中鐵建工集團有限公司 上海 200331

1 工程概況

南昌西站是一座橫跨滬昆客運專線、向莆鐵路2 個站場的超大型鐵路綜合樞紐，車站體量由包括南昌地鐵2號線、出租車通道、南北地下出站通道、高架車道和旅客落客平臺、南北站房和中間高架站房、滬昆和向莆鐵路站場、車站雨棚等多個單體綜合而成，建筑總面積259 015.1 m2，站房長385 m，寬169 m，站場含12 站臺26 線，共同構成了江西省最大的綜合性交通樞紐（圖1）。

2 結構特征

1）地鐵2號線：地鐵2號線位于站房南北中軸線地下出站廳正下方，為地下2 層三跨矩形箱體框架結構，地鐵箱涵的頂板為地下室的底板，地鐵跨柱距為25 m；地鐵箱涵下部為站房結構柱基礎。箱涵典型層高7.86 m，外墻厚700 mm，站臺段中墻厚800 mm，隧道段中隔墻厚500 mm；地鐵頂板厚400 mm，底板厚800 mm。

圖1 南昌西站整體結構模型

2）地下出站層：地下出站層為橋建合一結構，采用φ800～φ1 200 mm鉆孔灌注樁基礎+厚800 mm C40承臺+地梁整體筏板，頂標高-10.80 m；地下室頂板結構采用3 100 mm×1 800 mm預應力箱型混凝土梁，鋼骨混凝土柱。

3）高架候車室結構：高架層樓面梁板為預應力鋼筋混凝土結構，最大柱跨25 m。柱子采用φ1 300 mm的鋼管混凝土柱。鋼筋混凝土結構中的框架梁和井字次梁均采用后張有黏結預應力梁。

4）商業(yè)夾層和屋蓋結構：+10 m標高以上鋼柱截面φ1 700 mm×30 mm，大部分鋼柱分四叉，大屋蓋采用鋼桁架結構；+19 m標高夾層采用平面鋼桁架結構，夾層的角部X向懸挑15 m，Y向懸挑18 m，鋼桁架上下弦的中心距為1.9 m，夾層樓面剛度較小，局部加斜桿，形成跨層桁架（圖2）。

圖2 南昌西站結構典型斷面

3 施工工期要求

地鐵及地下1 層結構需在5 個半月完成，1層結構需在2 個半月完成，鋼結構需在3 個月內完成，高架層結構需在鋼結構完成后3 個月內完成，非常規(guī)的工期需要先進且合理的創(chuàng)新技術予以保證。

4 施工條件和資源分析

1）基坑開挖規(guī)模：基坑開挖規(guī)模巨大，基坑表層開挖范圍410 m×219 m，底面開挖尺寸378 m×188 m，站房底板挖深12 m，地鐵2號線總挖深20 m，2號線基坑內國鐵樁基最深達26 m，總土方開挖量150萬 m3。

2）地質地貌條件：既有場地復雜，地質條件多樣，由于坑底土方主要以中風化泥砂巖為主，開挖難度非常大，主要以爆破配合開挖為主[1]。

3）投入資源組織：由于地質條件多樣，結構異常復雜，工期非常緊張，故既需要充分考慮周轉材料和機械設備投入，也要考慮先進合理的施工方法。

5 施工方案設計研究

在上述結構分析和地質、資源分析的基礎上，提出了3 種方案分別進行比較研究[2,3]。

5.1 高架層吊裝方案

主要指導思想是當高架候車層施工完成后，大型履帶吊上高架層吊裝屋面鋼結構。

1）結構總體施工順序：地鐵2號線→地下室底板→地下室頂板（軌道層結構）→高架層結構→屋面鋼結構→四電用房交付→室內外裝修完成。

2）優(yōu)點：常規(guī)的施工順序；由于按部就班施工，施工工期長，工序簡單。

3）缺點：軌道層和高架層均為預應力結構，且均為高大模板工程，上層施工期間，下層臨時支撐架均不得拆除，周轉材料投入極大。若考慮地鐵，則為3 層全面積投入，成本巨大；鋼結構吊裝通道下部需進行雙層鋼結構加固，且需在站房南北向各搭設4 條鋼棧橋，以便于鋼結構材料運輸和重型履帶吊上10.0 m高架層，工裝投入非常之大。

4）施工步驟：基坑開挖、底板及地鐵施工→地鐵兩側軌道層施工→軌道層施工完成→高架層施工完成→高架層上走行通道架設→高架層上鋼構吊裝→鋼構吊裝完成。

5.2 軌道層吊裝方案

主要指導思想是將高架層進行甩項后施工處理，待軌道層施工完成后即吊裝屋面鋼結構，之后再行施工室內高架候車層。

1）結構總體施工順序：地鐵2號線→地下室底板→地下室頂板（軌道層完成）→屋面鋼結構→高架層結構→四電用房交付→室內外裝修完成。

2）優(yōu)點：該吊裝方案相對于方案1，是一種創(chuàng)新的方案，屋蓋施工工期加快，基本能夠滿足既定工期要求。

3）缺點：由于軌道層為預應力大跨度橋式框架結構梁，按照該方案，需一次性滿投入地鐵2號線及軌道層結構的支撐結構，且在屋面鋼結構安裝卸載之前不得拆除；?、?軸兩側吊車行走路線需對軌道層結構進行全面鋼結構支撐加固；由于軌道層為站臺和軌道的高低錯層結構，站臺板無承載能力，故需要利用軌道梁設置跨站臺的走道板行走通道，履帶吊走行體系復雜；高架層施工時，屋面鋼結構已經(jīng)吊裝完成，且由于屋面鋼構覆蓋面積大，導致高架層水平、垂直運輸難度巨大，極大地增加施工成本。

