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淺談廣州地鐵與鋼筋混凝土管片發(fā)展現(xiàn)狀

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2007-02-07  來源:廣州市市政工程水泥制品有限公司  作者:廣州市市政工程水泥制品有限公司
核心提示:淺談廣州地鐵與鋼筋混凝土管片發(fā)展現(xiàn)狀
一、廣州地鐵概況

廣州地鐵一號線

  全長18.48公里,設(shè)16個車站。為東西走向,以西南面西朗站為起點,到坑口站后轉(zhuǎn)入地下,沿花地大道延伸至芳村,穿珠江水下隧道至黃沙,經(jīng)寶華路至陳家祠站后折向東,沿中山路通過西門口、公園前、農(nóng)講所、東山口等人口稠密、商業(yè)網(wǎng)點集中、交通繁忙的市中心繁華地區(qū),然后下穿廣州大道經(jīng)天河體育中心到達(dá)終點廣州東站。

  一號線于1993年12月28日動工興建,1998年12月28日全線建成,1999年6月28日全線開通運(yùn)營。日運(yùn)營時間17個小時,發(fā)車間隔最短為7分鐘。列車正點率、兌現(xiàn)率均為99%,日平均客運(yùn)量為24萬人次,節(jié)假日最高日客運(yùn)量45萬人次。

地鐵二號線
 
  廣州地鐵二號線全長23.265公里,共設(shè)20座車站,為南北走向。其中高架線路長4.053公里,地下線路長18.654公里,過渡線路長0.336公里,地面線路長0.222公里。全線最長的區(qū)間是鷺江站-中大站區(qū)間,共長1693.5米;最短的區(qū)間是磨碟沙站-赤崗站區(qū)間,共長770米。

  廣州地鐵二號線首期工程三元里~琶洲段已于2003年6月28日全線正式開通運(yùn)營,目前日均客運(yùn)量達(dá)到19萬人次,最高峰超過31萬人次。

地鐵三號線

  廣州地鐵三號線是實現(xiàn)城市總體規(guī)劃,拉開城市布局,加快城市向南發(fā)展的戰(zhàn)略線路,其功能定位是加強(qiáng)廣州與番禺區(qū)以及周邊地區(qū)的交通聯(lián)系,促進(jìn)海珠區(qū)發(fā)展和提升番禺新區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)地位,鞏固廣州作為華南地區(qū)中心城市的地位,進(jìn)一步增強(qiáng)其與珠江三角洲城市群的聯(lián)系,提高國際影響力和競爭力。

  線路呈南北"Y"字形走向,從北向南貫穿廣州市區(qū)新城市中軸線和番禺區(qū)發(fā)展軸線。線路向北與機(jī)場快線銜接,向南延伸至廣州新城。三號線全長36.86公里,共設(shè)18座車站,1座車輛段,新建2座主變電站,1座控制指揮中心。

  主線由廣州東站至番禺廣場,長28.73公里,設(shè)車站13座,平均站間距2.2公里。支線由體育西路至天河客運(yùn)站,長7.43公里,設(shè)5座車站,平均站間距1.4公里。

  另外,按照遠(yuǎn)期規(guī)劃,三號線除了往北延伸至新機(jī)場外,南面到達(dá)番禺廣場后將折向東,穿過廣州新城后直達(dá)海鷗島,屆時全線將達(dá)84公里,為廣州地鐵中最長的線路。

  三號線首通段廣州東站至客村段于2005年12月26日開通,全線廣州東站至番禺廣場,體育西路至天河客運(yùn)站,計劃于2006年底開通。并成為國內(nèi)首次采用“Y”型運(yùn)營線路、時速達(dá)120公里的軌道交通快線系統(tǒng)。

地鐵四號線

  廣州地鐵四號線從奧林匹克中心站至沖尾工程全長46.56公里,共設(shè)18座車站。其中大學(xué)城專線段從萬勝圍至新造長14.1公里,共設(shè)5座車站,另有2座高架車站為預(yù)留車站。大學(xué)城專線段往北延伸至奧林匹克中心站、往南延伸至沖尾,共13座車站。新造至沖尾計劃于2006年底建成,萬勝圍至車陂南計劃于2007年底建成,奧林匹克中心站至車陂南站計劃于2010年底建成。

