复杂环境下地铁车站施工技术及其应对措施

复杂环境下地铁车站施工技术及其应对措施

姜冲

中铁隧道集团四处有限公司南宁530007

摘要：成都地铁7号线城北客运中心站施工环境复杂、施工难度极大；根据外界及内部环境的变化，对明挖法、盖挖法及半盖挖法的优缺点进行了详细的论述，选择最优化的施工工法；针对本车站各个不同区段周边环境的不同，制定相应技术优化措施，有效保证周转材料及材料的机械化吊装及混凝土的浇筑；对最后两区的土方开挖运输方案进行优化，提高施工工效。

关键词：工法；优化；机械化吊装；提高施工工效

引言

随着城市土地资源的日益紧缺，发展地下空间成为解决城市交通的问题的一种手段。【1-2】目前在城市地铁车站施工中常用的施工方法有明挖法、暗挖法、盖挖法以及盾构法，各种施工方法各有优缺点，通常情况下都会在施工之前根据实际情况加以确定。其中明挖法是最常见的车站施工方法，但明挖法施工需要比较大的施工场地，一般都需要对地面建筑物进行拆除。对于某些地质条件不好、洞身埋深较浅、周边建筑物较多、环境又较为复杂、地面无法进行拆迁地段就必须采用浅埋暗挖法施工。在繁华的城市中利用浅埋暗挖法修建地铁车站，不可避免的要穿越地上、地下各种构筑物，并且地质分布不均，变化万千，给工程带来很多困难，如控制不当，会造成道路中断，建筑物倒坍，人员伤亡等重大安全事故。隧道与其他工程相比，其隐蔽性、施工复杂性、地质条件和周围环境的不确定性更加突出，大大增加了隧道建设的难度和施工风险。【3-4】

尽管各种施工方法均尤其优缺点和局限性，随着建设项目的增多，还需进一步研究新的辅助工法和施工工艺，以适应各种复杂环境下等方面的要求。【5】本文以成都地铁7号线城北客运中心站施工为实例，详细介绍了不同环境变化情况下施工方案的调整及应对措施。

1工程概况

地铁7号线城北客运中心站位于二环路北二段与商贸大道交叉口，主体沿二环路纵向跨路口布置。二环路路中设置双快改造桥梁，目前已全部施工完成，车站位于二环路双快改造桥与木材综合厂临街2层商铺之间；共设置4个出入口（C出入口为预留）、2组风亭及2个安全出入口，与地铁5号线成T形换乘。中心里程YCK38+512.200，总长为366.82米。

车站为地下二层12m岛式站台车站，主体结构为地下二层双跨+局部三跨箱型框架结构，外包防水。车站有效站台中心里程处顶板埋深约3.7米。主体结构标准段高度为14.6米，底板埋深约18.6米，地下三层段结构高度为21.68米，底板结构埋深约25.6米，车站标准段外包宽度为21.1米。平面位置详见图1。

图1城北客运中心站平面图

2设计概况

城北客运中心站基坑围护结构采用钻孔灌注桩+混钢管支撑，主体为现浇钢筋混凝土箱形框架结构，结构外设置外包防水层。根据要求，本期施做需预留与远期的接口，节点部分预留接驳器。

围护结构桩：桩径Φ1200中心间距2米，盾构进出口处玻璃纤维桩Φ1500中心间距1.9米，车站支撑形式为第一道混凝土支撑（支撑间距4-8m），截面b×h=800×800mm+第二、三道?609钢支撑组合（第二道支撑局部为混凝土支撑，钢支撑间距3m）。车站换乘段为第一道混凝土支撑，截面b×h=800×800mm+四道?609钢支撑组合。车站标准横断面图见图2。

3车站施工工法

3.1车站周边环境

城北客运中心站自2012年10月15日开始进场施工，进场时二环路正在进行市政配套改造修建二环路高架环线。地铁车站城北客运中心站处于二环路北侧，位于二环路高架桥与北侧临街商铺之间，车站南侧围护桩与二环路高架桥桩基共用，车站北侧围护桩处于临街商铺的屋檐下。地铁车站与高架桥位置关系详见图3；

城北客运中心站临近成都火车北站、火车北站公交站、城北客运中心站（长

图4交叉施工现场平面图

途市场）、府河小商品市场批发市场、府河建材市场，同时二环高架桥正在施工，周边环境复杂、人流量极大、交通繁忙、施工场地狭小。车站与高架桥交叉施工详见图4。

3.2车站施工工法选择

车站初步施工工法为全盖挖法施工，工期为自2012年10月15日至2013年4月30日完成车站盖挖顶板并完成顶板上路面回填及管线回迁。同时二环路高架桥基本与地铁车站同步施工建设，高架桥的节点工期为：2013年5月28日二环路高架桥和底层道路通车。城北客运中心站全盖挖法施工围护结构平面图如详见图5。

