装配式结构车站在长春地铁中的应用

丛敏

摘要：构件预制化是提高工程质量、缩短工期、降低成本的有效办法。本文介绍了在地铁工程中，预制构件在地铁车站工程中的应用情况，介绍了预制车站的优点，并以长春地铁2号线为工程实例，介绍了预制装配式结构车站的应用。

关键词：长春地铁；车站；装配式；预制构件

建筑工业化是当代建筑技术发展趋势之一，建筑构件预制化是建筑工业化的一个必然趋势。建筑结构采用预制构件是提高工程质量、缩短工期、降低成本的有效办法。随着世界各国建筑工程的不断发展，建筑工业化已成为建筑的发展方向，预制构件在装配式混凝土建筑的应用也越来越普及。装配式混凝土建筑通常将建筑物分割成几个标准单元设计，以工厂化生产的混凝土预制构件为主，采用工业化手法进行预制构件的生产及施工，通过现场装配的方式设计建造的混凝土结构类建筑。目前我国正处在地铁建设的一个高峰期，施工过程中对地面交通影响较大，矛盾突出，如何解决地铁工程建设中的速度、质量、效益问题始终成为人们关注的焦点。预制装配式地铁车站为人们提供了思路，虽然国内对地铁区间隧道装配式结构有一定的研究，但对地铁车站以及其他地下铁道附属物装配式结构的研究还处于起步阶段，因此，研究装配式地铁车站具有重要意义。

1 装配式结构的应用现状

前苏联曾在用明挖法施工的地铁线上，包括车站、区间隧道、以及车站附属建筑和辅助隧道工程，均采用定型拼装的统一规格的钢筋混凝土结构。80年代后期，前苏联在明挖法施工的区间隧道中广泛采用整体管段衬砌，大力推行将预制混凝土衬砌设计标准化的技术。在俄罗斯、乌克兰、乌兹别克和白俄罗斯地铁的明挖回填隧道中采用了矩形整体管段式预制衬砌。在装配式地铁车站结构的研究和应用上，俄罗斯在工业化施工与长期使用的成功经验上。通过实验和现场测试等研究工作，采用单拱结构的基本原理和特点修建了俄罗斯第一个地铁双层换乘枢纽。在彼德堡地铁伏龙芝滨海线花园站到挈卡诺夫站区间内，建成了伏龙芝滨海线到未来的环线的体育馆换成站（后来改为奥林匹克站），车站整体结构形式为装配式层间楼板单拱结构。明斯克车站采用单拱结构型式，地铁车站结构由大型预制混凝土构件的衬砌拼装组成。从实际应用的实例来看，国外明挖法施工的装配式地铁车站预制结构主要有矩形框架结构型式和拱形结构型式两种型式，但采用矩形断面形式的较多。

2 装配式车站的优点

（1）装配式车站较普通明挖站施工速度快，节省占道时间；目前，我国北方地区地铁标准站建设周期为14～16个月，采用装配式结构施工工艺可以缩短工期4～6个月，从而解决了地铁车站结构在1年内无法完工的难题。

（2）材料堆放、加工等厂区面积小，对周边单位影响降低。

（3）预制装配式结构在现场基本为拼装的工序，无大量混凝土施工，无需采用大面积保暖等措施。有效的保证冬季施工质量，消除火灾等隐患。

（4）节省钢筋、混凝土等材料用量，不消耗木材，减少建筑垃圾产生（可减少80%），这种新工艺具有绿色、环保、节能的特点，在减少施工用地，特别是在现场施工劳动力的使用上可以节省50%以上，安全风险较低。

3 装配式车站结构的应用

长春地铁2号线是长春市轨道交通线网中一条贯通东西的轨道交通骨架线。沿城市传统发展轴线敷设，串联着长春几个重要的城市功能区。长春地铁2号线线路西起长春西湖袁家店，采用地下线形式，在经过东方广场后线路转为高架线，沿长石公路向东至绕城高速公路外太阳沟村结束。长春2号线一期工程线路全长20.5km，工程总投资129.66亿元。长春2号线全线均为地下线，平均站距1.3km，共设车站17座，换乘站7座。

长春市地铁2号线袁家店站位于绿园区双丰乡袁家店，在西四环路与站前街交叉口的东北角，为长春地铁装配式车站的试验站。车站主体长度310m，其中装配段188m，现浇段122m（如图1所示）。

基坑长度310m，宽度22.5～33.1m。基坑挖深19～23m；装配段基坑设计为围护桩+竖向五道锚索支护；一桩一锚，间距1.3m（如图2所示）。

装配段结构每环宽度2m，共94环，每环由7块预制构件组成，别为：1底板A+2底板B+2侧墙C+顶板D+顶板E（如图3所示），A、B、C、D、E块单片重量分别为：37.6吨，39.5吨，31.0吨，48.3吨，54.3吨（每环约112立方混凝土钢筋约17吨）。预制构件环向与纵向的接触面均为榫槽连接，榫槽内设置定位抗剪销。A与B、D与E均采用错缝拼装，其余均为通缝；拼装完成后填充改性环氧树脂。楼板采用现浇结构，构件内埋直螺纹接驳器与楼板钢筋采用机械连接：口部采用预制洞口环梁的结构形式；顶板覆土厚度4～5m。

4 結语

长春地铁2号线袁家店预制装配式地铁车站的施工就像搭积木一样一块块把工厂预制好的主体结构“搭”上基础，然后连接、加固，最终完成装配式结构预制和拼装工作，这是国内首次将装配式结构预制和拼装用于地铁工程建设。该种工法可以解决地铁施工中工期紧、征拆难、冬季施工风险高等难题。袁家店站装配式地铁结构关键技术试验成功，不仅实现了本领域的新突破，也标志着我国地下工程预制装配式技术迈八了新的里程碑，是继“盾构、明挖现浇、暗挖、盖挖”之后第五大工法。预制装配式地铁车站因具有施工速度快、占地少、节省劳动力、低碳环保等优点，将会成为未来地下空间结构发展的重要趋势。