地鐵車站施工方案綜合對比分析

彭光榮

摘要：對天津地鐵5號線新宜白大道站原分期明挖法方案與調整后的半蓋挖法方案進行對比分析，通過比較發現：該車站采用半蓋挖法方案有利于交通導行和管線切改的實施，更利于現場實施，同時縮短了總工期，符合地鐵5號線工程的總體籌劃。

關鍵詞：地鐵車站 施工方案 對比分析

地鐵車站施工工法主要有明挖法、蓋挖法和淺埋暗挖法，目前在天津地區主要采用明挖法，在不具備明挖條件情況下考慮使用蓋挖法，淺埋暗挖法在地鐵車站施工中基本不采用。結合天津地鐵5號線新宜白大道站施工方案的選擇對比分析發現，在特定周邊環境條件下，選擇蓋挖法施工方案更為合理。

1.工程概況

天津地鐵5號線新宜白大道站垂直現狀城市主干道普濟河東道布置，為地下兩層三跨混凝土結構，車站中心里程覆土3.5米，車站長146.2米，主體標準段基坑寬30.7米，主體基坑深18.53米。

圖1 車站總平面圖

1.1 車站周邊環境

新宜白大道站所處位置周邊環境較為復雜，如圖1所示，橫跨的普濟河東道為城市快速路，車流量大，道路兩側建筑物較多，需要拆除的有北側加油站、鑫華駕校、中鐵物流公司，施工期間會對其產生影響的有北側普康里、商業樓、南側汽車銷售公司。

1.2 管線情況

新宜白大道站站位所處位置管線非常復雜，涉及污水、雨水、自來水以及電力等各種管線30余根，管線主要布置在普濟河東道下方，垂直車站布置在其正上方，少量管線沿車站方向布置在規劃道路下。主要管線包括：Ф1200污水管3根，Ф1200輸配水管1根，Ф700雨水管2根。

2.方案說明

2.1 原分期明挖法設計方案

明挖法是目前地下工程施工的首選方法，它具有施工作業面多、速度快、工期短、工程質量易保證和工程造價低等優點，但對城市生活干擾大，因此其應用受到各種因素的限制[1]。該車站原方案采用地連墻圍護結構，中間加做1道地連墻隔墻將車站主體基坑分成兩部分，一期實施主體基坑的南側，待一期主體結構施工完成后將車流和管線導改至南側；二期實施主體基坑北側，待二期主體結構施工完成后整個車站主體部分完工，恢復交通以及部分管線，最后三期實施車站風道和出入口結構。

車流以及管線導改方案和車站施工工法的選擇是相輔相成的，交通導行方案如下圖2所示。先將車流導改至北側，待南側主體完成后將車流導改至北側，車站主體結構全部完成后恢復交通。

2.2 半蓋挖法設計方案

在路面交通不能長期中斷的道路下修建地下鐵道車站或區間隧道時，則可采用蓋挖順作法[2]，蓋挖順作法又分為全蓋挖順作法和半蓋挖順作法。半蓋挖法施工方案即車站主體基坑中間蓋挖兩側明挖，中間蓋挖段采用蓋挖順作法施工的方案。根據現場場地條件首先將車流和改到車站主體基坑南側，管線切改道基坑兩側，施工中間蓋挖段圍護結構及中間樁柱結構，然后施工中間部分的頂板結構，待中間部分頂板施工完成后，恢復管線及交通施作兩側明挖圍護結構，最后整個基坑一起開挖，交通導行方案如上圖2所示。

（a） （b）

（c） （d）

圖例說明：a為分期明挖方案一期導行圖；b為分期明挖方案二期導行圖；

c為分期明挖方案三期和半蓋挖方案二期導行圖；d為半蓋挖方案一期導行圖

圖2 施工期間交通導行圖

3.方案對比分析

3.1 方案控制邊界條件及控制原則

地鐵車站設計方案選擇應充分結合周邊環境，考慮管線切改、交通導行以及周邊建（構）筑物等環境影響。新宜白大道站位于普濟河東道與規劃淮東路交口，普濟河東道為城市主干道，交通量大，要求不能全部斷交施工，且道路下方管線錯綜復雜，共包含各種管線30余根，一次性切改完成的難度大。同時工程造價、總體工期以及工程的可實施性等各種因素都會影響設計方案的選擇。