  項目建成后,將加強(qiáng)小谷圍、新造等珠江南岸地區(qū)與城市中心之間的溝通,強(qiáng)化廣州市中心區(qū)與南部地區(qū)的聯(lián)系,有利于促進(jìn)廣東省、廣州市高等教育事業(yè)發(fā)展和南部地區(qū)汽車、港口、物流和石化等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對加快實現(xiàn)廣州“南拓”步伐,具有重大意義。

  四號線大學(xué)城專線(萬勝圍至新造段)已于2005年12月26日開通運(yùn)營。二期工程(新造至金州段) 將于今年年底開通運(yùn)營。

地鐵五號線

  地鐵五號線規(guī)劃全長約41.6公里,西起芳村區(qū)的窖口,終點至廣州開發(fā)區(qū)的黃埔客運(yùn)港。線路全長約41.6公里,共設(shè)29座車站,其中11座換乘站,平均站間距1.54公里,最小站間距0.73公里,最大站間距2.87公里。

  五號線是廣州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃中非常重要的一條線路,全線與廣州市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃中的8條線有11次換乘,與三號線在“大廣州”范圍內(nèi)形成東西和南北向“十字”軌道交通骨架,對廣州的未來發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。是貫穿廣州舊城中心區(qū)和珠江新城中央商務(wù)區(qū)、聯(lián)結(jié)西部發(fā)展區(qū)和東部產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移帶的東西向軌道交通骨干線,是一條客流引導(dǎo)型線路。

  工程現(xiàn)已全面開工,2006年5月地鐵五號線大沙東--文沖盾構(gòu)區(qū)間順利貫通,這是目前正在施工中的地鐵五號線全線第一個貫通的盾構(gòu)區(qū)間。

地鐵六號線

  六號線北起金沙洲,往南經(jīng)大坦沙,止于燕塘。全長20.81公里,設(shè)19個車站。建設(shè)工期從2005年至2010年。項目的建設(shè),將加快形成以軌道交通為骨干的公共交通體系,提高舊城區(qū)軌道交通服務(wù)水平,為骨架線路的客流提供集疏功能。加強(qiáng)城市東部、西部與城市中心區(qū)的聯(lián)系,帶動?xùn)|部、西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,促進(jìn)區(qū)域一體化發(fā)展,加速實現(xiàn)廣州“東進(jìn)”、“西聯(lián)”發(fā)展戰(zhàn)略。現(xiàn)已開工建設(shè)。

地鐵七號線

  七號線西起新客站,往東經(jīng)大石,止于小谷圍南亭村。全長16.2公里,設(shè)12個車站。 建設(shè)工期從2006年至2009年。項目的建設(shè),將加快形成以軌道交通為骨干的公共交通體系,構(gòu)筑番禺組團(tuán)內(nèi)的軌道交通走廊,有效加強(qiáng)大學(xué)城與新客站的溝通。

地鐵二八號線

  八號線遠(yuǎn)期規(guī)劃全長46.6公里。近期建設(shè)26.65公里,由嘉禾至三元里、江南西至廣州新客站和曉港至鳳凰新村三段組成。其中,嘉禾至三元里段長9.65公里,設(shè)8座車站;江南西至廣州新客站段長13.06公里,設(shè)9座車站;曉港至鳳凰新村段長4.1公里,設(shè)4座車站。建設(shè)工期從2005年至2008年。現(xiàn)已開工建設(shè)。

  項目建成后,將進(jìn)一步加強(qiáng)白云區(qū)、越秀區(qū)、海珠區(qū)和番禺區(qū)之間的聯(lián)系,對促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,具有重要意義。

地鐵九號線

  地鐵九號線起于人和,與三號線連接,往北至花都汽車城。全長17.4公里,設(shè)14座車站。建設(shè)工期從2010年至2013年。項目建成后,將加快形成以軌道交通為骨干的公共交通體系,構(gòu)筑廣州北部組團(tuán)內(nèi)的軌道交通走廊,促進(jìn)廣州北部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,加快實現(xiàn)“北優(yōu)”戰(zhàn)略目標(biāo)。

廣佛線

  國務(wù)院于2005年以“珠江三角洲地區(qū)城際軌道交通網(wǎng)規(guī)劃(2005-2020年)的通知”批復(fù)了包括廣佛線在內(nèi)的軌道交通網(wǎng)規(guī)劃。城際軌道交通廣佛線是促進(jìn)珠江三角洲中部城市群一體化發(fā)展的戰(zhàn)略線路。

