市區主干道交叉口明挖車站分段施工技術研究

薛清濤

（中鐵十四局集團有限公司 山東 濟南 250001）

0 引言

地鐵車站的施工組織往往受制于管線遷改、建（構）筑物拆遷、盾構工期籌劃、周邊環境等因素影響，尤其位于十字交叉路口的明挖地鐵車站交通疏解組織難度大[1]，施工風險高。以位于市區主干道交叉路口的明挖車站為例，介紹了車站主體分段施工的原因及具體實施方案，對類似工程的實施有較大的借鑒意義。

1 工程概況

長沙地鐵3 號線四方坪站位于開福區車站北路與三一大道站交叉路口正下方，沿車站北路南北向布置。車站圍護結構采用φ1000 鉆孔樁+內支撐的形式，樁間雙管旋噴樁止水。主體結構為地下雙層雙跨局部三跨的框架結構，采用明挖順做法施工，主體結構長203.1m，標準段寬20.7m，基坑埋深18～21.8m，頂板覆土厚約2.6～3.8m。車站兩端為雙洞雙線盾構區間，盾構站內過站。車站中部過三一大道部分約70m 采用鋼便橋臨時鋪蓋，鋪蓋分四期施工，如圖1 所示。

1.1 交通現狀

三一大道為長沙市交通主干大道，是東西向進出城方向的必經路之一；車站北路為長沙市南北向主干道路，由路口向南約4km 即到長沙市火車站。路口位置交通車流量極大飽和，三一大道早高峰平均車流量約2 200 輛，晚高峰約3 000輛，車站北路早晚高峰平均流量約1 200 輛，該路口在早晚高峰期間交通擁堵問題非常嚴重。

圖1 車站平面布置圖

1.2 管線情況

車站主體施工范圍內有DN1500 污水、DN800自來水、DN400 自來水、城通、電線、國防軍纜、電力等管線眾多且錯綜復雜，是整條線管線最復雜的車站。管線遷改涉及業主、施工主體、管線遷改、產權等單位眾多，外部協調難度大，遷改工期不可控。車站南側場地內管線自項目進場1年后方具備打樁條件，北側場地內管線遷改無重大進展。

2 總體施組及籌劃

車站主體施工主要分為5 個階段組織實施，具體如下：

第1 階段：圍擋主體南段，進行車站主體南段圍護結構及開挖施工、一期鋼便橋施工（19m），一期便橋完畢后開放交通。

第2 階段：圍擋主體北段，進行車站主體北段圍護結構及開挖施工、二期鋼便橋施工（15m），二期便橋完畢后開放交通。

第3 階段：第三期鋼便橋范圍實行圍擋，進行圍護樁、冠梁支撐及三期鋼便橋（16m）施工。

第4 階段：第三期鋼板橋完成后開放交通，進行第四期鋼便橋圍擋，進行圍護樁、冠梁支撐及四期鋼便橋（16m）施工。

第5 階段：四期鋼便橋完成后開放交通，從主體北端進行北段的土方開挖及結構施工，回填恢復路面轉入附屬施工。

3 分段施工的實施

正常施工條件下，中間鋪蓋系統完成后，利用南北兩端的施工場地可自中間向兩端展開土方開挖及結構施工，負二層施工完成并拆架清理后即可提供盾構站內過站條件，保證整條線洞通工期節點。但受北段國安駕校及管線遷改影響，不得不增加隔離樁，組織分段施工。

3.1 南段增加隔離樁

根據施組及工籌，主體南段具備土方開挖作業條件為2016 年1 月29 日，主體北段需疏解路及管線遷改完成、第二三四期鋼便橋全部完成后方可具備土方開挖條件，北段具備開挖條件日期約為2016年8 月29 日，南段與北段工期相差約7 個月，整體工期相差較大，造成機械人員閑置窩工。若南段增加一排隔離樁后可以提前轉入開挖及結構施工階段。

主體南段結構完成時間約2016 年9 月12 日，即北段開挖時南段主體已基本完成，南段主體完成時間可以提前8 個月，另外南段主體完工后可以立即轉入南側1 號風亭附屬結構的施工。

