半鋪蓋逆做頂板順做法在城區復雜環境下城市軌道交通建設中的應用研究

鄒譜華

（廣東省交通規劃設計研究院集團股份有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

隨著國內城市進行軌道交通建設的城市越來越多，由于歷史原因，舊城區均已成為建成區，當時并未考慮地鐵建設的需要，人口車輛密集，道路狹窄、管線密集，給地鐵施工造成了諸多困難；梁韻[1]研究了地鐵暗挖工法的設置原則，陳小雄[2]研究了全逆做頂板工法在地鐵車站中的應用。本文依托南昌地鐵南浦路站工程實例，通過改進原有的逆做頂板順做法，將頂板全部逆做改進為半逆做。在可接受的經濟代價內，解決了交通疏解及管線遷改對常用工法的制約。

1 工程概況

南浦路站位于象山南路和南浦路的交叉十字路口處，沿象山南路下方設置，呈南北走向。車站為地下三層雙跨，采用半蓋挖部分頂板逆作法施工。

車站周邊環境復雜，地面交通車流量高峰期較大，現狀道路12m寬，象山南路規劃道路紅線寬度30m，南浦路規劃道路紅線寬度22m。

現狀周邊建筑物情況，車站站址處區域規劃已基本形成。車站東北象限為華潤萬家象山南路2#店（8層，人工挖孔灌注樁基礎）已投入使用；車站東南象限為綠地在建地塊，規劃為大型商場及商住樓；車站西南象限為商住樓群（7～8層，基礎為條形基礎及獨立基礎）；車站西北象限為江西南華醫藥有限公司（7、14層，混凝土灌注樁基礎）已投入使用及綠地待開發地塊，規劃為大型商場及商住樓。車站與周邊建筑物平面關系見圖1，車站橫斷面見圖2。

圖1 車站與周邊建構筑物平面關系

圖2 車站半蓋挖逆做頂板橫斷面

站位區域地下管線縱橫交錯，沿象山南路的主要管線見表1。

表1 管線統計

現狀構筑物及管線：本站范圍內及周邊地下管線主要管線有：①南北走向雨水管，規格900×600，埋深1.83m和南北走向雨水管，DN500，埋深1.64m；②鑄鐵DN300飲水管，埋深為0.71m和鑄鐵DN400飲水管，埋深為0.89m；③其余還有埋深較淺的給水管、電纜、電力、電信、煤氣等管線。沿南浦路走向10kV高壓線，據地面高度為6m。影響車站主體結構施工的管線主要有：象山南路兩側DN500、DN700雨污管涵，橫穿車站及車站兩側DN400、DN300、DN1000鑄鐵給水管以及軍用光纜；橫跨車站的DN1000給水管遷改至混凝土支撐上方。所有管線均一次性遷改到位，部分改遷至車站逆作主體頂板上方。

本車站站臺中心里程K37+986.666，車站起點里程K37+909.166，終點里程K38+097.666，車站為地下三層雙跨，采用半蓋挖逆作法施工。地面標高為21.20～25.00m，主體結構頂板覆土厚度2.2～3.5m。車站從地面到基坑底穿越較厚的砂層，基坑底位于礫砂層和強風化泥質粉砂巖層中，開挖深度約23.767～26.51m，標準段車站基坑跨度21.9m，，盾構井段基坑跨度25.6m，車站長度188.5m。圍護結構采用1000mm厚地下連續墻，內支撐采用鋼管支撐。附屬結構擬采用鉆孔樁+內支撐形式。

南浦路站為地下三層島式站臺車站，采用半蓋挖部分頂板逆作法施工，車站兩端區間為盾構區間，本站為盾構過站車站。

2 設計方案的初步選取

設計方案的選取應結合結構所在地段的工程地質及水文地質條件、城市規劃要求，周圍既有建筑物、道路交通狀況、場地條件、結構埋深、結構形式、工期和土建造價等多種因素綜合比較后確定。車站在外部條件許可的情況下，從施工難度、工程質量、工期、工程造價的角度出發可選擇的施工方法依次為：明挖順作法→蓋挖順作法→半蓋挖逆作法→全蓋挖逆做→暗挖法。

本站周邊場地條件存在如下特征：

（1）象山南路為雙向兩車道，現狀車流量較大，周邊多為居住及商業用地，周邊開發地塊已拆遷，但車站施工場地狹小。

（2）車站劃分工區，分期施工。采用全明挖法施工，交通疏解無法滿足交通流量要求。

（3）車站范圍內主要為第四系全新統地層在區內廣泛分布，由粉質黏土、礫砂層及中砂層組成，車站底板均位于泥質粉砂巖巖層內，由于站址內砂層較厚，采用暗挖法施工存在極大的風險。

（4）車站結構在經濟合理基礎上，施工工期要求盡量縮短。

（5）車站站址范圍內地下市政管線較多，車站主體兩側無足夠的空間滿足管線遷改要求。

考慮車站的周圍建構筑物多、道路狹窄、交通流量大的狀況、地下管網密集等實際狀況，結合本車站的結構型式、功能要求等特點，并考慮施工工藝、工期、工程造價、工程質量等各方面因素。由于車站地質為砂層為主，車站不適宜采用暗挖工法；車站兩側沒有足夠的空間，管線遷改及交通疏解無法實施，中斷交通及管線不可接受，全明挖工法不可行；確定本站主體結構施工工法主要在半蓋挖部分頂板逆作法及臨時半鋪蓋順做法作比選；經交通疏解及管線遷改分析，半逆做9.7m寬頂板及半鋪蓋臨時蓋板均可滿足交通疏解及管線遷改要求；全臨時鋪蓋及全逆做頂板造價、實施工期及現場作業環境均不如半鋪蓋臨時蓋板及半逆做頂板，故不采用。

經上述分析，本站設計方案主要在半蓋挖逆做頂板及半蓋挖臨時蓋板之間選取。

3 設計方案的詳細技術經濟比選

經研究，蓋板寬度9.7m可滿足交通疏解需求。半鋪蓋臨時蓋板寬度為9.7m時，鋪蓋板采用臨時型鋼格構立柱作為豎向支撐。半逆做頂板豎向支撐有兩種，一種采用臨時型鋼立柱支撐，施工完成頂板后割除，造價相對較低；另一種為車站永久柱與臨時立柱相結合，采用鋼管混凝土立柱樁，造價相對較高。現對以上三種方案進行比選，如表2、圖3所示。

表2 半逆作頂板與半蓋挖臨時蓋板綜合比較

圖3 半蓋挖逆做頂板設計方案工序

4 結語

通過采改進原有全逆做頂板法，提出半逆做頂板工法，避免采用全明挖方案對交通的影響，以及全明挖方案導致的車站兩側管線遷改空間不夠；同時避免全逆做頂板造成的作業環境差，進度慢，造價高的缺點；最后對半鋪蓋臨時蓋板與半鋪蓋逆做頂板進行了全面對比，通過比較可知，半鋪蓋逆做頂板相對半鋪蓋臨時蓋板少一期交通疏解，同時由于半逆做頂板可解決沿車站縱向方向的管線遷改空間問題，需提高造價111萬，屬于可接受的經濟代價。本文所采用的半鋪蓋逆做頂板工法，對老城區復雜擁擠的周邊建構筑物環境下修建城市軌道交通車站具有重要參考意義。