  廣佛線線路沿城際和城市內(nèi)主要交通走廊布設(shè),穿越廣州、佛山市的中心城區(qū),是一條跨越廣州、佛山南海區(qū)、佛山禪城區(qū)三個地方的線路,全長32.973公里,設(shè)22個站。其中廣州18.196公里,設(shè)12個站,可與廣州地鐵1、2、3、8號線換乘;南海7.55公里,設(shè)5個站;佛山7.227公里,設(shè)5個站。試驗段于2002年10月11日動工。2005年全線開工,2007年建成通車。 

  廣佛線把珠三角緊鄰的三個城市地區(qū)更加緊密地連接起來,形成一個以廣州為中心的包括戶籍人口1033萬,流動人口363萬的廣佛都市圈,可以優(yōu)化三個城市的資源利用和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),有利于提高廣佛都市圈乃至珠三角的競爭力。

二、地鐵建設(shè)規(guī)劃

  “十五”期間,廣州已建成開通了地鐵一號線、二號線、三號線首通段(廣州東—客村)、四號線大學(xué)城專線四條地鐵線,線路長度59.25公里。力爭到2010年,建成并開通9條線,總長度約229.6公里的軌道交通線路。目前,廣州地鐵共有7條線同時在建。

2006年~2010年廣州地鐵建設(shè)進(jìn)度

  2006
  一號線西朗~廣州東站、現(xiàn)二號線三元里~萬勝圍、三號線廣州東站~番禺廣場站及天河客運(yùn)站~體育西站,四號線萬勝圍~黃閣共4條線路,累計建成111.2公里,64座車站投入運(yùn)營,在建線路113.1公里。

  2007
  一號線西朗~廣州東站、現(xiàn)二號線三元里~萬勝圍、三號線廣州東站~番禺廣場站及天河客運(yùn)站~體育西站,四號線萬勝圍~沖尾共4條線路,累計建成116.0公里,66座車站投入運(yùn)營,在建線路113.6公里。

  2008
  一號線西朗~廣州東站、二號線三元里—廣州新客站,三號線廣州東站~番禺廣場站及天河客運(yùn)站~體育西站,四號線萬勝圍~沖尾,五號線滘口~文沖,六號線潯峰圩~燕塘,八號線鳳凰新村—萬勝圍共7條線路,累計建成173.4公里,108座車站投入運(yùn)營,在建線路56.2公里。

  2009 
  一號線西朗~廣州東站,二號線三元里—廣州新客站,三號線新機(jī)場~番禺廣場站及天河客運(yùn)站~體育西站,四號線萬勝圍~沖尾,五號線滘口~文沖,六號線潯峰圩~燕塘,八號線鳳凰新村—萬勝圍共7條線路,累計建成211.8公里,126座車站投入運(yùn)營,在建線路17.8公里。

  2010
  一號線西朗~廣州東站,二號線三元里—廣州新客站,三號線新機(jī)場~番禺廣場站及天河客運(yùn)站~體育西站,四號線奧林匹克~沖尾,五號線滘口~文沖,六號線潯峰圩~燕塘,八號線鳳凰新村—萬勝圍共7條線路,累計建成229.6公里,143座車站投入運(yùn)營在建線路8公里。

三、地鐵盾構(gòu)隧道鋼筋混凝土管片生產(chǎn)使用情況

  1、廣州地鐵一號線全線隧道采用盾構(gòu)法施工,由日本青木(都筑)株式會社施工,管片全部采用鋼筋混凝土管片,規(guī)格為Φ6000×5400×300×1200mm,由廣州市市政水泥制品廠制作。模具采用日本生產(chǎn)的Φ6000×5400×300×1200mm鋼模,人工振搗成型,混凝土采用C40、P8的商品混凝土,實際使用混凝土強(qiáng)度達(dá)到55MPa。轉(zhuǎn)彎環(huán)楔形量為30mm。共生產(chǎn)7500環(huán)。

