地鐵車站上蓋增層明挖順筑法施工關鍵技術分析

摘" 要：城市軌道交通城市交通的一個重要樞紐，其承擔著運輸的重大責任。隨著社會經濟發展，原有地鐵站難以滿足運輸的需求，需進行相應的拓建。對于地鐵站拓建而言，其涉及的工程相對較多，如密貼下穿、上蓋增層等。其中，上蓋增層就可采用明挖順筑法進行施工，可有效提升施工的便捷性。該文以某地鐵車站結構施工為例，對明挖順筑法在地鐵車站上蓋增層中的施工關鍵技術進行分析，以期為類似工程建設提供參考。

關鍵詞：明挖順筑法;軌道工程;地鐵車站;關鍵技術;城市軌道交通

中圖分類號：U231" " " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）09-0154-04

Abstract： Urban rail transit is an important hub of urban transportation， which bears the great responsibility of transportation. With the social and economic development， the original subway station is difficult to meet the demand of transportation， so it is necessary to carry out corresponding construction. As far as the subway station construction is concerned， there are relatively many projects involved， such as close sticking to the bottom， adding layers to the upper cover and so on. Among them， the open-cut method can be used to increase the floor of the upper cover， which can effectively improve the convenience of construction. Taking the structural construction of a subway station as an example， this paper analyzes the key construction technology of the open-cut construction method in the superstructure of the subway station， in order to provide reference for the construction of similar projects.

Keywords： open-cut construction method; rail engineering; subway station; key technology; urban rail transit

明挖順筑法屬于目前地下工程施工中常用的一種技術，此種技術具有操作簡單、施工效率高等特點，對于提升整體施工質量有著十分重要的作用。對于地鐵車站的上蓋增層施工而言，通過明挖順筑法可有效提升施工的便捷性[1]。目前，關于原有車站結構增層施工的研究相對較多，但是均側重于下增層的改造，下增層施工重點在于確保上部結構穩定性。有關研究人員在其研究中指出，可通過地基、基礎、建筑物等之間的關系，分析錨桿靜壓樁在下增層施工中的作用，充分利用樁-土-結構的作用，實現對車站上部結構變形的有效控制[2]。在車站向下增層的過程中，通常會嚴重影響原有樁基的承載剛度，有關研究人員在其研究中通過數值分析法、模型試驗等對樁基承載力以及變形情況進行研究，研究指出，在基坑開挖過程中，容易導致樁體穩定性發生變化[3]。綜合上述研究來看，其主要集中在下部暗挖增層方面，關于采用明挖順筑法施工車站上蓋增層的研究不足。

基于此，本文以某地鐵車站結構施工為例，對明挖順筑法在地鐵車站上蓋增層中的施工關鍵技術進行分析，以期為類似工程建設提供參考。

1" 工程概況

為滿足乘客需求，某城市地鐵車站需在原有的基礎上進行上蓋增層拓建，拓建基坑主要有2個，分別位于車站東、西兩側，兩基坑大小相同，長約37.2 m，寬26.8 m，深度為12.0 m。地下水位距車站底板10.4 m。基坑結構主要以人工挖孔樁+內支撐體系為主。

2" 施工關鍵技術

2.1" 車站上蓋層增層施工方法

由于本工程屬于上蓋增層施工，故采用明挖順筑法進行施工，將人工挖孔樁作為維護樁結構。在實際施工過程中，基坑開挖到原有車站的小導洞拱頂后，首先需設置相應的樁體，并做相應的樁體梁與混凝土支撐，開挖過程中所做的支撐主要有三道[4]。在基坑中的支撐架設完成后，需將基坑中反壓土之外的土體挖出，并清除原有車站的支撐結構，待準備工作完成后，再做防水層與側墻結構。一般來說，在第三道支撐下部的側墻結構強度符合設計要求后，需將前面的支撐拆除，然后再做防水層以及上部土體結構。車站結構與維護兩者之間的間隙需通過同步回填的方式進行充填，在頂板的強度符合要求后，需做防水層，最后再將第一道支撐體系拆除，并清除地表下方的擋墻與樁體，然后再回填基坑[5]。

2.2" 上蓋增層的安全控制措施

對于本工程而言，其基坑主要以吊腳樁的形式為主，導致土體嵌入難度大，嚴重影響基坑的穩定性。針對此種情況，需將樁底與初支撐結構進行連接，并通過注漿加固、預留反壓土等方式，有效提升基坑的穩定性，進而確保施工過程中的安全性。

2.2.1" 樁底與既有初支結構連接技術

在基坑挖至原有車站小導洞拱頂后，首先將其中的初支結構鑿除，最后再做無嵌固樁。在綁扎人工挖孔樁鋼筋時，需將樁主筋與洞格柵主筋焊接在一起，在其形成一個整體后再進行相應的綁扎，這樣可有效提升鋼筋的綁扎質量。

2.2.2" 樁后土體深孔注漿加固技術

在無嵌固樁施工完成后，需采用深孔注漿的方式，將樁體后方的土體進行加固處理。在注漿過程中，需針對工程實際情況嚴格控制注漿寬度與深度，一般寬為3 m，深度為3.7 m。在將漿液灌注入土體中后，經過兩者的反應便可提升土體的力學參數，進而提升土體密實性與穩定性，使其成為一種具有超強抗壓能力的膠結體[6]。