4）施工步驟： 基坑開挖、底板及地鐵施工→地鐵兩側軌道層施工→軌道層施工完成→軌道層上路基箱走行通道架設→鋼構吊裝→鋼構吊裝完成→完成室內高架層結構。

5.3 出站層吊裝方案

主要指導思想是預留軌道層部分結構，在地下出站層底板上以向莆橋為界，南北雙向同步吊裝屋面鋼構，待屋面鋼構完成后，首先實施軌道層預留結構的合攏，然后實施高架層結構。

1）結構總體施工程序：地鐵2號線→地下室底板→向莆正線橋施工→地下室東西兩側軌道層完成（地鐵上空25 m跨預留）→南北兩端線側高架站房（地鐵上空預留）→屋面鋼結構吊裝→地鐵上空軌道層、高架層補全（四電用房交付）→室內外裝修完成。

2）優(yōu)點：符合現(xiàn)場的實際情況，由于地鐵2號線兩側站房出站層結構（承軌層頂板）僅為地下1 層，施工速度快，結構先期完成。地鐵2號線相對于±0.00 m（承軌層頂板）為地下2 層結構，施工速度慢，落后于地鐵兩側結構1 個層面。如采用此方案，則地鐵2號線完工后，即可進行屋面鋼結構吊裝，使得總體工期能夠大大提前；前2 種方案都需要對結構進行加固，而采用本方案，利用地鐵和出租車通道的側墻剛度和筏板底板，能夠滿足重型履帶吊車的承載力需求，從而節(jié)省了巨額的結構支撐工裝和周轉材料，且無需架設吊車上樓的鋼棧橋；材料運輸可以從預留通道直接喂送至吊裝地點。

3）缺點：由于地鐵上方軌道層需考慮預留且高架層整體預留，鋼結構完成后的結構合攏量進一步加大；鋼結構吊裝完成后，結構施工基本轉入室內，相對于巨大的結構體量和平面尺寸，水平和垂直運輸非常復雜，難度極大，因此會帶來人工成本的急劇增加，且混凝土結構由于不能組織平行施工，導致結構工期拉長。

4）施工步驟：地鐵2號線及出站層底板施工→地鐵兩側軌道層結構施工→向莆正線橋及軌道層結構施工→向莆橋南側鋼結構吊裝→向莆橋南側鋼構完成，鋼構吊裝過程中，緊隨鋼構施工進度，流水完成軌道層合攏和高架層施工→向莆橋北側鋼構吊裝→向莆橋北側軌道層合攏，高架層結構施工→結構全部施工完成。

6 方案確立及需解決的問題

在綜合比較上述3 種方案，并對投入和成本進行計算分析后，得出的結論是第3種方案，即出站層吊裝成本最低，鋼結構工期能夠滿足建設工期節(jié)點要求。在確定出站層吊裝方案后，尚需要結合結構特點，對結構的受力狀態(tài)、內部結構的施工程序進行綜合分析，以驗證該方案的可行性和總體實施流程[4-6]。

6.1 結構穩(wěn)定性問題

地鐵上方?～?軸承軌層、高架層后施工、鋼結構屋面先行吊裝的結構穩(wěn)定性問題，用通用有限元分析設計軟件MIDAS/GEN V7.8.0建模分析，驗算結果滿足結構穩(wěn)定性和承載力要求。

6.2 水平運輸問題

?～?軸承軌層、高架層后施工狀態(tài)下水平運輸問題：采用室內短臂塔吊解決垂直運輸問題，利用12～13軸地鐵上方未施工區(qū)域作為水平運輸通道。

6.3 方案優(yōu)化和確立

1）原計劃由向莆正線橋南北同時吊裝，改為先吊裝向莆正線橋北側，然后再吊裝向莆橋南側，依次退吊完成。

2）高架夾層鋼結構隨屋面鋼結構同步吊裝完成。

3）中間吊裝通道東西兩側+10.0 m高架層（即⑦-?軸、?-?軸高架層）先于屋面鋼結構吊裝前施工，與屋面鋼結構吊裝形成流水，加快土建結構施工進度（圖3）。

6.4 實施方案施工步驟

地鐵2號線及出站層底板施工→地鐵兩側軌道層結構施工→向莆正線橋及軌道層結構施工→地鐵兩側高架層施工完成→鋼結構吊裝→隨鋼構施工進度，兩側高架先行、中間結構后合攏的流水施工→軌道層、高架層結構合攏施工→結構全部施工完成

圖3 方案實施步驟

7 結語

南昌西站工程在經(jīng)過多種方案比較、多輪技術經(jīng)濟分析的基礎上，采取了最為合理經(jīng)濟且快速的施工方法，在詳細分析結構特征的基礎上，充分利用地鐵和出租車通道側墻剛度，拆分和預留主體結構，實現(xiàn)了屋面鋼結構的快速完成，并且為屋面施工、內部裝飾施工贏得了大量同步平行施工的時間，實現(xiàn)了大型交通綜合體施工的一次重要施工組織創(chuàng)新。