  2、廣州地鐵二號線隧道盾構(gòu)管片分Φ6000×5400×300×1200mm和Φ6000×5400×300×1500mm兩種規(guī)格,其中江~海區(qū)間為1200mm的管片,其它區(qū)間全部采用Φ6000×5400×300×1500mm規(guī)格的管片。1500mm規(guī)格管片的模具采用德國海瑞克進(jìn)口的鋼模,采用高頻附著式空氣振動器成型,混凝土采用C50、P12的高強(qiáng)商品混凝土。轉(zhuǎn)彎環(huán)楔形量50mm,我公司生產(chǎn)越~三和江~海兩個盾構(gòu)區(qū)間管片,共5500環(huán)。

  3、廣州地鐵三號線隧道盾構(gòu)管片規(guī)格為Φ6000×5400×300×1500mm,模具采用德國進(jìn)口和上海隧道生產(chǎn)的鋼模,管片成型方式分整體氣振成型和人工振搗成型兩種,混凝土全部采用C50、P12的高強(qiáng)商品混凝土。轉(zhuǎn)彎楔形量分38mm和50mm兩種。我公司生產(chǎn)大~漢區(qū)間和客~大區(qū)間管片共6387環(huán)。

四、存在的問題

1、外觀質(zhì)量
  ⑴側(cè)面、端面氣孔   混凝土中或多或少會存在空氣,結(jié)構(gòu)中必然存在一定量的氣泡,自然構(gòu)件表面不可避免會出現(xiàn)氣孔。對于管片來說多大氣孔可能影響其使用功能有待商榷,據(jù)了解各地均有自己要求。廣州地鐵一號線施工時日本青木公司和法國索菲圖監(jiān)理公司對此要求均較現(xiàn)在要求低,他們更注重管片內(nèi)在質(zhì)量,注重過程控制,對外觀要求不會太苛刻。據(jù)我了解用來放置中、低放射性核廢料的混凝土桶國標(biāo)要求為混凝土內(nèi)部不得有直徑大于1cm的氣泡,外表面不允許出現(xiàn)深度直徑大于1cm的氣孔、空洞,孔孔不得相連。核廢料桶使用要求遠(yuǎn)高于管片,國標(biāo)尚且如此規(guī)定,管片標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該借鑒一下,應(yīng)避免陷入單純追求外觀的形式主義中,避免對混凝土結(jié)構(gòu)本身可能造成的損害。另外,據(jù)了解國外鋼筋混凝土管片制作特別是在歐洲國家大多采用整體氣振成型,全自動化操作,振動時間自動控制,強(qiáng)調(diào)混凝土均勻、密實,不片面追求外觀氣孔大小和多少。目前國內(nèi)過于要求外觀質(zhì)量,為了減少氣孔不得不增加振動時間,結(jié)果很易導(dǎo)致混凝土內(nèi)部骨料分層,使得混凝土結(jié)構(gòu)更加不均勻,形成浮漿層,增加表面裂縫出現(xiàn)的幾率,反而影響管片的性能。

  ⑵表面裂紋   混凝土本身是不均勻體,由于本身化學(xué)反應(yīng)和各組分間性能差異,必然會產(chǎn)生裂紋,完全消除是不可能的。表面細(xì)小的干縮裂紋和龜裂紋屬無害裂紋,對管片整體性能影響很小,不妨礙管片正常使用。管片設(shè)計中對裂紋的要求為其寬度不得大于0.2mm,應(yīng)該理解為影響混凝土結(jié)構(gòu)性的裂紋,而非表面較淺的無害干縮裂紋。無害裂紋產(chǎn)生不可避免,可通過技術(shù)措施盡量減少其產(chǎn)生。對影響結(jié)構(gòu)性的溫差裂紋和局部應(yīng)力裂紋應(yīng)堅決避免。
  具體措施有:①合宜的混凝土施工配合比及良好的攪拌質(zhì)量 ②選擇適合的成型工藝和振動時間,確保成型質(zhì)量  ③管片成型后合理的光面措施  ④脫模前合適合理的養(yǎng)護(hù),特別須注意蒸養(yǎng)溫度控制,避免溫差裂紋產(chǎn)生  ⑤脫模后及時水養(yǎng)護(hù),保證至少14天的潤濕養(yǎng)護(hù),避免表面失水干縮  ⑥吊運(yùn)過程注意成品保護(hù),避免碰撞造成局部應(yīng)力集中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂紋。

