換乘車站頂板半蓋挖法修建技術研究

施玉晶

（中鐵隧道勘察設計研究院有限公司，廣東 廣州 511400）

1 工程概況

福州地鐵4 號線一期工程塔頭站位于福州市晉安區，沿東大路自西向東敷設，與沿六一北路南北敷設濱海快線T 型換乘，同期設計，同期施工。車站緊鄰晉安河、站后區間下穿晉安河及塔頭橋，受塔頭橋橋樁控制，車站為楔形站臺，全長256.8m；車站周邊建筑及管線密集，東大路為福州市內主干路交通量極大。車站受制于周邊環境、交通疏解、管線密集、工期緊張，確定采用頂板半蓋挖法施工。

2 車站結構設計

2.1 車站設計邊界條件。

根據福州市相關部門要求，車站施工期間需滿足借一還一的要求，雙向6 車道；周邊建筑物密集，圍擋距離建筑物最小凈距為5 米；地下管線密集，車站外側無遷改路徑。車站頂板埋深3.5m，底板埋深17.4m；底板邊墻均位于淤泥層。

2.2 車站工法比選

根據本站周邊環境條件、交通疏解要求、工程造價、工期、社會影響等綜合考慮對比；確定采用頂板半蓋挖法施工（圖1）；

2.3 結構設計

頂板半蓋挖工法一期施工臨時鋼管柱及半幅永久頂板；二期施工車站基坑開挖及底板、中板、梁柱、另外半幅頂板；但其施工工序轉換復雜，在拆除臨立柱過程中，結構受力體系轉換是整個工程成功的關鍵。

3 半蓋挖結構計算

由于車站位于城市主干道上，按城A 級橋梁荷載進行取值。通過對車站施工工序的計算分析知：第一鋼管柱會產生一定彎矩值，加上流塑橫向剪切柱子彎矩會更大，需要采取措施減小變形；第二二期頂板和半蓋挖頂板初始應力不一致，半蓋挖頂板由單次超靜定結構變成多次超靜定狀態，在空間上有扭轉傾向，結構應力狀態進行二次分配，對永久頂縱梁、柱的抗扭性能、抗彎剛度等構件力學性能有很高要求（圖2）；第三頂板半蓋挖法結構體系與二期圍護結構體系結構剛度差異導致差異性沉降、附加應力（圖3）；在設計施工中應采用有效措施避免上述問題。

圖2 開挖過程分析

圖3 差異性沉降分析

4 結論

本車站頂板半蓋挖法設計及研究非常成功，較合理地協調和解決地鐵車站施工用地、工期要求緊張與地面交通、周邊環境之間的沖突關系，并有較大的社會及經濟效益。