城市地铁车站围护结构比选

田成名

摘 要：现代社会正处于一个经济飞速发展的时代，使得城市的交通压力越来越大，能否处理好城市交通问题关系到城市能否稳定的发展，地铁已成城市现代化交通运输的重要组成部分。文章在相关研究基础上分析了施工方法的选择对线路埋深、结构形式、工期及土建工程造价等影响城市地铁车站围护结构的因素。

关键词：城市；地铁；围护结构；施工方法；选择

1 引言

现代社会正处于一个经济飞速发展，城市化进程不断推进的时代，工业生产的发展快速，城市人口高度集中，使得城市的交通压力越来越大，能否处理好城市交通问题关系到城市能否稳定的发展。为此，很多城市都开始对汽车进行限行，并加大公共交通设施投资力度，加速城市地铁的发展，可见地铁已成为现代交通运输的重要组成部分。

在地铁车站设计施工时需要考虑到施工可能会给周边的生态环境和人们生活带来的影响，充分的利用地上和地下的空间，选择适当的施工方法。

2 车站围护结构比选

2.1 基坑围护结构分类

具体而言，支护体系主要分为地下连续墙、土钉墙支护或喷锚网支护、钻孔灌注桩、型钢水泥土复合搅拌桩（也就是SMW）、人工挖孔桩、工字钢桩背板支护、钢板桩几个方面。

最近几年，由于在进行钢板桩和工字钢桩的施工的时候会产生噪声，并且施工占地面积较大，基坑深度有所限制，所以已经慢慢淡出城市地铁建设进程。明挖法施工的车站围护有连续墙、排桩、土钉墙、SMW工法等。而盖挖法基坑围护结构采取的是排桩也就是挖孔桩或钻孔桩结构，也有地下连续墙结构。

2.2 地下单层车站

这项技术应用于深度不到13m的基坑是安全可靠的，且是最经济合理的施工方案，不过根据工程地质和水文条件的不同而要采用不同的方案。

2.2.1方案一：型钢水泥土复合搅拌桩方案

型钢水泥土复合搅拌桩即SMW桩是一种将H型钢插进互相交错的深层搅拌桩里面形成的连续挡土止水结构，将减摩剂涂抹在H型钢表面，之后再回收利用。这样的方法在透水性较大的砂性土质中实施能够收到较好的效果，在约10m深处使用基坑围护，促进工程建设尽快完成，并且还具有污染少、成本低的优点。一般情况下SMW围护结构都用三轴搅拌设备进行搅拌桩进行施工。

这是一种新的深基坑支护技术，在上海地铁的施工建设中运用的较多，并应用于香港双层地铁站的建设。该方案的具体实施方法为：采用φ850mm@600mm的搅拌桩，在搅拌桩中插入“H”钢700mm×300mm@1200mm的型钢。其较适用于深度在13m以下的基坑，优势是施工简单、造价较低、施工占用空间小、保证围护结构质量、型钢可考虑拔出重复使用、防水效果好。

2.2.2 方案二：Φ800mm@1200mm钻孔灌注桩与搅拌桩截水帷幕相结合

采用Φ800mm钻孔灌注桩，以1200mm间距为桩中心，并在桩外侧施作截水帷幕，以便让桩间能够更好的防水，之后在截水帷幕用2排φ550mm搅拌桩。这种方案是较为成熟的工艺，具体操作起来简单便捷，节省时间，起到较好的防水效果。但是其弊端就是施工的时候所需空间较大，并会污染环境，适用于深度不到15m的基坑。