  ⑶混凝土表面失水、泌水,露砂出現(xiàn)水痕   混凝土表面泌水主要是振動不當(dāng)引起的,需從混凝土配合比設(shè)計和相應(yīng)的成型振動時間上采取措施去避免。管片生產(chǎn)中必須注重施工配合比的調(diào)整,依據(jù)不同的原材料和現(xiàn)場條件合理調(diào)整施工配比,保證混凝土的坍落度、粘聚性、保水性等工作特性。同時在摻用高效減水劑時必須考慮其引氣性和對混凝土工作性的影響。成型施工時一定要根據(jù)具體的混凝土性能適當(dāng)調(diào)整振動時間,不可采取完全相同的振動時間,避免振動不當(dāng)泌水。

2、成品試驗檢驗

⑴三環(huán)水平拼裝試驗    目前我國的國標(biāo)《地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范》(GB 50299-1999)要求的試驗頻率為每套模具每生產(chǎn)200環(huán)進(jìn)行1次三環(huán)水平拼裝試驗。廣州地鐵一號線時日本青木公司當(dāng)時三環(huán)水平拼裝頻率為1000環(huán)進(jìn)行一次。據(jù)了解德國和法國的管片水平拼裝只拼一環(huán)。
目前管片規(guī)格眾多,水平拼裝可根據(jù)成環(huán)直徑、寬度、大小分類進(jìn)行:
① 外徑小于6000mm、寬度在900mm~1200mm的可考慮拼三環(huán)
② 外徑介于6000mm和8000mm之間、寬度在1500mm~1800mm的可考慮拼兩環(huán)
③ 外徑大于等于8000mm、寬度大于等于1800mm的可考慮拼一環(huán)
在正常生產(chǎn)中加強(qiáng)成品管片的外觀尺寸檢查,嚴(yán)格控制影響拼裝精度的管片寬度、弧長及扭曲度指標(biāo),定期進(jìn)行管模精度檢查調(diào)整,即可滿足管片拼裝要求。拼裝頻率可依工程量大小在300~600環(huán)之間選擇,確保水平拼裝檢驗有效安全進(jìn)行。

⑵單塊管片整體抗?jié)B試驗    單體管片抗?jié)B試驗是模擬盾構(gòu)隧道中成環(huán)管片所受外界地層水壓滲透狀態(tài)進(jìn)行的。檢驗初衷和思路不錯,但是試驗方法和試驗的必要性有待商榷。國標(biāo)中對混凝土的抗?jié)B性能是以抗?jié)B試件的檢驗為準(zhǔn)的,是否進(jìn)行實體檢驗應(yīng)以構(gòu)件形態(tài)來定,不能一概而論。據(jù)了解在日本、歐美國家就沒有類似的管片檢驗,地鐵三號線時到廣州的德國專家就不知道此檢驗。
另外,就廣州地鐵隧道的現(xiàn)狀來看,隧道防水的薄弱環(huán)節(jié)不是管片本身,而是管片成環(huán)時片與片、環(huán)與環(huán)之間的縫隙。此外管片設(shè)計時也沒考慮單體管片抗?jié)B試驗時的受力狀態(tài),在以往的試驗中我們就曾經(jīng)試過把管片從環(huán)向中間掰裂,產(chǎn)生環(huán)向裂紋。試驗本身是否必要,應(yīng)該怎樣試驗,達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)要求,試驗頻次如何定都是目前需要慎重考慮的。

五、管片未來的發(fā)展方向

  伴隨著盾構(gòu)技術(shù)的日漸成熟,目前鋼筋混凝土管片是盾構(gòu)使用的主力軍。盾構(gòu)應(yīng)用的普及必將導(dǎo)致鋼筋混凝土管片向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化的方向發(fā)展。對于我國的現(xiàn)狀來說,管片生產(chǎn)制作仍處于不斷摸索、不斷完善的階段。當(dāng)前迫切需要的是:
1、 加快管片標(biāo)準(zhǔn)的資料收集與制定工作,盡快制定出符合盾構(gòu)現(xiàn)狀的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),指導(dǎo)管片生產(chǎn);
2、 加強(qiáng)區(qū)域聯(lián)合與溝通,放棄各自為政,不敝帚自珍,技術(shù)共享,共同探討管片的規(guī)模化發(fā)展;
另外,在條件允許的情況下,可以探索新的管片形式,例如鋼纖維混凝土管片等。
 
 
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