2 1 ) 6 4 8 7 0 4 6 9 。 【 收稿 日期 】 2 0 0 5 0 8 3 0 I 图 1 基础 平面布 置示意图 2 施工总部署 根据沪杭线的位置 ，在基础施工阶段采用沪杭线翻 交方案，结构施工时采取防护措施 ，保证基础和结构施 工连续性。地下部位施工阶段 ，对施工平面进 行分 区。 不受翻交段施工影响的 H 3 轴以北部位作 为 1区 ，翻交 段为 3区，与翻交段施工相邻 的： I B - B( 1- 1 3 l i b) 和南部 分别作为第 2区和第 4区 ( 图 2) 。1区与铁路翻交互不 干扰 ，先施工。与翻交段相关区域 ，按铁路翻交设过渡 线的要求按顺序先后施工。 首先 ， 施工 3区翻交段 0 O 0 m以下基础和通道结 构。包括各主站屋 中间的地下各通道、承台基础 ，主站 屋两侧的行包通道及邮政通道地下结构。施工完成后， 维普资讯 http:/ 方 刚： 在铁路正常运行环境下的上海铁路南站主站屋相关施工技术 第 1 0 期 对基坑进行回填， 在翻交段修筑铁路路基， 沪杭铁路在过 渡线运行。 然后，进行翻交段南 ( 4区 ) 北 ( 2 区 ) 两部分地 下基础、通道结构施工。此时对翻交段铁路路基进行围 护，保护翻交后沪杭线正常运行。 最后，上部结构的施工时，采取架空钢平台的施工 方案，保证铁路的正常运行及上部结构施工的连续进 行。 图 2 施 工分区图 3 基础施工阶段相关施工技术 3 1 翻交前基坑围护与施工 翻交段的基础和地下通道结构施工，其基坑围护具 体设计为：设备管线通道挖土和东、西旅客通道合为一 个基坑。根据保护对象不同，基坑南侧围护墙体采用 2 O m 长 的 8 5 0 m m S M W 工法桩 ，其余三面采用 拉森 钢板桩作为围护墙体。设备通道部位挖深 9 3 m ，设三 道支撑，其余部位挖深 6 3 m 设二道支撑。第一道钢支 撑为单根 6 0 9 m m钢管 ，第二 、三道支撑为双拼 6 0 9 m m钢管。在基坑内挖土标高落深边坡处压密注 浆加固，挖土时留坡 ( 图 3 ) 。 图 3 翻 交段基 坑围护平面布置 图 翻交段施工时，其北侧 2区有一部分先进行基坑开 挖，钢板桩北侧留土坡作为主动土体 ，平衡支撑轴力 ( 图 4) 。 图4 翻交段基坑围护剖面示意图 翻交段的通道结构完成后进行基坑回填换撑，在回 填前对通道与围护墙之间的缺口部位采用现浇混凝土挡 墙的处理方式挡土，挡墙与通道结构连接在一起。基坑 回填时，分别在通道底板、中板上设置传力带，进行换 撑 ( 图 5 ) 。 图 5 回填换撑平面 图 o 东侧邮政通道、西侧的行包通道以及主站屋的承台 基础施工，由于挖土深度均在 4 O 6 0 T n ，采用钢板桩 加水平支撑的围护形式。首先施工 H 7 轴线北侧 1 2 7 m 以北的地下结构，沪杭线翻交完成后再施工 H 7 轴以南 部分。 3 2 翻交后基坑围护与施工 翻交段地下结构施工完并回填土后，其上进行铁路 路基施工，然后进行沪杭线翻交。施工 2 、4区的基础 和地下通道结构 ，对沪杭线翻交段铁路路基采取拉锚和 支撑相结合的方式进行围护 ( 图6) 3 2 i 翻交段拉锚设计与施工 ( 1) 拉锚设计 ：利用翻交段基坑围护的钢板桩和 I 维普资讯 http:/ 第 1 0期 方 刚： 在铁路正常运行环境下的上海铁路南站主站屋相关施工技术 图 6 翻 交后 围护平 面图 S M W _T _ 法桩进行对拉锚。拉锚钢筋为 3 2 m m 螺纹钢筋 ， 张拉端采用 3 6 m m的 4 5 中炭钢 ，； D - r 成 3 6 m m锚 杆 与钢筋焊接连接 ，另一焊接端头节采 用 3 2 m m圆 钢 ，焊成固定端。围檩采用 3 0 双拼槽钢。 ( 2 ) 拉锚施工 ：拉锚钢筋设置在基坑回填时预留。 拉锚钢筋张拉 ，首先在开孔相应位置设置小牛腿 ，固定 围檩 ，然后进行张拉 。张拉顺序 由中间向两边对称张 拉 ，先进行试拉校核设计张拉 力 ，后 正式分 级张拉 固 定。 3 2 2 翻交段北侧 围护施工 沪杭线翻交后 ，钢板桩对拉锚施工完 ，北侧旅客通 道与翻交段的通道对接 ，在接 口部位利用钢管在 已完成 通道上进行对撑 ，然后挖除接口通道 的土方，拔 除钢板 桩 ， 施 工通道结构 ( 图 7) 。 