復雜環境下地鐵車站施工工法選擇

彭 晨 陳揚勛

(中鐵隧道勘測設計院有限公司，天津 300133)

復雜環境下地鐵車站施工工法選擇

彭 晨 陳揚勛

(中鐵隧道勘測設計院有限公司，天津 300133)

以烏魯木齊地鐵某站為例，在考慮工程地質及水文地質、交通疏解、工程自身風險、環境風險、工程實施難度、總體工籌等多因素條件下，綜合比選了復雜環境條件下車站的施工工法，為本地區今后類似地鐵車站工程積累了經驗。

城市地鐵，車站工法，復雜環境

0 引言

隨著城市地鐵的快速發展，地鐵已經被視為城市形象升級的符號，同時地鐵也成為了解決公共交通困頓的優先選項。

作為烏魯木齊首條地鐵，線網在城市南北方向的主骨架線，覆蓋城市南北向的發展軸，是連接老城區和新市區的一條南北向快速通道，覆蓋了主城區南北向最主要的客流交通走廊。位于南部老城區的車站工程具有水文地質復雜、交通繁忙、周邊建(構)筑物沿道路非常密集、地下建(構)筑物較多、商業及民族氛圍濃厚等顯著特征，同時烏魯木齊有較長的冬季，一般從11月～次年3月為寒冬季節，工程施工難度非常大。另外，本站位于維族商業最集中繁華地區。

在如此復雜的周邊環境和社會環境條件下，設計上如何科學地分析和在眾多因素中抓住主要矛盾，選擇合理工法進行施工，對本站將是一個重要的決策。

1 工程情況

站址環境：車站跨勝利路、解放南路與團結路十字路口，沿勝利路、解放南路路中布置[1]。車站周邊建筑，東南象限為團結花園；東北象限為新疆國際大巴扎；西南象限為團結市場及武警駐地；西北象限為團結劇場及門前的民族風情夜市，解放南路、勝利路規劃紅線寬44 m，團結路規劃紅線寬50 m，團結路上有外環團結路高架橋，勝利路上有高架匝道橋。十字路口下方有行人過街通道及人防主干道(埋深約10 m)。

工程地質與水文條件：車站場地范圍內主要地層由人工填土層、第四系全新統沖、洪積粉質粘土層、卵石層、角礫層及下伏的三疊系泥巖、砂巖、礫巖構成，人工填土層主要為雜填土及卵石填土，廣泛分布于地表。地層從上至下依次為雜填土、卵石填土、粉質粘土、卵石、角礫、強風化巖層、中風化巖層。上層為土，下伏為巖。水位埋深9.3 m～11.08 m，地下水按貯存介質可分為孔隙潛水和基巖裂隙水，孔隙潛水主要貯存于卵石層和角礫層中，主要補給來源為大氣降水(見圖1)。

交通：十字路口團結路與勝利路均為南北與東西向老城區主干道，交通繁忙，車流量非常大，位于城市旅游主要景區位置，解放南路為從北往南單行線，且有城市BRT專用道。

管線：管線繁多，主要風險管有熱力、燃氣、給水、排水，十字路口管線縱橫交叉。

總體工籌:總工期三年，明挖冬季不考慮施工。

線路：烏魯木齊南高北低，地面高差大，整條線路約27 km，高差達到100多米。

在滿足各建筑功能，同時結構也可行的基礎下，經過綜合分析，車站提出三種方案。下面就三種方案從結構上進行分析。

2 方案一

方案一：車站在團結路以北不跨路口，地下兩層暗挖方案(見圖2)。

方案一分析：

交通疏解：暗挖雙層，故對路面交通影響較小。

管線遷改：除出土孔及附屬明挖部分需要進行管線遷改，主體結構上方無需管線遷改。

工程自身風險：車站范圍上部為卵石層，下部為巖層，且卵石層中富水，滲透系數大，暗挖拱頂位于卵石層中，地區管井降水缺少經驗。上部卵石層中管棚不宜實施，且小導管注漿在大孔隙卵石層中非常難控制，這種暗挖在廣州、青島、大連曾發生過塌方事故，巖層中如采用洞樁法施工，洞內成樁較為困難。綜上分析，暗挖自身存在較大風險，不宜作為優選施工工法進行推薦。

環境風險：暗挖工法地表沉降控制較差，對于拱頂上方的給水、排水、熱力、燃氣管有較大風險，尤其冬季如發生燃氣和熱力管線事故，對居民生活將產生非常大的社會影響。路北站位因道路狹窄，周邊房屋非常接近，周邊是烏魯木齊主要旅游商業建筑，暗挖、大面積降水及爆破產生的房屋沉降影響應重點考慮。