2.2.3" 預留反壓土

在基坑開挖過程中，開挖至第三道支撐體系下方時，需預留車站平面4個角處的反壓土，在側墻結構施工完成后，再開挖反壓土，這樣可有效提升基坑開挖的安全性。

3" 車站上蓋增層結構接頭施工技術

對于本工程而言，其主要是在原有車站基礎上進行上蓋增層的擴建，其中涉及新舊接頭的連接。由于兩者在連接過程中存在相應的薄弱點，會嚴重影響車站的整體結構。因此，在新、舊接頭連接時，需重視以下幾個方面。

3.1" 車站接頭搭接施工及結構防水設計

在新舊接頭連接時，首先需在原有的結構側墻與鋼管柱位置預留鋼筋頭與接駁器，然后再采用注漿的方式將相應的間隙進行充填。在完成上部結構的開挖后，再將頂板上覆蓋的混凝土清除，并拆除事先預留的接駁器，并綁扎鋼筋，待一切準備完成再澆筑混凝土[7]。在做車站結構的防水時，需采用分段施工的方式，其中，下部結構采用外包防水的方式，將塑料防水板嵌入下部結構中，并在臨時頂板處設置相應的SBS，然后將其與上蓋增層結構的SBS搭接，最后，進行新舊接頭處的防水，如圖1所示。

3.2" 車站結構整體性分析

3.2.1" 超厚回填體

為研究超厚回填體的作用，本文通過數值模擬的方式，對車站結構整體的變形受力特征進行分析。針對工程區域水文地質條件以及車站主體的高度，設置計算模型的平面尺寸為72 m×36 m×36 m。計算模型上表面為自由面，側面為限制水平位移，底面為限制水平與豎直位移[8]。由于本工程開挖的基坑容易受到變形參數的影響，故采用Haedening-Soil作為粉質黏土層與卵石層。對于卵石層而言，其參數設置需滿足

3Eoed，ref=3E50，ref=Eur，ref ，（1）

對粉質黏土而言，其參數設置需滿足

2Eoed，ref=3E50，ref=Eur，ref ， （2）

式（1）式（2）中：Eoed，ref為主壓密加載試驗的切線剛度;E50，ref為三軸試驗剛度割線剛度;Eur，ref為卸載彈性模量。并根據位移反分析確定E50，ref，即

E50，ref=3ES（E0）， （3）

式（3）中：ES為壓縮模量;E0為彈性模量。而砂巖采用Mohr-Coulomb模型。根據車站結構整體的受力情況，均采用實體單元對結構與各層土體進行模擬。車站巖土層物理力學參數詳見表1。

3.2.2" 車站接頭處的防水層性能

本文在上述模型的基礎上，對新舊接頭處的防水層受力情況進行分析。在模擬過程中，主要以彈性模量為200 MPa的彈性材料代替防水層。在經過相應的模擬分析發現，車站結構的變形情況相對較小，且受力較為均勻。其中，防水層的最大豎向位移為0.2 mm，水平位移為0.02 mm，最大拉力為0.8 MPa，最大應力為7.16 MPa。由此說明，車站結構的穩定性相對較高，具有較高的安全性。

3.2.3" 側墻應力分析

對于側墻而言，其為接駁的關鍵部分，需單獨對其受力情況進行分析。在對側墻進行模擬分析后發現，超厚回填體部位的拉應力集中相對較大，為0.30 MPa，但遠小于混凝土抗拉強度。同時，側墻底部接駁部位受力均勻。說明在超厚回填混凝土的作用下，在一定程度上改變了側墻的應力集中部位，有效提升了車站結構整體的穩定性，安全性能相對較好。

除此之外，在回填結構的作用下，使得車站側墻底部接駁位置的受力處于均勻的狀態，對于提升接駁位置的安全性有著十分重要的意義。因此，本文對不同厚度回填結構對側墻受力的影響進行分析，如圖2所示。

通過分析圖2可知，回填結構的厚度與側墻的壓應力無明顯關系，但是在回填結構厚度不斷增加的情況下，側墻的拉應力逐漸降低，說明回填結構可有效降低側墻的應力集中[9]。在回填土結構厚度超過2 m的情況下，回填結構厚度對側墻拉應力的影響逐漸降低。由此得知，施工過程中將回填結構厚度確定為2.48 m具有一定的合理性。同時，車站結構接頭防水層處于均勻受壓的狀態，在此種情況下，可避免防水層的搭接造成層間斷裂的情況，同時也有效遏制了防水層失效的情況發生。

4" 結束語

為研究明挖順筑法在地跌車站施工中的關鍵技術，本文以某地鐵車站擴建工程為例，對明挖法施工關鍵技術進行分析，并得出以下結論。

1）在原有車站上蓋增層擴建過程中，明挖順筑法施工具有施工簡單、施工效果好等優勢，適用于地鐵車站的擴建。此外，在明挖順筑法施工中，通過本文中提及的3種安全控制措施，可確保圍護結構的穩定性，對于提升車站結構整體質量有著十分重要的作用。

2）為提升地鐵車站整體結構的穩定性與安全性，在下部暗挖結構中預留了相應的接頭，并采用超厚混凝土對接頭處進行回填處理。通過模擬分析發現，回填結構可實現車站接頭處的應力控制，使其結構應力滿足設計要求。

3）為提升車站的防水性能，通過在車站原有結構頂板處增設相應的SBS，使其與下層側墻SBS搭接。通過模擬分析發現，此種方式可使防水層整體受壓均勻，進一步提升了地鐵車站的防水性。

參考文獻：

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[9] 楊撼.研究地鐵明挖車站防水施工技術[J].建材與裝飾，2022，18（8）：147-149.

作者簡介：喻黎明（1985-），男，工程師。研究方向為地鐵工程施工及技術。