軌道交通車站主體結構明挖法施工技術設計

摘要：明挖法具有施工速度快、成本低、安全性高等優點，但受外界環境影響較大。為提高軌道交通車站主體結構的施工質量，以杭州至富陽城際鐵路工程SGHF-6標段建設項目為例，開展主體結構明挖法施工技術的應用研究。在完成車站主體結構設計、明挖路基橫斷面布設、路基防護明挖施工后，對施工技術應用效果進行分析，證明施工技術可行。同時應用新施工技術有效提高路基各個位置的壓實度，保證主體結構的施工質量。

關鍵詞：路基防護；軌道交通主體結構；明挖法；橫斷面布設

0 引言

明挖法是一種暴露地下結構物的施工方法，通常從地面開始挖掘，在完成主體結構施工后進行回填[1]。明挖法具有施工速度快、成本低、安全性高等優點，但受外界環境影響較大。

明挖法施工流程一般包括：場地清理、測量放線、基坑開挖、基坑支護、結構施工、防水工程、回填等環節。其中，基坑開挖可采用放坡開挖與垂直開挖相結合的方式，根據地質條件進行相應的調整。結構工程通常采用鋼筋混凝土結構，防水工程通常采用剛性防水與柔性防水相結合的方式[2-3]。為提高軌道交通車站主體結構的施工質量，本文以杭州至富陽城際鐵路工程SGHF-6標段建設項目為例，開展主體結構明挖法施工技術的應用研究。

1 工程概況

1.1 工程基本情況

杭州至富陽城際鐵路工程劃分為SGHF-1至SGHF-12共分12個標段，本工程為杭州至富陽城際鐵路工程SGHF-6標段（簡稱杭富線SGHF-6標段）。左線DK8+40.168～

DK9+383.764，長度為1337m，右線DK8+040.168～DK9+

383.764，長度為1346m。

1.2 施工階段劃分

杭富線附屬配套工程施工過程中，需開挖現狀G320國道，為減少對G320國道交通的影響，在施工過程中需做好交通疏解工作。根據設計圖紙，本標段施工整體上可分為施工準備階段、主體施工階段以及附屬施工階段3個部分。

1.2.1 施工準備階段

G320國道交通在現狀主線雙向六車道通行，兩側現狀輔道保留3～4.5m作為人非通道。

1.2.2 主體施工階段

G320國道交通在施工圍擋兩側雙向四車道通行，單側保通道路寬度12.5m。現狀G320國道寬度50m，主體施工階段用地總寬度73.4m，交改邊線超出現狀公路11.7m。當道路外側受河道、建筑物等制約，難以借用其他土地時，可以通過壓縮圍擋寬度、人非通道寬度，來保證單向2個機動車道的通行空間，以及一定的人非通行空間。

1.2.3 附屬施工階段

隧道暗埋段G320國道交通在建成后的地面道路車行道，分為雙向六車道通行、人非通道在路外側臨時道路通行。在主體施工階段，G320國道交通將在U型槽外側8m地面輔道范圍內，以實現雙向四車道通行，人非通道在路外側臨時道路上通行。

2 車站主體結構明挖法施工關鍵技術

2.1 車站主體結構位置確定

車站主體結構設計是明挖法施工技術的核心內容之一，在車站主體結構設計中，應充分考慮工程地質條件、荷載要求以及施工工藝等因素。圖1為文創園站至科創園站盾構區間地理位置圖。

科創園站是杭富線第4個車站，車站中心里程為DK9+

488.264，為地下三層島式車站（站臺寬度17.5m），G320國道規劃道路紅線寬50m，規劃地下快速路隧道。

本站位于G320國道與閑祝公路交叉口東北方向400m處，沿G320國道東西走向布置。車站主體與附屬配套工程隧道合建，為地下三層島式車站，車站地下一層為公路隧道，地下二、三層為地鐵車站結構。主體結構采用鋼-混結構，具有較高的強度、穩定性和耐久性。

2.2 車站主體結構設計

2.2.1 主體結構

車站主體結構為地下三層、雙柱三跨現澆鋼筋混凝土框架結構，承受來自列車、軌道和地面荷載的垂直壓力和水平力，具備足夠的抗彎、抗剪、抗壓和抗扭剛度以及足夠的軸向和剪力承載能力。

車站主體結構采用1m厚的地下連續墻作為圍護結構，出入口、風亭選用Φ1000@750咬合樁作為圍護結構。

2.2.2 附屬工程

圍護結構是車站主體結構的支撐體系，主要承受側向土壓力，將其設計為樁基擋墻的形式。

2.2.3 防水結構

防水結構是車站主體結構設計的重要組成部分，對于提高結構耐久性和保證運營安全具有重要意義。遵循“以防為主、排防結合”的原則，采取防水混凝土、防水卷材等材料，并加強細部構造處理，防止滲漏現象的發生。科創園站設計概況如表1所示。

2.3 明挖路基橫斷面布設

布設明挖路基橫斷面是軌道交通車站主體結構明挖施工的關鍵環節[4]。明挖路基橫斷面布設的主要步驟和要點如下所述。

2.3.1 確定設計參數

根據車站主體結構的設計要求和工程條件，確定明挖路基的設計參數。以創園站至科創園站盾構區間為例，線路出文創園站后沿G320國道向西敷設，依次穿越四聯橋（拆除）、附屬配套工程隧道（直至科創園站）、九龍大道后到達科創園站，區間埋深為7.80～18.71m，最小平曲線半徑為800m，最大縱坡為27‰，線間距為12.0～20.7m。區間下穿附屬配套工程隧道的長度約為852m，盾構區間與公路隧道最小凈距約為3.5m。