车站标准段由南至北依次为：南侧围护桩、第一排临时中立柱、第二排临时中立柱、第三排中立柱、北侧围护桩；而当时的现场情况为：第二排中立柱与污水管冲突、第三排中立柱与电力和通信管线冲突、北侧围护桩处于临街商铺房檐下方，而南侧围护桩和第一排中立柱基本上紧贴二环路高架桥，施工势必会影响到二环路高架桥的施工。由于临街商铺在短时间内无法拆迁，而整个顶板恢复的时间只有6个半月，商铺在这段时间内很有可能无法拆迁，结合当前状况将车站施工工法由全盖挖法改为半盖挖法。按照半盖挖法施工两个月后，由于管线改迁的工作量很大，同时随着往后施工与二环高架桥的交叉施工干扰影响越来越大，再加上临近春运、交通疏解困难和维稳压力也很大，最终综合考虑将车站由半盖挖法调整为全明挖法施工，在二环路高架桥通车后再进场施工。车站施工各种工法优缺点对比表见表1。

4车站材料及周转材料吊装倒运及混凝土浇筑

整个车站共分为12个区段，其中4～9区为标准段，1～3区（配线段）及10～12区为异形结构，同时由于受二环路高架桥及场地的限制，各区段的材料及周转材料吊装倒运及混凝土浇筑。

4.1标准段（4～9区）

原设计冠梁宽度为1.2m，由于二环路高架桥桥墩的影响，南侧冠梁被桥墩分开，龙门吊无法直接在冠梁上行走；经协商沟通，将南侧的冠梁宽度增加1米，悬挑出来，并将冠梁连接成整体，有效解决了龙门吊的行走问题；。

由于二环路高架桥的存在，地面至二环路底部盖梁的净高只有7米，采用普通的单梁龙门吊根本无法满足最小起吊高度的要求；最终设计一种异形的双梁龙门吊，既能有效的与二环路高架桥相结合，又能有效满足起吊高度。

图6双梁龙门吊

4.2配线段（1～3区）

配线段所处的位置刚好为二环路高架桥上下匝道处，高架桥采用的是倒F型墩，将配线段全部盖完。而此处设置了BRT站台，北侧围挡只能贴着倒F墩的边墩打围，基坑边至北侧围挡的距离只有4.7m；横断面图详见图7；

图8调整后配线段横断面图

4.310～12区

10区为路口军便梁盖挖段，军便梁已施工、路口的交通已通行；11区、12区为异形结构，无法安装龙门吊；结合周边环境，塔吊也无法安装；北侧围挡外围长途客运站、无场地，北侧围挡内围挡离基坑的距离不足3米，如通过悬挑冠梁的方式，冠梁至少需要悬挑4.5m，悬挑长度过长严重影响基坑安全；11区横段面图详见图9；

经讨论研究，考虑在11区横跨基坑架设一座9米宽的贝雷片吊装平台；周转材料及材料的吊装和混凝土的浇筑问题都得到了有效的解决，吊装平台详见图10。

5车站开挖出渣施工方案

根据车站结构及现场平面布置特点，车站分为12分区，4个施工段，其中1～9区及11～12区为明挖段，车站结构为二层；10区为军便梁盖挖段，车站结构

图10吊装平台图

为三层；军便梁架设完成后，先进行负一层及负二层开挖，然后施工负三层换层段围护结构（受管线影响的围护桩），再进行负三层土方开挖，最后顺作法施工车站结构；基坑开挖采用拉马道的方式分段、分区、分层开挖。土方开挖分段图见图11；施工总体安排如下：

第一段：1～3区为第一施工段，开挖方向由1区向3区开挖；

第二段：4~～7区为第二施工段，开挖方向由4区向6区开挖；

第三段：11～12区为第三施工段，开挖方向由12区向11区方向开挖；

第四段：8～10区为第四施工段，开挖方向由10区向8区方向开挖；

图11土方开挖分段图

基坑1区～6区及12区～9区的土石方借助开挖的马道均可全部开挖成型，但最终的马道均留在了7区和8区，7区和8区的土石方由于坡度的限制将无法继续采用拉马道的方式开挖出渣。如采用龙门吊垂直吊运及长臂挖机出渣的方式，工效十分低下且很不经济；经过比选对比，采用在7区、8区北侧利用府河小商品市场拆迁的空地开辟一条出渣通道，可以将7区及8区的渣土以挖机接力转运的方式全部开挖到位。

6结论与讨论

在城市地铁施工中，会受制于各种环境如征地、拆迁、管线迁改、交通疏解、施工场地、周边建筑物、工期等因素的影响，本文针对现场的实际情况，对工法及施工方案进行优化，制定了相应的技术措施，减少了施工难度、降低了安全质量风险、提高了工效。

参考文献

【1】姜析良，贾勇，等.地铁隧道施工对邻近建筑物影响的研究【J】.岩土力学，2008，29（11）：3047-3052

【2】王志刚.地铁施工对某饭店裙楼结构稳定性影响分析【J】.隧道建设，2010，30（4）：420-423.

【3】叶樵，长大复杂地质隧道大涌水地质灾害分析【J】.铁道工程学报，2008（7）：65-68

【4】黄宏伟.隧道及地下空间建设中的风险管理研究进展【J】.地下空间与工程学报，2006.2（1）：13-20.

【5】王梦恕等.中国隧道及地下工程修建技术【M】.北京：人民交通出版社，2010.5.：275-286