3.2 北段增加隔離樁

受場地內各種管線遷改滯后及右轉車道影響（交警要求右轉車道施工完成后才可對二期鋼便橋進行圍擋），圍擋一直未向南外擴到位，二期鋼便橋無法實施，預計圍擋時間2017 年1 月底，鑒于北段盾構接收時間為2017 年4 月底已定，按常規施工方法已無法保證盾構出洞。為滿足盾構出洞要求，在北段端頭井處增加一排隔離樁，提前轉入土方開挖及結構施工。隔離樁位置如圖2 所示。

4 鋼便橋鋪蓋方案

圖2 隔離樁位置布置圖

鋪蓋縱向布置長度70m，單跨長度24m，采用既有車站圍護樁為承載基礎，圍護樁嵌巖深度6m。便橋設計機動車道車速為40km/h，車輛限重55t，設計荷載為公路I 級，設計使用年限為2 年。

（1） 鋪蓋系統采用321 型貝雷鋼橋，將鋪蓋范圍內的冠梁標高降低，具體調整值以現場能夠保證鋼便橋與現有路面平穩過度為原則進行控制。為防止鋼橋面和原路面的不均勻沉降，采用澆筑橋臺搭板過渡[2]。

（2） 車站結構與三一大道成65°斜交，貝雷梁也采用相同的角度布置（車輛沿平行貝雷梁方向行駛），每榀梁采用8 片貝雷片進行組合拼裝（8×3m），縱向跨度24m。為減小貝雷梁擾度，提高貝雷梁強度，在貝雷片上下各加一根加強弦杠，與貝雷片采用專用定位銷進行連接。

（3） 單個車道按3.15m 計算，每個車道縱梁的 橫 向 間 距 采 用 900mm、 675mm、 900mm、450mm 的組合方式。每組縱梁之間采用配套連接件連接，保證整體強度、剛度和穩定性要求，橫斷面布置如圖3 所示。

（4） 橋面采用I20a 工字鋼，間距400mm 做分配梁等間距布置，并在上面鋪設10mm 厚花紋鋼板以滿足抗滑要求。鋼便橋現場拼裝如圖4 所示。

（5） 鋪蓋鄰近基坑一側設置防撞護欄，護欄高度1200mm，護欄采用I20a 工字鋼焊接加工，護欄間距600mm。便橋兩側在開闊位置設置豎立限速、限重標牌。

（6） 為減少便橋上部車輛通行噪音，結合交警部門的要求，鋼便橋花紋鋼板表面加鋪10cm 厚鋼筋混凝土層+5cm 厚瀝青面路面面層[3]。鋼筋混凝土采用單層雙向配筋，Φ16@150 單層雙向配置，C30 混凝土澆筑。

圖3 鋼便橋縱梁橫斷面圖

圖4 鋼便橋拼裝圖

（7） 鋼便橋檢測與監測。鋼便橋拼裝完成后委托專業檢測機構按照設計荷載對便橋性能進行檢測合格后進行橋面鋪裝層施工。開便橋開放交通前按照20m 一個斷面設置一組沉降監測點，每組不少于3 個測點[4]。

5 交通疏解方案的優化

原北側二期鋪軌布置長度15m，實際施工時將北段二期鋼便橋架設范圍向北擴大至25m。臨時鋪蓋完成后開放交通，將第三、四期鋼便橋兩期場地合并為一期進行圍擋，取消第三、四鋼便橋架設，組織剩余鉆孔樁、冠梁支撐、土方開挖及結構施工。優化后中間期場地俯視圖見圖6 所示。

圖6 方案優化后中間期場地俯視圖

6 方案對比

原方案車站中段為全鋪蓋系統，便橋分期施工完成后，存在南北兩端兩個施工工作面，但鋪蓋面積較大，結構施工鋼筋、模板腳手架需要從明挖段多次倒運，鋪蓋下方的施工組織帶來一定難度，同時主體北段管線遷改進度滯后導致結構施工進度無法滿足盾構站內過站條件。兩種方案對比如表1 所示。

表1 兩種方案優缺點比較

7 結語

在主干道交叉路交通疏解難度大、管線遷改進度嚴重滯后，影響正常施工組織的情況下，車站中部增加兩排隔離樁，采取了分段施工，優先保證了地鐵區間的盾構施工工期。在業主的配合下，加強與交警、城管部門的溝通，優化了鋪蓋方案，為剩余中間段結構的施工節省了資源和時間，也是比較成功的。但同時也造成了主體施工單位成本的增加，施工過程中需要注意收集影像資料及時按變更或索賠流程向業主爭取相關費用。