工程實施難度：附屬用地位于團結劇場及交易市場，暗挖出入孔用地也需要占用主要商業地，協調和拆遷難度非常大。

總體工籌：考慮盾構過站，整個主體暗挖及附屬完成工期為兩年，工期相對緊張。

3 方案二

方案二：車站位于團結路與解放南路交叉路口，跨路口地下三層蓋挖(見圖3)。

方案二分析：

交通疏解：相對方案一，蓋挖跨路口三層增加了對十字路口東西向及南北向的交通影響，車站蓋板縱向采用兩幅進行，可保證道路通行，但對通行能力有影響。

管線遷改：相對方案一，增加了主體結構范圍內的管線遷改，蓋板施工期間，管線將遷改至主體結構外，待蓋板完成后，回遷管線。出土孔及附屬明挖部分也需要進行管線遷改。

工程自身風險：蓋挖法因為首先完成了結構頂板施工，結合圍護樁，形成了閉合的圍護結構支撐體系，因此自身施工風險比較小。

環境風險：蓋挖法施工對周邊環境的影響相對明挖、暗挖也要小得多。

工程實施難度：跨路口三層方案需要拆除十字路口下的人行過街通道及地下主人防干道，人防主干道不能中斷，受附屬結構布置影響，后期恢復遷改路需跨地塊且不經濟；因東西向有高架橋，橋下施工圍護樁存在較大困難，尤其對下伏為巖層的地質條件更為困難；南北向有一匝道橋需要臨時拆遷及后期恢復。綜上，方案二工程協調難度非常大，且協調部門多，拆遷量大，前期工作難以保證順利實施。

總體工籌：考慮盾構過站，整個主體蓋挖及附屬完成工期為兩年，工期相對緊張。

4 方案三

方案三：車站位于團結路與解放南路交叉路口，跨路口明暗挖結合，暗挖單層，兩端明挖三層(見圖4)。

方案三分析：

交通疏解：跨路口東西向因暗挖，交通不受影響，南北向在明挖期間，需要進行交通疏解，對南北向的交通通行能力有影響。

管線遷改：相對方案一，增加了南北方向部分管線遷改工作；相對方案二，減少了東西方向的管線遷改，同時在暗挖部位可為橫

跨車站管線提供管線遷改空間。

工程自身風險：兩端明挖，風險可控；暗挖部分為單層站臺，位于巖層當中，暗挖風險相對方案一是可控的。

環境風險：跨路口方案，因相對距離路北商業和旅游區較遠，僅對路北部分房屋產生影響；暗挖部分位于巖層中，地表變形可控，故對暗挖上部管線影響也不大。

工程實施難度：相對方案二，避開了十字路口過街通道及人防的拆遷工作，同時通過改造部分地下過街通道與車站相接，滿足過街功能；用地協調較方案二要少得多。

總體工籌：兩端明挖，工期容易保證，暗挖部分可在第二年完成，保證盾構過站。

5 方案推薦

綜合分析上述三種方案：跨路口布置方案在對客流吸引和建筑功能上要占有較大優勢；同時在自身風險和環境風險控制上也具有較大優勢，且因線路、交通、覆土等因素，方案一不宜暗挖；故路北方案不是理想方案。對方案二與方案三比較分析，方案三除在建筑功能上不能在站廳層中將兩端頭廳鏈接(過街功能均能得到保證)，在交通、管線、可實施性、工程籌劃方面基本上都優于方案二。

綜上所述，故將方案三作為本站實施工法方案。

6 結語

本文結合烏魯木齊地方工程特點，針對首條地鐵線復雜地質水文及周邊環境的一個特色站，進行了綜合分析和總結，為本站的后期順利實施選擇了科學、合理的施工工法；也將為后續地區車站工法的選擇提供寶貴的參考依據和經驗。

[1] GB 50299-2003，地鐵設計規范[S].

[2] 崔玖江.隧道與地下工程修建技術[M].北京：科學出版社，2005:55-56.

[3] 北京城建勘測設計研究院有限責任公司.烏魯木齊軌道交通1號線工程勘察01合同段巖土工程勘察報告(初步勘察階段)[R].2012：6-9.

[4] 戰啟芳，楊石柱.地鐵車站施工[M].北京：人民交通出版社，2011.

Methods for subway station structure under complex environment selection

PENG Chen CHEN Yang-xun

(TheSurveyandDesignInstituteofChinaRailwayTunnelCo.，Ltd,Tianjin300133，China)

This paper takes a metro station in Urumqi as an example, the engineering geology and hydrogeology, traffic organization, project risk, environment risk, difficulty in construction, raise overall work of many factors such as the conditions, comprehensive comparison and selection of complex environmental condition at the station construction method, can provide experience for the local district future similar subway station project.

city subway, station construction method, complex environment

1009-6825(2014)03-0202-02

2013-11-11

彭 晨(1986- )，男，助理工程師； 陳揚勛(1979- )，男，工程師

U231.3

A