中心城區地鐵車站在場地受限條件下的工法研究

于 健

(廣州地鐵設計研究院有限公司，廣東廣州510000)

在地鐵建設的過程中，由于線路往往穿越中心城區建、構筑物較集中的地段，使得地鐵車站的規模受場地的限制，在經濟發達的地區，一般采用先期拆遷、后期還建的方法來解決此類問題，但有些城市為了節約投資，采用調整車站輪廓以及選取適當的工法來建設受限場地條件下的地鐵車站。本文以某市地鐵4號線的長順街站為例，描述的車站周邊的環境，通過多方案比選，最終確定適宜的施工工法。

1 工程概況

長順街站是某市地鐵4號線一期工程的第10個車站，位于該市中區的長順街、商業后街的交叉口處，毗鄰省委、軍區干休所、著名旅游景區等，其中長順街站為重要交通干道，交通十分繁忙。商業后街道路紅線寬20 m，長順街道路紅線寬30 m，車站主體沿商業后街路中布置，呈東西走向。周邊建筑物密集，且建設年代均為20世紀90年代或更早期。

2 邊界條件

2.1 盾構區間與車站的銜接

考慮車站東端長順街方向的交通，以及車站西端施工場地的限制，車站無法采用盾構吊出或始發的形式，而采用盾構站內過站形式，盾構過站在主體結構施工完成后進行。

2.2 交通疏解的要求

車站方案設計的前期，地鐵建設部門與市交委進行了多次的協商，綜合考慮了車站周邊的環境以及地鐵車站建設的困難等因素，決定對長順街采用倒邊交通疏解的要求，每次倒邊，均需保證15 m道路寬度。

3 車站建筑平面方案介紹

車站為地下3層，采用單柱島式站臺，車站長度136.5 m，軌面埋深21.05 m，結構標準段寬23.1 m，深23.74 m，頂板覆土約3～3.2 m。西端盾構擴大端最寬26.411 m。東端盾構擴大端最寬20.75 m。結構西高東低，坡度0.2%。

4 車站結構方案研究

為了能夠盡量減少對周邊居民的影響，車站的結構施工方案考慮了兩個方案。

4.1 半蓋挖順做法方案。

為解決車站西端長順街方向的交通問題，在車站西端約60 m范圍內，采用蓋挖方式，車站其余部位采用明挖方式。本結構基坑一般段采用1200@1350 mm密排鉆孔樁圍護結構，基坑安全等級為一級。由于基坑深度達24 m左右，因此共設置4道內支撐，其中第一、三道支撐采用鋼筋混凝土支撐，第二、四道支撐采用鋼管支撐(圖1)。

圖1 長順街站基坑圍護結構剖面

本方案的主要問題在于，由于車站規模受站內條件限制，已無法再壓縮，但車站圍護樁的施工仍需拆遷某建筑物的外墻，導致車站施工實施困難。

4.2 H型鋼樁全蓋挖逆作法方案

在盡量減少車站施工范圍，但又不縮小車站規模的前提下，考慮采用基坑圍護結構兼做后期車站結構側墻的思路，先期采用H型鋼圍護樁支護，在蓋挖逆作的施工過程中，將圍護樁的混凝土逐步破除，并利用其中H型鋼做成車站側墻的施工方案。

具體施工步驟如下:

(1)采用人工挖孔成孔，孔為900 mm×900 mm，跳樁開挖，成孔完畢后，放入型鋼。護壁厚不小于200 mm，配置雙向16@150鋼筋，并橫向方向預留接駁器，豎向建議采用電渣壓力焊，并按規范控制同一鋼筋連接區段的鋼筋接頭。

(2)在放入型鋼的孔內，澆筑C15素混凝土。在樁頭施做冠梁。在施做上述工作的同時，施做蓋挖鋼管柱。

(3)鋼管柱施工完成后，開挖土方，至頂板底標高，利用土模施做頂板。在開挖土體的同時，邊開挖邊打花管，并進行注漿。在側墻處，鑿除與型鋼連接的混凝土，鑿除圖示范圍后，割除花管頭，鋪設防水卷材，綁扎鋼筋，澆筑側墻、頂板混凝土。

(4)待側墻、頂板混凝土達到設計強度后，繼續向下開挖土體，并鑿除樁內與型鋼連接的C15素混凝土，同時撥出已澆筑墻體的鋼筋接頭。在開挖土體的同時，邊開挖邊打花管，并進行注漿。在鑿除圖示范圍后，割除花管頭，鋪設防水卷材，綁扎側墻鋼筋，澆筑側墻混凝土如圖2。

圖2 H型鋼樁蓋挖逆作法

(5)待步驟(4)中側墻達到設計強度后，繼續向下開挖土體，至負一層板底標高，利用土模施做負一層板。在開挖土體的同時，邊開挖邊打花管，并進行注漿。在側墻處，鑿除與型鋼連接的混凝土，鑿除圖2所示范圍后，割除花管頭，鋪設防水卷材，綁扎鋼筋，澆筑側墻、負一層板混凝土。

5 方案優缺點分析及結論

(1)方案一，該方法采用了傳統的蓋挖法與明挖法的結合。蓋挖段解決了長順街方向的交通疏解問題，同時也利用蓋挖頂板解決了部分施工場地的問題。明挖段可以快速的出土與下料，施工工期短，效率高，造價較低。

但由于受本站周邊建筑物的限制，需拆除南側建筑物的外圍墻方可施工圍護樁，且圍護樁距離建筑物十分接近，建筑物的沉降難以控制，最終基坑建成后，可能會導致附近樓房開裂。且施工過程中，對周邊環境以及居民居住條件的影響也是值得考慮的問題。

(2)方案二，H型鋼樁全蓋挖逆作法省去了傳統方法的圍護樁的施工，縮小了施工場地范圍。利用型鋼，使得基坑的安全性得到了保障。同時利用蓋挖逆作法，使得車站結構在由上至下的施工過程中，對周邊建筑物的影響相對明挖法較優，安全性也得到了保障。

但由于蓋挖逆作法分段較多，各施工縫處防水的效果難以控制。另外，由于先期采用人工挖孔方樁，條件受限，危險性較高。蓋挖逆作過程中，由于工序較多，條件較差，導致施工工期加長。在經濟方面，雖然蓋挖逆作法比半蓋挖挖法減少了一排樁，但由于增加了注漿、型鋼等方面的工藝，兩者的施工費用相差不多。

綜上所述，在不拆除圍墻的情況下，單從技術角度而言，方案二是可行的。