2.2.3 方案三：土钉墙

这一方案在应用时要以土钉墙为基本的支护体系，以φ25mm钢筋土钉、顶端有“井”字的Φ16mm钢筋以及Φ8钢筋网，将他们焊接起来。运用大口井降水法进行辅助工程。应该运用动态设计、信息化施工的理念来进行围护结构的设计，达到工程设计的最佳状态，分析整理所监测到的数据和资料，并把分析的结果反馈给相关部门，以保证设计达到预期要求，顺利的完成围护结构的施工。这种工艺较为成熟，所需要的施工期限较短，设备简单，容易操作，可以创造更好的作业条件，对于主体结构的防水作业非常有利。不过要特别注意对施工环境进行清除，避免泥浆污染和地下污染。

2.3 地下双层车站

地下双层车站的基坑都较深，一般为17m左右。为了工程建设的经济安全，可采用以下的方案进行围护结构施工。

2.3.1 方案一：采用钻孔桩相互咬合挡土截水结构进行Φ1200mm@1000mm钻孔咬合桩钻孔咬合桩工艺，进行全套管钻进、干式成孔。加快施工的进程，减少泥浆的污染，减小对周围建筑物的影响。

采用Φ1200mm@1000mm钻孔灌注桩工艺，按成桩先后分为一序桩、二序桩。一序桩为低标号缓凝型混凝土桩，二序桩为钢筋混凝土桩（主受力桩），让两个桩紧密的咬合在一起，起到挡土、防水的作用，减小各等级基坑的变形程度。其优点是可以应对不同的地质环境，依靠成熟的施工技术，起到更好的防渗透性。

2.3.2 方案二：Φ1200mm@1200mm钻孔相切桩与Φ600mm旋喷桩相结合

采用Φ1200mm钻孔灌注桩，设定桩中心间的距离为1200mm，并以Φ600mm旋喷桩在桩间采取防水措施。这是一种传统的施工方法，可多台设备一起运作是其最明显的特点，此外运用这种工艺能够缩短工期，使得围护结构不但可以挡土而且可以防水，施用范围非常广泛。

2.3.3 方案三：800mm厚地下连续墙

地下连续墙是在挖槽机挖成的狭长槽段中浇筑钢筋混凝土的平面形墙，能够和各幅墙体间通过锁口管、型钢等连接在一起。这样的工法较为成熟，但是作业时基坑变形不大，建设速度很快。连续墙支护能够应用于各种不同的地质条件，作为基坑开挖时候的支护结构，还可以外墙部分支撑使用阶段框架结构，加大建筑的承载外部压力的能力。其好处是能够加强建筑的结构刚度，使得整体建筑有更好的防渗透，减少对周围环境和建筑的影响，可以适应各种地层条件和施工环境，起到更好的防水性，减少水周边环境的污染。

2.3.4 方案四：Φ1500mm人工挖孔圆桩与椭圆桩咬合

用人工挖孔圆桩和椭圆桩咬合的方法结合砂层部位截水帷幕方法相结合的方式，能有效的挡土截水，控制地下管线和道路，防止其变形下沉。落后的人工挖孔桩因为劳动强度较大，作业时危险性太高，需要进一步的改善。伴随着经济发展和社会进步，我国已经对一些城市的施工方式进行严格控制，挖孔桩法已逐步被新的施工方式所取代。

3 结束语

3.1 一定要依据施工的形式、规模以及水文地质条件选择车站施工方案，同时要考虑到地面及地下建筑的建设，根据工程造价和环保要求全面的参考施工量，确保工程顺利的完成。

3.2 从车站和区间角度来讨论地铁施工法，并对其进行技术经济比较，可以看出：不到13m的单层车站基坑，以土钉墙支护、SMW工法或钻孔桩+截水帷幕为其围护结构；17m深的双层车站基坑，以Φ1200mm@1000mm钻孔咬合桩或800mm厚地下连续墙为围护结构；20m深的基坑，以1000mm厚地下连续墙为围护结构。

参考文献

[1]GBJ50010-2002.混凝土结构设计规范[S].

[2]JTJ021-89，JTJ022-85，JTJ023-85，JTJ024-85，JTJ025-86公路桥涵设计规范[S].

[3]JTJ001-97.公路工程技术标准[S].