地鐵車站頂板支撐方案的優化
摘 要 上海軌道交通6號線源深體育中心站為地下雙跨雙層箱形鋼筋混凝土結構，為保證雙圓盾構順利過車站，對原頂板的支撐加固方案進行了優化。將從車站底板到頂板的豎向型鋼支撐改為45o斜撐，不僅增大了盾構過站期間的操作空間、減小了施工難度，而且節約了工程成本。該優化方案可為類似工程提供借鑒。
關鍵詞 車站施工 型鋼支撐 頂板跨度 斜撐 安裝與拆卸
1 工程概況
上海軌道交通6號線源深體育中心站為地下雙圓盾構過站車站，結構形式為雙跨雙層箱形鋼筋混凝土結構，頂板厚500 mm，中板厚400 mm，底板厚800 mm，內襯厚600 mm；結構立柱為800 mm×500 mm，地下一層的層高為3.6 m，地下二層的層高為6.6 m。雙圓盾構截面尺寸為11.12 m×6.52 m，盾構過站期間頂進基座高560 mm。
2 方案優化
2.1 原方案
雙圓盾構過站前先完成結構底板、側墻及頂板的制作，由于結構中柱正處于盾構頂進的中心線，而結構中板底標高又與盾構在高程上相碰（6.52+0.56=7.08 m>6.6 m），因此，結構中柱及中板必須在盾構過站后再進行施工。
為保證盾構過站期間基坑及結構頂板的安全，原設計頂板支撐方案中設置了H500×200×10×18型鋼，從車站底板支撐頂板，并在兩側側墻與型鋼之間的2.3 m范圍內保留腳手架（見 圖1），使頂板最大跨距由17.6 m減小至13.3 m。
2.2 優化理由
⑴ 型鋼支撐用量較大（HM500×300×11×18型鋼約94 t）；
⑵ 盾構進洞及過站完成時間的推遲，型鋼的租賃周期也隨之加長，增加工程成本；
⑶ 型鋼支撐的長細比較大，上下兩端需設置縱向型鋼，對各節點的焊接質量及整體穩定性要求較高；
⑷ 兩側保留的腳手架給結構施工中支撐的安裝與拆卸增加風險與難度；
⑸ 型鋼支撐及保留部分腳手架占車站結構的空間較大，造成盾構過站期間操作空間不
足，給盾構過站帶來不便；
⑹ 在盾構過站后中板制作時，需在豎向型鋼支撐位置預留較多的孔洞（孔洞間距為3.5～4 m，孔洞尺寸為700 mm×500 mm），以供型鋼拆除時用，從而大大影響中板結構質量及安全；并且增加型鋼拆除時的難度（每根豎向型鋼支撐長9.6 m），還將造成大量型鋼浪費。
2.3 優化后方案
⑴ 將豎向型鋼支撐改為45o斜撐（HN500×200×10×16型鋼雙榀），斜撐兩端與預埋在結構（側墻、中板與頂板）內的鋼板焊接固定，使盾構過站期間頂板最大跨度由原方案中的13.3 m縮小至10.4 m。
⑵ 拋撐間距為3.5～4 m，與水平鋼支撐間隔布置；
⑶ 在斜撐安裝之前，先制作完成部分中板（側墻邊向內1.5 m）；
⑷ 在斜撐與頂板的接觸位置上增加縱向暗梁，梁寬1000 mm，梁高同頂板厚度。
優化后的頂板支撐布置見圖2。
3 優化方案實施
3.1 斜撐的安裝
⑴ 斜撐的固定須在側墻和部分中板的施工完成后、頂板的模板搭設之前進行。每根斜撐的平面位置、切割長度與角度均通過計算來確定；
⑵ 斜撐的下端擱置在中板與側墻拐角處，并與預埋板（450 mm×500 mm，錨固筋采用4φ25；）滿焊；
⑶ 斜撐的上端與頂板預埋板（900 mm×500 mm，錨固筋采用10φ25）焊接，預埋板在頂板模板鋪設前固定位置，并保證其底面與設計頂板的底面相一致；
⑷ 斜撐與頂板的預埋板焊接牢固后，經各方檢查合格，方可進行頂板的模板、鋼筋、混凝土澆筑施工。
⑸ 每根型鋼重985 kg，在頂板混凝土澆筑之前，必須將斜撐與頂板的腳手架體系進行聯系與固定，保證型鋼斜撐的穩定與安全。
圖3 為斜撐的加固截面圖。
3.2 實施效果
在結構頂板混凝土強度達到設計要求后，拆除滿堂腳手架。在盾構過站之前，對結構頂板及側墻進行檢查，發現頂板及側墻的裂縫及滲水較少，完全滿足車站設計的防水要求；在盾構過站過程中，每2周對車站基坑進行監測，監測報告顯示，車站基坑變形基本穩定。
3.3 立柱及中板施工
為方便下一層結構立柱的混凝土澆筑及保證澆筑質量，在頂板施工過程中，將f150鋼管豎向預埋在設計立柱的中心位置上；在車站底板及頂板施工中，按設計要求預埋鋼筋接駁器、鋼筋及型鋼斜撐拆除預埋鋼板。待盾構過站后，先施工下二層結構立柱，達到設計要求強度后進行中板施工，然后施工下一層結構立柱（經頂板預留鋼管澆筑立柱混凝土，充分振搗，保證立柱質量），待中板及立柱混凝土強度達到要求后，方可拆除型鋼斜撐。
3.4 斜撐拆卸
⑴ 在頂板拆支撐預埋板上焊制吊鉤；
⑵ 用鋼絲繩經頂板吊鉤將型鋼斜撐懸掛穩定住；
⑶ 將型鋼斜撐與上下端的預埋板割離；
⑷ 以中板與側墻的拐角點為支點，將型鋼斜撐旋轉，輕放至中板面上，并將其從結構內部吊出。
在拆卸過程中，保證型鋼的輕拉、輕放，避免給結構造成較大的撞擊及損傷。
4 結束語
為了保證盾構安全過站，對大跨度頂板所采用的斜撐方案是切實可行的。斜撐的安裝及拆除較方便；在保證安全的情況下，節省了大量的型鋼（較原方案節省58 t），簡化了施工工藝，有效地縮短了工期，節約工程成本，取得了一定的經濟效益。
該斜撐方案可供類似工程借鑒，不足之處請不吝指正。
