試析暗挖地鐵車站施工通道與車站轉換段施工方法

楊超

[摘要]伴隨著現代交通行業的高速發展，地鐵成為了市民出行的首要選擇，地鐵的使用可以緩解城市交通壓力，另外可以達到節能減排綠色出行的目的。地鐵施工成為了加快城市化進程的必經之路，為了避免地鐵施工對城市建筑的破壞和對交通出行的阻礙，地下暗挖法成為了城市地鐵的主要施工方法，本文將結合長春市地鐵四號線的建設工程，對暗挖地鐵車站轉化段施工方法進行分析。

[關鍵詞]暗挖地鐵車站施工;扇形爬坡法;車段轉化施工

文章編號：2095-4085（2019）06-0017-02

地鐵的建設可以有效地減輕汽車擁堵造成的交通壓力，并有效地減少了汽車尾氣和鳴笛帶來的環境污染，地鐵建設可以說是一項利國利民的工程。一時間城市地鐵軌道建設成為了社會關注的焦點，地鐵隧道施工是確保地鐵運行的基礎設施，而暗挖地鐵車站轉換段施工是隧道工程的技術難點，是確保地鐵軌道交通順利進行的保障[1] 。

1暗挖地鐵車站轉換段的施工背景

暗挖地鐵車站施工過程中，因為受到施工技術繁瑣，隧道圍巖受外力作用變形，支護結構復雜等客觀因素的限制，暗挖地鐵車站轉化段施工屬于一段難度較大的隧道工程，也是暗挖地鐵車站隧道施工的工作重點。暗挖地鐵車站轉化段施工屬于一種交叉隧道路段施工，轉化段主要是指列車的通行隧道和施工通道的銜接位置，用幾何學的知識來說屬于兩個相垂直的圓柱體相交的位置。不同于其他交叉隧道轉化段施工，暗挖地鐵的施工通道與列車隧道的斷面直徑相差懸殊，導致暗挖地鐵車站轉化段施工的難度大大增加。受到技術手段和施工設施的制約，目前國內對于暗挖地鐵車站轉化段的施工方法還很單一，主要采用門型爬坡法和扇形擴挖法兩種技術手段，下面結合實際工程應用進行講解分析[2] 。

2暗挖地鐵站工程概況

長春市是一座風景秀麗的北國江城，近年來隨著城市化進程的加劇，汽車保有量的急劇增加，上下班高峰期出現交通擁堵現象嚴重，為了緩解地面交通擁堵帶來的壓力，市政府決定建設地鐵四號線工程。地鐵四號線工程是一段東西走向的交通樞紐，全程里程近23km，共設有18個站點，我們針對四號線內的吉林大路車站進行分析，吉林大路車站毗鄰公平路站和臨河街站，是長春市的主要交通樞紐站，吉林大路段設有高架橋，輕軌，路面交通以及地鐵交通四層交通結構，吉林大路地鐵車站全程185m，有效的站臺中心里程長度為234m，車站的主體呈東西走向的直線排列，站前和戰后都呈直線延伸，站后設有地鐵交叉渡線，站臺區采用國內常用的雙層式暗挖結構，站臺采用國內主流的14m寬度標準。車站護體采用雙柱式承接結構，隧道橫截面高度為25.68m，交叉渡線寬度為26.84m，高度為22.54m，土層厚度為30.18m，施工斷面距地面屬于一種淺埋式施工隧道[3] 。

3暗挖地鐵車站轉換段施工方法

3.1門型爬坡法

門型爬坡法屬于一種國內比較主流的暗挖地鐵車站轉換段施工方法，首先要對施工隧道進行全面的挖掘，當施工通道即將接近地鐵隧道邊緣位置時，在車站隧道和施工隧道相交的位置樹立門型拱架進行支護。需要注意的是，施工通道的斷面直徑相較于地鐵隧道的斷面直徑小很多，隧道的挑高差距也很大，于是施工通道挖掘要沿著地鐵隧道相交的位置要向上挑高，沿著地鐵隧道的輪廓線挖掘到拱頂，然后以固定的坡度進行向上進行轉換段施工，轉換段施工寬度與施工通道的寬度保持一致。門型爬坡法主將轉換段分為八部分進行施工，隧道開挖后要做好門型拱架支護施工，隨著施工進度的進行還要在地鐵隧道頂部架設支護架，將施工隧道挖掘至地鐵隧道頂部并封閉成環，直到施工段挖掘至車站隧道邊緣位置即完工。

