城市地鐵車站施工技術和方法分析

陳 洲 （中鐵十六局集團有限公司，北京 100020）

1 工程概況

北京某新建地鐵線路是一條南北向長大快線，線路串聯了通州、東城、朝陽、昌平四個行政區，線路南起通州區環渤海總部基地，進入昌平區未來科技城地區。線路全長約49.7km，全部為地下線。全線共設車站20座，其中換乘站10座；本次設計范圍某車站為暗挖換乘車站，與既有某線路、規劃某線路換乘，車站設南、北側換乘通道與既有車站換乘。兩端區間采用暗挖法施工。

2 地鐵車站施工技術

2.1 明挖法

明挖法將地面作為施工初始點，持續向下施工并到達基坑地面，使用大量鋼筋混凝土材料形成整體結構。澆筑過程遵循自上而下的原則，此環節結束后回填土方。總體來說，明挖法具有如下幾大特點：①足夠的安全性，整個施工可在安全環境下展開，有效保障工程質量；②可在現有地面工程基礎上做進一步改造，有效控制工程造價；③施工面積大，提升了工作效率；④容易受到周邊環境的影響，常見有氣候、周邊交通狀況等；⑤施工中排水設施切實可行，雖然排水結構較為簡單，但依然能滿足工程所提出的排水要求；⑥當出現基坑深度較大的現象時，有必要采取輔助措施，合理控制地面沉降現象。關于明挖法的應用，要求所在項目施工面積較大，還要設置充足的敞口以滿足開挖要求[1]。

2.2 蓋挖法

蓋挖法需要得到臨時工作面的支持，在此基礎上展開地鐵車站的修建工作，其細分類型較多，常見的是蓋挖順筑法，由鋼梁與圍護結構兩部分構成，當結束車站施工后需要在第一時間拆除。具體流程有：①在施工周邊區域增設圍擋等結構，以起到緩解交通擁擠的效果，提升了外圍結構的可靠性。②考慮到短時間內恢復交通的要求，要使用蓋瓦鋪筑路面，應用效果較好的材料，如鋼梁與路面蓋板。③基于特定的工藝流程有序展開各環節施工。④拆除蓋挖結構，達到恢復路面的效果。總體來說，蓋挖法的優勢較為明顯，有效縮短了封閉道路時間，基于分段的方式展開施工作業，不會對周邊交通造成過大影響。當然，此方法對工程成本提出較高要求，需要得到大型機械設備支持，施工中靈活性欠佳，容易延長工期[2]。當采用蓋挖逆筑法時，主要遵循如下流程展開：①封閉施工區域，設置穩固圍護結構；②持續挖土作業并到達既定的頂板地面標高處，在此基礎上澆筑與覆土，在短時間內可恢復交通；③持續開挖基坑，最終形成整個車站結構。

2.3 暗挖法

此方法在松散淺土層中具有較高的適用性，也被應用于軟弱破碎巖層中，以不影響地表完整性為前提，通過豎井掘進的方法而實現。在施工過程中要注重兩點內容：①形成的開挖面要達到足夠穩定狀態；②不允許處于帶水作業環境中，使用到剛性復合襯砌，以便形成基礎支護結構。

有別于其它交通工程，城市地鐵建設所在區域復雜度較高，周邊往往存在大量建筑物，車輛運行狀況錯綜復雜。為了推動地鐵工程的開展，需要挑選典型區域并展開試驗，加之對現場的勘察，合理優化設計方案，調整施工參數；工程經驗表明，淺埋暗挖隧道會對周邊地表造成影響，因此超前加固措施必不可少。要實現對地層的合理改良，確定可行的開挖工藝，形成高度穩定的剛性支護體系，不可對地表結構造成明顯干擾，避免地表塌陷等問題；除此之外，還要保障路面車輛正常通行，縮小拆遷范圍；使用淺埋暗挖法適用范圍較廣，在單線、雙線或者是多層斷面中都具有可行性，且創造較高的工程品質。

3 風險因素分析及工程重難點

3.1 自身風險

車站主體下穿既有線段單層段ZC斷面單洞為9.55m（寬）×10.505m（高），采用 CRD 法開挖，為大斷面礦山法隧道，基于安全風險管理體系得知，下穿單層段施工難度較大，是典型的一級自身風險源工程。

