近日,隨著最后一塊預制構件螺栓緊固完成,廣東建工集團所屬華隧建設集團承建的廣州地鐵首個在煤炭采空區上建設的地鐵站——廣州地鐵十四號線二期彭邊站車站內部結構預制拼裝完成,這也是國內首例采用UHPC(超高性能混凝土)預制拼裝施工工藝建設的地鐵車站。
廣州地鐵十四號線二期彭邊站車站施工區域
廣州地鐵十四號線二期呈南北走向,北接十四號線嘉禾望崗站,南抵現有的廣州火車站,線路全長約11.9公里,設有8座車站,均為地下站。
此次完成預制拼裝的彭邊站為第8個站,南接鶴南站,北聯嘉禾望崗站,車站全長161.75米,車站標準段寬度21.9米。該站站位下伏煤炭采空區,為廣州地鐵首例在煤炭采空區上建設的地鐵車站。自2019年9月開始施工以來,項目部先后攻克了車站下伏煤炭采空區、10千伏高壓電纜保護等施工難題,歷時22個月順利實現車站封頂,轉入附屬結構及內部結構施工階段。
國內首次在地鐵車站采用UHPC預制拼裝
傳統的車站內部結構施工采用的施工工藝需投入較多的人力、物力,施工工序繁多,所有結構構件均需等待混凝土齡期,存在建設效率低、施工周期長、資源消耗大以及車站與區間、軌排交叉施工且施工工期彼此制約等問題。
為解決施工過程中存在的問題,響應國家提出的“碳達峰、碳中和”目標,廣州地鐵、華隧建設集團、中鐵二院等單位積極開展技術攻關,創新性地在采用了UHPC預制的車站內部結構進行預制拼裝,這也是國內首次在地鐵車站采用UHPC預制拼裝工藝。
UHPC是一種高強度、高韌性、高耐久性的裝配式建筑材料,具有低水膠比、低孔隙率、高致密度的特性,相較傳統混凝土,其抗壓、抗折性能更好,防滲透能力強、可塑性強、耐久性高等優點突出,適用于制備輕薄構件。
廣州地鐵十四號線二期彭邊站車站UHPC站臺板
彭邊站的內部結構較為傳統,在該站采用UHPC預制拼裝工藝,與原有的現澆混凝土方案相比,工期較傳統施工方法縮短50%,大大提高了施工工效。同時,制作的軌頂風道、站臺板、樓梯重量分別減輕80%、50%、55%,大幅節省施工的材料消耗,提高了車站內部作業人員的作業環境,減少了生產過程中產生的碳排放。彭邊站除車站首尾兩端及部分異形結構外,車站中部的大部分站臺板及軌頂風道,以及附屬C1、C2出入口樓梯均采用UHPC預制構件進行拼裝。
此次UHPC預制拼裝工藝的使用,為大規模城市軌道交通建設預制裝配式結構施工提供了可參考的“模板”,也為廣州地鐵實現“雙碳”目標提供了更多可能。
研制配套安裝的一體式工裝設備
彭邊站的預制拼裝面臨預制難度大、場地限制多、保護要求高、借鑒經驗少等難點,對此,華隧建設集團、華隧威公司等聯合成立專項課題小組對預制構件結構的形式、厚度及固定方法進行創新設計優化,并邀請高校團隊針對性開展建模驗算、破壞性試驗、疲勞試驗、抗震試驗等,驗證了設計的合理性和施工的安全性。
為同時滿足車站內部結構站臺板及軌頂風道的拼裝施工,華隧建設集團、華隧威公司聯合專業機構,研制了步履式移動拼裝設備,該設備包含步履式移動支架、吊臂及拼裝機構,適用于地鐵站臺地面預制件、地鐵通道兩側風道合圍的底板和側板的鋪設,可一體式完成安裝作業。
步履式移動拼裝設備
步履式移動拼裝設備只需遙控即可操控,設備采用液壓系統,實現步履式前后左右移動及轉向,前后移動距離1米/步,左右移動距離0.5米/步,最大起吊高度達7米,前后方向及左右方向均可起吊負載。設備配備的風道安裝設施,可滿足站臺板的吊裝、調節及軌頂風道的吊起、頂升、調節等,同時實現風道豎板、底板的安裝。
截至目前,十四號線二期(嘉禾望崗——廣州火車站)土建工程累計完成46%。8座車站中,4座主體結構封頂,3座進行土建施工,剩余1座進行前期準備;8個區間中,3個已貫通,4個進行土建施工,1個進行前期準備。
注:以上車站名稱僅為工程暫定名稱,標準站名應以市政府批準公布為準。