地铁车站顶板支撑方案的优化
摘 要 上海轨道交通6号线源深体育中心站为地下双跨双层箱形钢筋混凝土结构，为保证双圆盾构顺利过车站，对原顶板的支撑加固方案进行了优化。将从车站底板到顶板的竖向型钢支撑改为45o斜撑，不仅增大了盾构过站期间的操作空间、减小了施工难度，而且节约了工程成本。该优化方案可为类似工程提供借鉴。
关键词 车站施工 型钢支撑 顶板跨度 斜撑 安装与拆卸
1 工程概况
上海轨道交通6号线源深体育中心站为地下双圆盾构过站车站，结构形式为双跨双层箱形钢筋混凝土结构，顶板厚500 mm，中板厚400 mm，底板厚800 mm，内衬厚600 mm；结构立柱为800 mm×500 mm，地下一层的层高为3.6 m，地下二层的层高为6.6 m。双圆盾构截面尺寸为11.12 m×6.52 m，盾构过站期间顶进基座高560 mm。
2 方案优化
2.1 原方案
双圆盾构过站前先完成结构底板、侧墙及顶板的制作，由于结构中柱正处于盾构顶进的中心线，而结构中板底标高又与盾构在高程上相碰（6.52+0.56=7.08 m>6.6 m），因此，结构中柱及中板必须在盾构过站后再进行施工。
为保证盾构过站期间基坑及结构顶板的安全，原设计顶板支撑方案中设置了H500×200×10×18型钢，从车站底板支撑顶板，并在两侧侧墙与型钢之间的2.3 m范围内保留脚手架（见 图1），使顶板最大跨距由17.6 m减小至13.3 m。
2.2 优化理由
⑴ 型钢支撑用量较大（HM500×300×11×18型钢约94 t）；
⑵ 盾构进洞及过站完成时间的推迟，型钢的租赁周期也随之加长，增加工程成本；
⑶ 型钢支撑的长细比较大，上下两端需设置纵向型钢，对各节点的焊接质量及整体稳定性要求较高；
⑷ 两侧保留的脚手架给结构施工中支撑的安装与拆卸增加风险与难度；
⑸ 型钢支撑及保留部分脚手架占车站结构的空间较大，造成盾构过站期间操作空间不
足，给盾构过站带来不便；
⑹ 在盾构过站后中板制作时，需在竖向型钢支撑位置预留较多的孔洞（孔洞间距为3.5～4 m，孔洞尺寸为700 mm×500 mm），以供型钢拆除时用，从而大大影响中板结构质量及安全；并且增加型钢拆除时的难度（每根竖向型钢支撑长9.6 m），还将造成大量型钢浪费。
2.3 优化后方案
⑴ 将竖向型钢支撑改为45o斜撑（HN500×200×10×16型钢双榀），斜撑两端与预埋在结构（侧墙、中板与顶板）内的钢板焊接固定，使盾构过站期间顶板最大跨度由原方案中的13.3 m缩小至10.4 m。
⑵ 抛撑间距为3.5～4 m，与水平钢支撑间隔布置；
⑶ 在斜撑安装之前，先制作完成部分中板（侧墙边向内1.5 m）；
⑷ 在斜撑与顶板的接触位置上增加纵向暗梁，梁宽1000 mm，梁高同顶板厚度。
优化后的顶板支撑布置见图2。
3 优化方案实施
3.1 斜撑的安装
⑴ 斜撑的固定须在侧墙和部分中板的施工完成后、顶板的模板搭设之前进行。每根斜撑的平面位置、切割长度与角度均通过计算来确定；
⑵ 斜撑的下端搁置在中板与侧墙拐角处，并与预埋板（450 mm×500 mm，锚固筋采用4φ25；）满焊；
⑶ 斜撑的上端与顶板预埋板（900 mm×500 mm，锚固筋采用10φ25）焊接，预埋板在顶板模板铺设前固定位置，并保证其底面与设计顶板的底面相一致；
⑷ 斜撑与顶板的预埋板焊接牢固后，经各方检查合格，方可进行顶板的模板、钢筋、混凝土浇筑施工。
⑸ 每根型钢重985 kg，在顶板混凝土浇筑之前，必须将斜撑与顶板的脚手架体系进行联系与固定，保证型钢斜撑的稳定与安全。
图3 为斜撑的加固截面图。
3.2 实施效果
在结构顶板混凝土强度达到设计要求后，拆除满堂脚手架。在盾构过站之前，对结构顶板及侧墙进行检查，发现顶板及侧墙的裂缝及渗水较少，完全满足车站设计的防水要求；在盾构过站过程中，每2周对车站基坑进行监测，监测报告显示，车站基坑变形基本稳定。
3.3 立柱及中板施工
为方便下一层结构立柱的混凝土浇筑及保证浇筑质量，在顶板施工过程中，将f150钢管竖向预埋在设计立柱的中心位置上；在车站底板及顶板施工中，按设计要求预埋钢筋接驳器、钢筋及型钢斜撑拆除预埋钢板。待盾构过站后，先施工下二层结构立柱，达到设计要求强度后进行中板施工，然后施工下一层结构立柱（经顶板预留钢管浇筑立柱混凝土，充分振捣，保证立柱质量），待中板及立柱混凝土强度达到要求后，方可拆除型钢斜撑。
3.4 斜撑拆卸
⑴ 在顶板拆支撑预埋板上焊制吊钩；
⑵ 用钢丝绳经顶板吊钩将型钢斜撑悬挂稳定住；
⑶ 将型钢斜撑与上下端的预埋板割离；
⑷ 以中板与侧墙的拐角点为支点，将型钢斜撑旋转，轻放至中板面上，并将其从结构内部吊出。
在拆卸过程中，保证型钢的轻拉、轻放，避免给结构造成较大的撞击及损伤。
4 结束语
为了保证盾构安全过站，对大跨度顶板所采用的斜撑方案是切实可行的。斜撑的安装及拆除较方便；在保证安全的情况下，节省了大量的型钢（较原方案节省58 t），简化了施工工艺，有效地缩短了工期，节约工程成本，取得了一定的经济效益。
该斜撑方案可供类似工程借鉴，不足之处请不吝指正。