图 7 翻 交后旅客 通道施工剖面工 况图 V 3 - V 4 、V 6 - V 7轴设备管线通道接口处钢板桩随 2 区挖土割除 ，再施工接 口通道。 3 2 3 翻交段南侧基坑围护与施工 南侧地下部分主要有南地下敞厅、基础承台 ，旅客 通道与地下敞厅相接 ，设备通道从地 下敞厅 底板下通 过。基坑采用坑 中坑 的围护形式。施工工况是先施工设 备管线通道坑中坑围护的灌注桩，进行敞厅和基础承台 n 基础部位大开挖 ，然后施工设备通道围檩 、支撑和翻交 段 S M W工法桩坝体的支撑，最后进行设备通道坑中坑挖 土及结构施工。 翻交段铁路路基利用翻交段 S M W工法桩作 围护墙 体 。第一道支撑为预设的对拉锚钢筋 ，第二道为斜支撑 采 用 6 0 9 m m钢管 ，在设备通 道挖土较深处再加一道 水平双拼型钢支撑。 两侧的承台基础挖土深度只有 4 - 5 m ，开挖 H 7 轴 西侧承台基坑 围护采用钢板桩 加支撑 ，H 7 轴东侧承台 基坑 围护采用搅拌桩坝体 。 4 结构施工阶段施工技术 结合 主站房钢屋架 吊装 工况 ，上部 结构 需连续施 工。在翻交段上部搭设架空钢平台做为结构支撑排架的 基础和铁路正常运行的防护措施 。 4 1 钢平台设计 架空钢平台位于主站屋 H 6 H 7轴间 ，东西两侧各 长 6 6 6 m ，架空宽度为 9 7 m ，架空高度 6 1 0 m ，满足 沪杭线 5 8 0 m的安全运行高度。 钢平台结构 ：立柱 用 6 0 9 m m钢管 ，柱顶 的纵 向 联 系梁为 H 4 0 0 m mX 4 0 0 m m型钢 ，上搁置 H 7 0 0 m mX 3 0 0 m m型钢横梁。横梁上铺 3 0 工字钢作为纵向次梁 ， 作为 9 9 0 m m平台结构施工时的排架支撑点 ，横梁下翼 缘采 用 1 0 槽钢 6 0 0 m m连 接 ，上铺七夹板作为硬隔 离。横梁和立柱上采用 2 8 槽钢设剪刀撑和连杆。 钢平台基础 ：在 H 6 轴上利 用结构承台 ( 东侧 ) 和 柱 ( 西 侧 ) 架设钢 筋混凝土梁作 为钢 管立柱托梁 ，在 H 7 轴一侧采用 3 0 0 m m的树根 桩 ( 桩长 1 9 0 5 m) 加 固 ，作 为 钢 立 柱 独 立 承 台 的 加 固 ，承 台 间 采 用 H 4 0 0 m m X 4 0 0 m m型钢连接。东侧在通道上的钢平台采 维普资讯 http:/ 方 刚： 在铁路正常运行环境下的上海铁路南站主站屋相关施工技术 第 1 0 期 取在通道内部设置 6 0 9 m m钢管顶撑及型钢井字梁加 固。 ( 图 8 、9) 一 28o0 北 联 踊 i争；酉艋 面 i， 铲 粱 柱 崩 垫 梁 2根 戥 H 700型 钢 一 力I 1 ， 1 羹 | 、|墨 正 | r 墨 、| 叠曩 I1 置 嚣 I I 墨 乒 安全 隔 圈 一 互 Il| ； |l ： 肆 躲 盟 ， 图 8 钢平 台平面设 计图 图 9 钢平 台典型 剖面设计 图 4 2 钢平台施工 施工工序：树根桩施工 一联 系通道结构顶板加 固、 混凝土托梁浇筑 一立柱承台基础施工 一钢立柱 吊装 一纵 向连梁吊装一主横梁吊装固定一安全隔离铺设一纵向工 字梁铺设 一上部结构施工。 钢平台安装施工按钢结构施工规范要求进行。先立 柱、纵向连梁、横梁吊装，采用 5 0 t 履带吊吊装，吊车 停靠在沪杭线翻交段铁路线两侧；然后进行安全隔离和 3 0 工字钢纵梁的安装。吊装跨越铁路线，在列车运行 间隙进行。钢平台安装完成后既作为上部 9 9 0 m平台 结构施工时排架支撑的基础，同时又作为铁路运行的防 护隔离措施， 保证铁路运行安全和结构施工的连续性。 5 总结与体会 ( 1) 在施工环境和工况复杂的条件下，通过施工 平面分区，合理安排施工顺序组织施工， 在铁路翻交段 成功实现了基坑到铁路路基转换，保证了铁路线运行的 连续性。翻交前基坑围护和翻交后对拉锚、支撑等多种 围护形式，实现了基坑围护墙体一墙两用。在无法直接 设置支撑的条件下，采用钢筋对拉锚的方法对围护体进 行加固，通过本工程实践证明是比较好的办法。 ( 2) 结构施工时采取架空钢平台防护措施 ，保证 结构施工连续进行和铁路的正常运行，缩短了施工周 期，具有一定的经济效益。 ( 3) 施工过程中，自 始至终进行了施工监测，监测 信息指导了施工方案的调整和优化。基坑围护施工对铁 路路基变形有一定影响，基坑回填完成后立即投入了铁 路线翻交和运行，土