地鐵車站常用施工方法分析

安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司 安徽 合肥 230000

引言

地鐵設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)車站站位、建筑布置、功能要求及客流組織而定，本著“為運(yùn)營(yíng)服務(wù)”和“以人為本”宗旨，在優(yōu)先滿足車站各項(xiàng)建筑功能的前提下，地下結(jié)構(gòu)的施工方法應(yīng)結(jié)合場(chǎng)地的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境條件、埋深、安全、交通條件，綜合考慮施工難度、工期、造價(jià)等因素，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，采取工藝成熟、安全穩(wěn)妥、可實(shí)施性好、實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)小的結(jié)構(gòu)形式與施工方法。

1 明挖法

明挖法是地下結(jié)構(gòu)工程施工時(shí)，從地面向下分層、分段依次開挖，直至達(dá)到結(jié)構(gòu)要求的尺寸和高程，然后在基坑中進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)施工和防水作業(yè)，最后回填恢復(fù)地面。

明挖法是目前地鐵施工的首選方法，在地面交通和環(huán)境允許的地方通常采用明挖法進(jìn)行施工。明挖法具有施工技術(shù)簡(jiǎn)單、快速、施工質(zhì)量容易保證、經(jīng)濟(jì)、安全、地層適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。甚至有的城市提出了“能明則明，能盾則盾”的地鐵施工原則。同樣明挖法缺點(diǎn)也是比較明顯的，如需要阻斷交通，對(duì)地面交通有較大的影響、施工范圍內(nèi)的地下管線必須改移、噪聲與震動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境有很大的影響。為了避免這些不利的影響，可以考慮采用蓋挖法和暗挖法，后文會(huì)介紹[1]。

明挖法施工工序一般分為以下幾步：圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工→降水→開挖基坑→設(shè)置支撐，邊挖邊撐，直到挖到坑底→做坑底墊層、封底、底板混凝土澆筑，做邊墻→自下而上逐步拆支撐，澆筑墻、柱→澆筑中板、頂板，做好防水層→恢復(fù)管線和回填覆土。

2 蓋挖法

蓋挖法是由地面向下開挖至一定深度后，將頂部封閉，恢復(fù)路面，其余的下部工程在封閉的頂板下進(jìn)行施工，施工方法包括蓋挖順作法和蓋挖逆作法。順作法是在地面完成圍護(hù)結(jié)構(gòu)和擋土結(jié)構(gòu)后，以定型的預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)覆蓋結(jié)構(gòu)（臨時(shí)蓋板、鋼便橋等）置于擋土結(jié)構(gòu)上保證交通后，向下反復(fù)進(jìn)行開挖和架設(shè)支撐，直至設(shè)計(jì)底部標(biāo)高，后續(xù)如明挖法一樣從底板下墊層依次由下而上施工主體結(jié)構(gòu)。而逆作法也是在地表先做好圍護(hù)結(jié)構(gòu)和中間的樁柱（多利用主體結(jié)構(gòu)本身的中間立柱）。隨后即可開挖表層土體至主體結(jié)構(gòu)頂板地面標(biāo)高，利用未開挖的土體作為土模澆筑頂板。頂板可作為一道橫撐，以防止圍護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)變形，待回填土后恢復(fù)道路交通。之后自上而下逐層開挖并建造主體結(jié)構(gòu)直至底板[2]。

蓋挖法的優(yōu)點(diǎn)是施工相對(duì)簡(jiǎn)單，安全、可有效控制地面沉降，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形小，對(duì)周圍建筑物和地下管線具有良好的效果、對(duì)于路面交通影響較小。但因?yàn)樾枰O(shè)置臨時(shí)路面和豎向支撐，工作面受限制，工期較長(zhǎng)。

3 暗挖法

暗挖法是不挖開地面，采用從施工通道在地下開挖、支護(hù)、襯砌的方式修筑地下車站的施工方法，包括臺(tái)階法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、CD法、CRD法、PBA法。其中地鐵車站設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用淺埋暗挖法。

淺埋暗挖法是按照新奧法原理進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，充分利用圍巖的自穩(wěn)能力和開挖面的空間約束作用，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，對(duì)圍巖進(jìn)行加固，約束圍巖的松弛和變形，并通過對(duì)圍巖和支護(hù)的量測(cè)、監(jiān)控，指導(dǎo)地下工程的設(shè)計(jì)和施工。施工流程為放線→鉆孔→、裝藥和放炮→通風(fēng)除塵后出渣→打錨桿、鋼拱架支撐和掛鋼筋網(wǎng)→施工噴射混凝土初期支護(hù)→修建混凝土二次襯砌。用到的輔助功法有降水、大小導(dǎo)管、注漿和采取必要的監(jiān)控量測(cè)措施。淺埋暗挖法的施工原則是：管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)。

淺埋暗挖法的優(yōu)點(diǎn)是避免大量拆遷、改建工作，減少對(duì)周圍環(huán)境的粉塵污染和噪聲影響，對(duì)道路交通的干擾小。缺點(diǎn)是施工難度大、地下作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大、機(jī)械化程度低、造價(jià)高、工期長(zhǎng)[3]。

4 結(jié)束語

通過以上幾種施工方法比選，明挖法、蓋挖法、暗挖法各有其適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)。在地鐵車站施工期間，不影響城市道路交通或允許封閉道路時(shí)，宜優(yōu)先采用明挖順作法施工。明挖法施工可采用樁、墻、SMW工法、土釘墻、噴錨支護(hù)等作為基坑開挖的支護(hù)結(jié)構(gòu)。基坑周圍具有放坡可能的場(chǎng)地，且土質(zhì)較好、地下水位較低，應(yīng)優(yōu)先考慮采用放坡法方案。當(dāng)?shù)罔F結(jié)構(gòu)通過交通繁忙、路面狹窄地段，為確保交通暢通，宜鋪設(shè)臨時(shí)路面采用蓋挖順作法施工。當(dāng)車站位于不允許長(zhǎng)時(shí)間封閉交通的繁忙地段或需嚴(yán)格控制基坑開挖引起的地面沉降時(shí)，可采用蓋挖逆作法進(jìn)行施工。當(dāng)車站位于不允許封閉交通的繁忙地段或線路埋深較大車站，可采用暗挖法施工。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中施工方法需結(jié)合當(dāng)?shù)氐罔F的工程經(jīng)驗(yàn)及該站具體情況比選分析確定。