中心城區(qū)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(qū)建、構筑物較集中的地段，使得地鐵車站的規(guī)模受場地的限制，在經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)，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(jié)約投資，采用調整車站輪廓以及選取適當?shù)墓し▉斫ㄔO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(huán)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(qū)的長順街、商業(yè)后街的交叉口處，毗鄰省委、軍區(qū)干休所、著名旅游景區(qū)等，其中長順街站為重要交通干道，交通十分繁忙。商業(yè)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(yè)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(qū)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(fā)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(xié)商，綜合考慮了車站周邊的環(huán)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(guī)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(guī)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(guī)范控制同一鋼筋連接區(qū)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(xù)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(xù)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(yōu)缺點分析及結論

(1)方案一，該方法采用了傳統(tǒng)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(huán)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(tǒng)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(yōu)，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(jīng)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。