近日,随着最后一块预制构件螺栓紧固完成,广东建工集团所属华隧建设集团承建的广州地铁首个在煤炭采空区上建设的地铁站——广州地铁十四号线二期彭边站车站内部结构预制拼装完成,这也是国内首例采用UHPC(超高性能混凝土)预制拼装施工工艺建设的地铁车站。
广州地铁十四号线二期彭边站车站施工区域
广州地铁十四号线二期呈南北走向,北接十四号线嘉禾望岗站,南抵现有的广州火车站,线路全长约11.9公里,设有8座车站,均为地下站。
此次完成预制拼装的彭边站为第8个站,南接鹤南站,北联嘉禾望岗站,车站全长161.75米,车站标准段宽度21.9米。该站站位下伏煤炭采空区,为广州地铁首例在煤炭采空区上建设的地铁车站。自2019年9月开始施工以来,项目部先后攻克了车站下伏煤炭采空区、10千伏高压电缆保护等施工难题,历时22个月顺利实现车站封顶,转入附属结构及内部结构施工阶段。
国内首次在地铁车站采用UHPC预制拼装
传统的车站内部结构施工采用的施工工艺需投入较多的人力、物力,施工工序繁多,所有结构构件均需等待混凝土龄期,存在建设效率低、施工周期长、资源消耗大以及车站与区间、轨排交叉施工且施工工期彼此制约等问题。
为解决施工过程中存在的问题,响应国家提出的“碳达峰、碳中和”目标,广州地铁、华隧建设集团、中铁二院等单位积极开展技术攻关,创新性地在采用了UHPC预制的车站内部结构进行预制拼装,这也是国内首次在地铁车站采用UHPC预制拼装工艺。
UHPC是一种高强度、高韧性、高耐久性的装配式建筑材料,具有低水胶比、低孔隙率、高致密度的特性,相较传统混凝土,其抗压、抗折性能更好,防渗透能力强、可塑性强、耐久性高等优点突出,适用于制备轻薄构件。
广州地铁十四号线二期彭边站车站UHPC站台板
彭边站的内部结构较为传统,在该站采用UHPC预制拼装工艺,与原有的现浇混凝土方案相比,工期较传统施工方法缩短50%,大大提高了施工工效。同时,制作的轨顶风道、站台板、楼梯重量分别减轻80%、50%、55%,大幅节省施工的材料消耗,提高了车站内部作业人员的作业环境,减少了生产过程中产生的碳排放。彭边站除车站首尾两端及部分异形结构外,车站中部的大部分站台板及轨顶风道,以及附属C1、C2出入口楼梯均采用UHPC预制构件进行拼装。
此次UHPC预制拼装工艺的使用,为大规模城市轨道交通建设预制装配式结构施工提供了可参考的“模板”,也为广州地铁实现“双碳”目标提供了更多可能。
研制配套安装的一体式工装设备
彭边站的预制拼装面临预制难度大、场地限制多、保护要求高、借鉴经验少等难点,对此,华隧建设集团、华隧威公司等联合成立专项课题小组对预制构件结构的形式、厚度及固定方法进行创新设计优化,并邀请高校团队针对性开展建模验算、破坏性试验、疲劳试验、抗震试验等,验证了设计的合理性和施工的安全性。
为同时满足车站内部结构站台板及轨顶风道的拼装施工,华隧建设集团、华隧威公司联合专业机构,研制了步履式移动拼装设备,该设备包含步履式移动支架、吊臂及拼装机构,适用于地铁站台地面预制件、地铁通道两侧风道合围的底板和侧板的铺设,可一体式完成安装作业。
步履式移动拼装设备
步履式移动拼装设备只需遥控即可操控,设备采用液压系统,实现步履式前后左右移动及转向,前后移动距离1米/步,左右移动距离0.5米/步,最大起吊高度达7米,前后方向及左右方向均可起吊负载。设备配备的风道安装设施,可满足站台板的吊装、调节及轨顶风道的吊起、顶升、调节等,同时实现风道竖板、底板的安装。
截至目前,十四号线二期(嘉禾望岗——广州火车站)土建工程累计完成46%。8座车站中,4座主体结构封顶,3座进行土建施工,剩余1座进行前期准备;8个区间中,3个已贯通,4个进行土建施工,1个进行前期准备。
注:以上车站名称仅为工程暂定名称,标准站名应以市政府批准公布为准。