由于受到東北土質結構和施工工期的影響，長春市地鐵四號線的大部分車站轉化段施工沒有采用門型爬坡施工法，主要是受到門型爬坡發施工工藝比較復雜，施工工期比較長，施工難度較大等客觀因素的影響。

3.2扇形擴挖法

暗挖地鐵車站轉化段施工的扇形擴挖法，可以有效地簡化轉換段施工工序并縮短施工工期，是一種目前比較流行的地鐵車站轉化段施工方法。長春市地鐵四號線的車站基本都采用扇形擴挖法，下面我們結合實際工程應用對扇形擴挖法進行講解。施工通道采用全斷面的施工方法，在施工通道即將到達地鐵隧道邊緣的時候，在施工隧道和地鐵隧道相交的邊緣架設門型支護，施工中值得注意的是要將施工通道的挖掘位置上挑至車站的拱頂位置。將轉化段施工劃分為三個扇形的面積進行挖掘，轉換段的挖掘寬度要與施工通道的寬度保持一致，需要注意的是在轉換段開挖后要采用門型支護進行保護，隨著挖掘面的進行架立環形鋼進行支護，直到車站頂部的拱架封閉成型完成施工。從工程技術角度來看，扇形擴挖法具有單次挖掘土方面積大，施工設備轉換次數少等主要優勢，扇形擴挖法不用沿著固定坡度向上施工，避免了施工難度增加延緩工期，并減少對地鐵隧道圍巖應力的破壞，增強了地鐵隧道的牢固程度[4] 。

3.3暗挖地鐵車站轉換段技術參數

考慮到東北四季溫差較大，施工隊決定在4月份對吉林大路地鐵隧道進行施工，首先我們對吉林大路的地下結構進行勘探分析，發現吉林大路站圍巖主要以黑土和石頭為主，局部摻雜著一些砂巖和黃土層，經過測定圍巖的等級為三級，初級的施工隧道支護采用混凝土加固方式，厚度為40cm，支護和錨桿采用彈性金屬材料。

隧道施工中采用全斷面挖掘方式，以5m為一個施工進度單位，挖掘后開始進行支護處理，為了節省工期和減少施工技術難度，對轉換段的施工采用扇形擴挖法進行，在轉化段的施工完成后，要采取車站隧道方向的施工，車站隧道施工需要注意的是，隧道的斷面直徑要遠遠大于施工通道的斷面直徑，隧道施工的工程量勢必增大。挖掘隧道施工主要將地鐵隧道劃分為幾個部分進行挖掘，每次以2m為一個施工進度單位，挖掘后要及時進行支護處理，另外車站隧道中間地帶采用臺階法進行施工，臺階之間的支護距離設定為lOm。

4結論

地鐵的建設對改善城市交通擁堵和保護環境的意義重大，暗挖地鐵車站轉換段施工成為了地鐵建設的基礎工程。我們結合長春市地鐵四號線吉林大路站的建設工程，對暗挖地鐵車站轉換段的兩種施工方式進行了闡述，從施工難度、施工技術角度進行對比分析發現，采用扇形擴挖法的工期約為25d，而采用門型爬坡法至少需要35d。采用扇形擴挖法對于地鐵隧道圍巖的干擾明顯更少，間接加大了地鐵隧道的強固程度。另外扇形擴挖法對轉換段的支護結構要求相對簡單，省去了頻繁轉換挖掘設備帶來的麻煩。綜上所述，對于吉林大路車站轉換段施工采用了工序較便捷，施工工期較短的扇形擴挖法。另外文章對暗挖地鐵車站轉換段力學參數展開分析，通過直觀的數據加深了對暗挖地鐵車站轉換段施工方法的了解，從而確保地鐵車站建設工程的順利進行，為地鐵暗挖隧道工程早日順利通車提供了保障。

參考文獻：

[1]張興宇.采用平頂直墻暗挖法修建多跨地下建筑的施工技術初探[A].中國土木工程學會隧道與地下工程學會地鐵專業委員會第十二屆學術交流會論文集[c].1998.

[2]鄢定媛，李圓圓，向俊宇，隧道淺埋段暗挖法施工引起的地表沉降分析[J].企業技術開發，2011，（11）.

[3]趙文.沈陽地鐵一號線中街站風險辨識與分析[A].運營安全與節能環保的隧道及地下空間建設第2屆學術研討會交流報告[c].2011.

[4]劉招偉，王夢恕，周世祥.繁華城區修建大型地下立交多功能地鐵車站技術[A].第一屆海峽兩岸隧道與地下工程學術與技術研討會論文集（上冊）[C]. 1999.