2.3.2 了解地質條件

詳細了解施工區域的地質和土層情況。特別關注地下水位、土壤類型、巖土層分布等情況，為橫斷面設計提供依據。

2.3.3 明挖斷面圖設計

根據設計要求和現場實際情況，設計明挖縱橫斷面圖，展示路基的布置和剖面信息。

2.3.4 地下結構設計

確定地下管線、設備室和排水系統等地下結構的位置和布置。

2.3.5 邊坡和防護

根據土質條件和邊坡坡度要求，設計并設置邊坡，確保路基的穩定性和防護。

2.3.6 排水設計

在路基橫斷面設計中，設置排水溝、集水井等設施，將地下水引排至遠離施工區域的地方，防止積水對施工安全和結構穩定性造成影響。

2.4 路基防護明挖施工

2.4.1 施工步驟

步驟1：施工準備。包括場地清理、測量放樣。

步驟2：根據地質條件選擇合適的基坑開挖方式。一般采用分層開挖，每層厚度不宜過大。

步驟3：根據設計要求進行基坑支護。包括設置樁壁、鋼支撐、鋼板樁等，用于穩定路基并避免邊坡滑動，確保基坑穩定。

步驟4：采用泥漿墻作為臨時或永久性的防護手段。泥漿墻是通過泥漿鉆探和注漿形成的帶狀墻體，它能夠增加土體的抗剪強度和穩定性。

步驟5：設置排水設施和防水層。目的是防止地下水滲入路基，保持路基的穩定性和干燥。

步驟6：在結構施工完成后進行回填處理，確保基坑回填密實[5]。

2.4.2 施工要點

開挖前需要做好充分的準備工作，包括場地清理、測量放樣等。開挖過程中需要采取適當的支護措施，以保證基坑的穩定性和安全性。結構施工時需要保證鋼筋混凝土結構的強度和穩定性，確保路基的質量和壽命。

防水工程是路基防護的重要組成部分，需要采取有效的防水措施，確保路基不會受到水侵害。回填時需要保證回填材料的密實度和質量，確保路基的穩定性和安全性。

在中心分隔帶中，設置縱向排水溝渠，將中心分隔帶的下部滲水集中起來，并按一定間距通過橫向排水管將雨水導入雨水井或雨水出口。中分帶縱向滲溝采用Φ10cm雙壁打孔波紋管，外包防滲土工布和無紡土工布，下墊級配碎石墊層。中分帶橫向排水管采用Φ10cm雙壁打孔波紋管，C20混凝土包封。路面水通過市政雨水管網排出。

在道路兩側局部設置蓋板邊溝，橫穿道路采用圓管涵連通。蓋板邊溝采用C20混凝土，蓋板采用C30混凝土。圓管涵采用D600～D1500預制鋼筋混凝土圓管涵。排水管道采用D300～D1200承插式Ⅲ級鋼筋混凝土管，下墊層采用10cm厚C15素混凝土墊層。

管座、基礎采用鋼筋混凝土。接口采用承插連接，O形橡膠圈密封。每節管道承插口處，采用土工布包裹2m。檢查井為磚砌或混凝土雨水檢查井，采用18cm厚C25混凝土蓋板、C30混凝土井圈、φ700D400型防沉降鋼纖維混凝土井蓋，檢查井內安裝高強度尼龍安全防護網和標識標牌。

3 施工技術應用效果分析

3.1 地下水位變化分析

完成該軌道交通車站主體結構的明挖法施工后，對施工技術的應用效果進行分析。在進行明挖施工時，必須保證地下水位穩定在基底的0.5m以下，將該數值作為標準，記錄在施工過程中的地下水位，如表2所示。

從表2中記錄的數據可以看出，在施工期內，地下水位均能夠控制在基底0.40mm以下，充分滿足上述規定要求，證明新的施工技術可行。

3.2 路基壓實度分析

考慮到路基對工程整體質量影響較大，將路基施工后的壓實度作為評價指標，對不同位置壓實度進行測定，并將測定結果記錄如表3所示。

根據該工程項目要求，路基上、下路床的壓實度應當在96%以上，上、下路堤的壓實度應當在94%以上，從表3中記錄的數據可以看出，各個位置上的壓實度均滿足實際要求。由此證明，應用該施工技術能夠保證軌道交通車站主體結構的施工質量。

4 結束語

為提高軌道交通車站主體結構的施工質量，本文以杭州至富陽城際鐵路工程SGHF-6標段建設項目為例，開展主體結構明挖法施工技術的應用研究。在完成車站主體結構設計、明挖路基橫斷面布設、路基防護明挖施工后，對施工技術應用效果進行分析，證明施工技術可行。同時應用新施工技術有效提高路基各個位置的壓實度，保證主體結構的施工質量。

參考文獻

[1] 黃星智，傅青鋒，佟楊，等.基于CAESARⅡ的地鐵車站 明挖法施工對鄰近架空蒸汽管道的影響分析[J].浙江建筑，2021，38（6）：63-65+69.

[2] 劉平，尚永濤.基于系統動力學的明挖法施工安全投入方案優化研究[J].土木工程與管理學報，2023，40（4）： 16-22.

[3] 王巖.明挖法施工城市隧道斷面形式及其合理應用范圍[J].中國新技術新產品，2023（5）：73-77.

[4] 王富平，葉堃.膨脹土基坑鄰近既有站明挖法施工工法研究[J].安徽建筑，2022，29（3）：49+89.

[5] 王志康.地鐵既有車站上蓋增層明挖法施工的關鍵技術[J].城市軌道交通研究，2022，25（10）：171-175.