3.2 造價對比分析

一般明挖法施工作業面多，工程造價相對較低，本車站主體基坑采用半蓋挖法施工造價將增加600萬，但是采用半蓋挖法后交通導行和管線切改相應各減少一次，可以節省300萬。因此對整個工程來說，采用半蓋挖法后增加造價300萬。

3.3 對地鐵5號線總體籌劃的影響分析

地鐵車站施工方案的選擇不僅要考慮車站主體基坑自身的組織安排，還要統籌考慮與車站相接兩側盾構區間的工期要求。新宜白大道站兩側區間分別為707米、1342米，如下圖3所示，其中新宜白大道站由于施工場地緊張，大小里程均不具備盾構始發條件，而張興莊站為3、5號線換乘站，施工進場較早，可以提前6個月具備始發條件，因此計劃選用兩臺盾構機先從張興莊站雙始發至新宜白大道站雙接收，接收后盾構吊出運到遼河北道站再雙始發至新宜白大道站雙接收。

采用分期明挖方案能較早提供南側（靠近張興莊站）盾構井，但是在二期施工北側基坑時，車流將導改至南側，占用了南側端頭井，將給盾構接收以及盾構吊出造成影響。若等到北側基坑施工完成，交通導行恢復后再進行盾構接收及吊出，工期將延誤7個月。而采用半蓋挖施工方案將先實施中間蓋挖段頂板，南側盾構井相比分期明挖方案晚3個月提供，但是能保證后續施工的延續性。因此采用半蓋挖法施工方案總工期將縮短4個月。

圖3 車站及區間總體籌劃圖

3.4 工程可實施性對比

地鐵車站站位一般選擇在客流密集區域，客流密集區域也是車流、房屋建（構）筑密集的地方，在地鐵車站施工方案的選擇上還充分考慮工程的可實施性，盡量減少對周邊環境的影響。新宜白大道站位于現狀主干道與規劃快速路交口，北側主要建筑物包括：加油站、中鐵物流公司、商業樓，南側有汽車銷售公司。經過建設單位以及政府部門的協調，南側汽車銷售公司同意立即拆遷，北側加油站同意在附屬結構施工期間搬遷，中鐵物流公司不同意拆遷，且加油站和商業樓要求施工期間減少對其營業的影響。

采用分期明挖方案一期導行期間，導行道路將占用加油站和商業樓門前大部分場地，使過往車輛和行人無法進入，對其營業產生非常大的影響。采用半蓋挖方案后可以充分利用南側場地將一期導行道路全部放到南側，對北側不產生任何影響，可以實現早進場施工的條件。

3.5 方案綜合比較

表1 分期明挖方案與半蓋挖方案綜合對比

綜合各方面的因素來看，在造價增加不多的情況下，充分考慮工程的可實施性和對地鐵5號線工程總工期的影響，最終選擇了半蓋挖法施工方案。

4.結語

地鐵車站施工方案的選擇需要綜合考慮交通導行、管線切改、工期、造價以及工程總體籌劃等各方面的因素，同時盡可能減少對周邊環境的影響，需要經過充分的比較論證后方可確定。地鐵5號線新宜白大道站由于周邊環境復雜，同時受地鐵5號線總體工期控制，選擇半蓋挖法施工方案更為合理。

參考文獻：

[1]常瑞杰.地鐵車站施工工法的優化選擇[J].都市快軌交通，2010（23）：83-87.

[2]施仲衡，張彌，宋敏華，等.地下鐵道設計與施工[M].西安：陜西科學技術出版社，2006：309.