地鐵車站施工方案綜合對比分析

彭光榮

摘要：對天津地鐵5號線新宜白大道站原分期明挖法方案與調(diào)整后的半蓋挖法方案進(jìn)行對比分析，通過比較發(fā)現(xiàn)：該車站采用半蓋挖法方案有利于交通導(dǎo)行和管線切改的實(shí)施，更利于現(xiàn)場實(shí)施，同時(shí)縮短了總工期，符合地鐵5號線工程的總體籌劃。

關(guān)鍵詞：地鐵車站 施工方案 對比分析

地鐵車站施工工法主要有明挖法、蓋挖法和淺埋暗挖法，目前在天津地區(qū)主要采用明挖法，在不具備明挖條件情況下考慮使用蓋挖法，淺埋暗挖法在地鐵車站施工中基本不采用。結(jié)合天津地鐵5號線新宜白大道站施工方案的選擇對比分析發(fā)現(xiàn)，在特定周邊環(huán)境條件下，選擇蓋挖法施工方案更為合理。

1.工程概況

天津地鐵5號線新宜白大道站垂直現(xiàn)狀城市主干道普濟(jì)河?xùn)|道布置，為地下兩層三跨混凝土結(jié)構(gòu)，車站中心里程覆土3.5米，車站長146.2米，主體標(biāo)準(zhǔn)段基坑寬30.7米，主體基坑深18.53米。

圖1 車站總平面圖

1.1 車站周邊環(huán)境

新宜白大道站所處位置周邊環(huán)境較為復(fù)雜，如圖1所示，橫跨的普濟(jì)河?xùn)|道為城市快速路，車流量大，道路兩側(cè)建筑物較多，需要拆除的有北側(cè)加油站、鑫華駕校、中鐵物流公司，施工期間會對其產(chǎn)生影響的有北側(cè)普康里、商業(yè)樓、南側(cè)汽車銷售公司。

1.2 管線情況

新宜白大道站站位所處位置管線非常復(fù)雜，涉及污水、雨水、自來水以及電力等各種管線30余根，管線主要布置在普濟(jì)河?xùn)|道下方，垂直車站布置在其正上方，少量管線沿車站方向布置在規(guī)劃道路下。主要管線包括：Ф1200污水管3根，Ф1200輸配水管1根，Ф700雨水管2根。

2.方案說明

2.1 原分期明挖法設(shè)計(jì)方案

明挖法是目前地下工程施工的首選方法，它具有施工作業(yè)面多、速度快、工期短、工程質(zhì)量易保證和工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但對城市生活干擾大，因此其應(yīng)用受到各種因素的限制[1]。該車站原方案采用地連墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，中間加做1道地連墻隔墻將車站主體基坑分成兩部分，一期實(shí)施主體基坑的南側(cè)，待一期主體結(jié)構(gòu)施工完成后將車流和管線導(dǎo)改至南側(cè)；二期實(shí)施主體基坑北側(cè)，待二期主體結(jié)構(gòu)施工完成后整個(gè)車站主體部分完工，恢復(fù)交通以及部分管線，最后三期實(shí)施車站風(fēng)道和出入口結(jié)構(gòu)。

車流以及管線導(dǎo)改方案和車站施工工法的選擇是相輔相成的，交通導(dǎo)行方案如下圖2所示。先將車流導(dǎo)改至北側(cè)，待南側(cè)主體完成后將車流導(dǎo)改至北側(cè)，車站主體結(jié)構(gòu)全部完成后恢復(fù)交通。

2.2 半蓋挖法設(shè)計(jì)方案

在路面交通不能長期中斷的道路下修建地下鐵道車站或區(qū)間隧道時(shí)，則可采用蓋挖順作法[2]，蓋挖順作法又分為全蓋挖順作法和半蓋挖順作法。半蓋挖法施工方案即車站主體基坑中間蓋挖兩側(cè)明挖，中間蓋挖段采用蓋挖順作法施工的方案。根據(jù)現(xiàn)場場地條件首先將車流和改到車站主體基坑南側(cè)，管線切改道基坑兩側(cè)，施工中間蓋挖段圍護(hù)結(jié)構(gòu)及中間樁柱結(jié)構(gòu)，然后施工中間部分的頂板結(jié)構(gòu)，待中間部分頂板施工完成后，恢復(fù)管線及交通施作兩側(cè)明挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)，最后整個(gè)基坑一起開挖，交通導(dǎo)行方案如上圖2所示。

（a） （b）

（c） （d）

圖例說明：a為分期明挖方案一期導(dǎo)行圖；b為分期明挖方案二期導(dǎo)行圖；

c為分期明挖方案三期和半蓋挖方案二期導(dǎo)行圖；d為半蓋挖方案一期導(dǎo)行圖

圖2 施工期間交通導(dǎo)行圖

3.方案對比分析

3.1 方案控制邊界條件及控制原則

地鐵車站設(shè)計(jì)方案選擇應(yīng)充分結(jié)合周邊環(huán)境，考慮管線切改、交通導(dǎo)行以及周邊建（構(gòu)）筑物等環(huán)境影響。新宜白大道站位于普濟(jì)河?xùn)|道與規(guī)劃淮東路交口，普濟(jì)河?xùn)|道為城市主干道，交通量大，要求不能全部斷交施工，且道路下方管線錯綜復(fù)雜，共包含各種管線30余根，一次性切改完成的難度大。同時(shí)工程造價(jià)、總體工期以及工程的可實(shí)施性等各種因素都會影響設(shè)計(jì)方案的選擇。