制定可行解決措施：以既定方案為指導有序展開各環節施工，當結束一側導洞開挖襯砌施工且達到穩定狀態后，方可轉向另一側導洞。

3.2 下穿既有線環境風險

車站主體下穿某區間為北京地鐵在建難度最大的工程項目之一，車站下穿施工必須將沉降變形指標控制在3mm的極限控制范圍內，避免地鐵出現減速運行現象，同時沉降變形現象明顯，帶來更多的施工風險。

應對措施：嚴格按照設計施工，優化注漿補償及抬升注漿措施，細化施工工藝，加強監控量測，借助遠程動態化信息監測手段，實時指導現場施工，做到監測先行，注漿超前預控，應急預案完善齊全。

3.3 采取輔助工法

綜合考慮所在區域的圍巖狀況等多方面因素，確定可行的輔助措施。

在設計時便初步分析了工程可行輔助措施，將其呈現在設計圖紙中，這僅僅是一種參考資料，在后續施工中要分析開挖情況，做出合適的修改，必要時可以不采取輔助措施。

①取消超前支護直徑25mm小導管，L=2m，環向間距0.3m縱向每榀打設一環。現場土質堅硬、干燥無水、礫巖堅硬，礫石較多，施作超前小導管較困難。②取消雙排R76S自進式管棚。③取消補償（注漿管）袖閥管，注漿縱向間距2m，梅花形布置。④根據專家意見，增加L型拱腳，現場施工時可根據實際情況考慮進行調整沒有采用L型拱腳措施。⑤設計要求下穿既有線施工在車站雙層段結構施工完成后進行。現場施工根據實際情況出發調整為車站隧道變形穩定后，車站雙層段結構施工前，進行既有線暗挖施工。

3.4 既有線暗挖工程控制要點

①控制洞體開挖及初期支護質量，加強初支背后注漿質量控制，控制變形滿足特級風險源變形要求、確保行車安全。

②開挖前條件驗收：按照北京市軌道交通公司關于“馬頭門破除施工條件驗收控制要點”的相關要求進行督促驗收。

③加強程序控制。本工程為特級風險源，現場施工時可根據實際情況，對設計要求、施工方案、專家論證意見進行調整、優化、細化。

4 施工技術和方法選擇的要點

4.1 分析影響施工技術和方法選擇的因素

為給城市地鐵車站創設穩定施工環境，有必要選取合適的施工技術與方法，主要考慮兩方面影響因素：①客觀因素，常見有項目所在區域的地質條件等，這些本就存在的因素會加大施工難度，對城市地鐵施工造成一定程度影響，這是設計工作中要重點考慮的內容，設計人員要立足于客觀角度展開分析，選定科學的技術與方法。在此過程中，要兼顧質量與進度兩方面因素。②外部影響因素。較為典型的有施工周邊區域的交通情況、物資供應等，在確定施工技術與方法時，所有的影響因素都要考慮到位，協調好各類要素，為城市地鐵車站施工提供保障。

4.2 明確施工技術和方法的基本原則

在城市地鐵車站工程中，規避原則是決定技術與方法可行性的基本前提，要分析所有對工程造成影響的外部因素，在前期規劃時明確地下空間位置、地面建筑等項目周邊情況，將其在規劃圖中明確標示出來，這是增強城市地鐵車站施工科學性的重要保障。在面對不同的地形因素時，采取的技術與方法也要隨之做出改變，工程人員要做好現場勘查工作，提升施工技術與方法的可行性。

4.3 增強施工決策的合理性

盡管前期做出了規劃，但在施工中依然會出現決策可行性不足的問題，基于提升方法與技術可行性的目的，在前期決策時就要充分考慮各類因素的影響。深入施工現場勘察實際情況，對項目整體狀況有全面的了解，實現統籌規劃，深度分析各類因素帶來的實際影響，注重各環節的主次順序，全面提升決策科學性。有必要形成專項小組，共同探討各類影響因素，增強技術與方法的可行性[3]。

5 結語

城市地鐵車站施工復雜度較高，確定合適的技術與方法至關重要，行業在發展中有必要創建以城市地鐵車站為基礎的數據庫，打造專業人才小組，分析各類對城市地鐵車站施工造成影響的因素，增強技術與方法的可行性。發揮出資源優勢，再次強化施工技術與方法，以更高的層次推動城市地鐵車站施工的持續開展，在保障工程質量的同時進一步縮減成本，創造更高的效益性。