3.2 造價(jià)對比分析

一般明挖法施工作業(yè)面多，工程造價(jià)相對較低，本車站主體基坑采用半蓋挖法施工造價(jià)將增加600萬，但是采用半蓋挖法后交通導(dǎo)行和管線切改相應(yīng)各減少一次，可以節(jié)省300萬。因此對整個(gè)工程來說，采用半蓋挖法后增加造價(jià)300萬。

3.3 對地鐵5號線總體籌劃的影響分析

地鐵車站施工方案的選擇不僅要考慮車站主體基坑自身的組織安排，還要統(tǒng)籌考慮與車站相接兩側(cè)盾構(gòu)區(qū)間的工期要求。新宜白大道站兩側(cè)區(qū)間分別為707米、1342米，如下圖3所示，其中新宜白大道站由于施工場地緊張，大小里程均不具備盾構(gòu)始發(fā)條件，而張興莊站為3、5號線換乘站，施工進(jìn)場較早，可以提前6個(gè)月具備始發(fā)條件，因此計(jì)劃選用兩臺盾構(gòu)機(jī)先從張興莊站雙始發(fā)至新宜白大道站雙接收，接收后盾構(gòu)吊出運(yùn)到遼河北道站再雙始發(fā)至新宜白大道站雙接收。

采用分期明挖方案能較早提供南側(cè)（靠近張興莊站）盾構(gòu)井，但是在二期施工北側(cè)基坑時(shí)，車流將導(dǎo)改至南側(cè)，占用了南側(cè)端頭井，將給盾構(gòu)接收以及盾構(gòu)吊出造成影響。若等到北側(cè)基坑施工完成，交通導(dǎo)行恢復(fù)后再進(jìn)行盾構(gòu)接收及吊出，工期將延誤7個(gè)月。而采用半蓋挖施工方案將先實(shí)施中間蓋挖段頂板，南側(cè)盾構(gòu)井相比分期明挖方案晚3個(gè)月提供，但是能保證后續(xù)施工的延續(xù)性。因此采用半蓋挖法施工方案總工期將縮短4個(gè)月。

圖3 車站及區(qū)間總體籌劃圖

3.4 工程可實(shí)施性對比

地鐵車站站位一般選擇在客流密集區(qū)域，客流密集區(qū)域也是車流、房屋建（構(gòu)）筑密集的地方，在地鐵車站施工方案的選擇上還充分考慮工程的可實(shí)施性，盡量減少對周邊環(huán)境的影響。新宜白大道站位于現(xiàn)狀主干道與規(guī)劃快速路交口，北側(cè)主要建筑物包括：加油站、中鐵物流公司、商業(yè)樓，南側(cè)有汽車銷售公司。經(jīng)過建設(shè)單位以及政府部門的協(xié)調(diào)，南側(cè)汽車銷售公司同意立即拆遷，北側(cè)加油站同意在附屬結(jié)構(gòu)施工期間搬遷，中鐵物流公司不同意拆遷，且加油站和商業(yè)樓要求施工期間減少對其營業(yè)的影響。

采用分期明挖方案一期導(dǎo)行期間，導(dǎo)行道路將占用加油站和商業(yè)樓門前大部分場地，使過往車輛和行人無法進(jìn)入，對其營業(yè)產(chǎn)生非常大的影響。采用半蓋挖方案后可以充分利用南側(cè)場地將一期導(dǎo)行道路全部放到南側(cè)，對北側(cè)不產(chǎn)生任何影響，可以實(shí)現(xiàn)早進(jìn)場施工的條件。

3.5 方案綜合比較

表1 分期明挖方案與半蓋挖方案綜合對比

綜合各方面的因素來看，在造價(jià)增加不多的情況下，充分考慮工程的可實(shí)施性和對地鐵5號線工程總工期的影響，最終選擇了半蓋挖法施工方案。

4.結(jié)語

地鐵車站施工方案的選擇需要綜合考慮交通導(dǎo)行、管線切改、工期、造價(jià)以及工程總體籌劃等各方面的因素，同時(shí)盡可能減少對周邊環(huán)境的影響，需要經(jīng)過充分的比較論證后方可確定。地鐵5號線新宜白大道站由于周邊環(huán)境復(fù)雜，同時(shí)受地鐵5號線總體工期控制，選擇半蓋挖法施工方案更為合理。

參考文獻(xiàn)：

[1]常瑞杰.地鐵車站施工工法的優(yōu)化選擇[J].都市快軌交通，2010（23）：83-87.

[2]施仲衡，張彌，宋敏華，等.地下鐵道設(shè)計(jì)與施工[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2006：309.