复杂环境下地铁车站施工工法选择

彭 晨 陈扬勋

(中铁隧道勘测设计院有限公司，天津 300133)

复杂环境下地铁车站施工工法选择

彭 晨 陈扬勋

(中铁隧道勘测设计院有限公司，天津 300133)

以乌鲁木齐地铁某站为例，在考虑工程地质及水文地质、交通疏解、工程自身风险、环境风险、工程实施难度、总体工筹等多因素条件下，综合比选了复杂环境条件下车站的施工工法，为本地区今后类似地铁车站工程积累了经验。

城市地铁，车站工法，复杂环境

0 引言

随着城市地铁的快速发展，地铁已经被视为城市形象升级的符号，同时地铁也成为了解决公共交通困顿的优先选项。

作为乌鲁木齐首条地铁，线网在城市南北方向的主骨架线，覆盖城市南北向的发展轴，是连接老城区和新市区的一条南北向快速通道，覆盖了主城区南北向最主要的客流交通走廊。位于南部老城区的车站工程具有水文地质复杂、交通繁忙、周边建(构)筑物沿道路非常密集、地下建(构)筑物较多、商业及民族氛围浓厚等显著特征，同时乌鲁木齐有较长的冬季，一般从11月～次年3月为寒冬季节，工程施工难度非常大。另外，本站位于维族商业最集中繁华地区。

在如此复杂的周边环境和社会环境条件下，设计上如何科学地分析和在众多因素中抓住主要矛盾，选择合理工法进行施工，对本站将是一个重要的决策。

1 工程情况

站址环境：车站跨胜利路、解放南路与团结路十字路口，沿胜利路、解放南路路中布置[1]。车站周边建筑，东南象限为团结花园；东北象限为新疆国际大巴扎；西南象限为团结市场及武警驻地；西北象限为团结剧场及门前的民族风情夜市，解放南路、胜利路规划红线宽44 m，团结路规划红线宽50 m，团结路上有外环团结路高架桥，胜利路上有高架匝道桥。十字路口下方有行人过街通道及人防主干道(埋深约10 m)。

工程地质与水文条件：车站场地范围内主要地层由人工填土层、第四系全新统冲、洪积粉质粘土层、卵石层、角砾层及下伏的三叠系泥岩、砂岩、砾岩构成，人工填土层主要为杂填土及卵石填土，广泛分布于地表。地层从上至下依次为杂填土、卵石填土、粉质粘土、卵石、角砾、强风化岩层、中风化岩层。上层为土，下伏为岩。水位埋深9.3 m～11.08 m，地下水按贮存介质可分为孔隙潜水和基岩裂隙水，孔隙潜水主要贮存于卵石层和角砾层中，主要补给来源为大气降水(见图1)。

交通：十字路口团结路与胜利路均为南北与东西向老城区主干道，交通繁忙，车流量非常大，位于城市旅游主要景区位置，解放南路为从北往南单行线，且有城市BRT专用道。

管线：管线繁多，主要风险管有热力、燃气、给水、排水，十字路口管线纵横交叉。

总体工筹:总工期三年，明挖冬季不考虑施工。

线路：乌鲁木齐南高北低，地面高差大，整条线路约27 km，高差达到100多米。

在满足各建筑功能，同时结构也可行的基础下，经过综合分析，车站提出三种方案。下面就三种方案从结构上进行分析。

2 方案一

方案一：车站在团结路以北不跨路口，地下两层暗挖方案(见图2)。

方案一分析：

交通疏解：暗挖双层，故对路面交通影响较小。

管线迁改：除出土孔及附属明挖部分需要进行管线迁改，主体结构上方无需管线迁改。

工程自身风险：车站范围上部为卵石层，下部为岩层，且卵石层中富水，渗透系数大，暗挖拱顶位于卵石层中，地区管井降水缺少经验。上部卵石层中管棚不宜实施，且小导管注浆在大孔隙卵石层中非常难控制，这种暗挖在广州、青岛、大连曾发生过塌方事故，岩层中如采用洞桩法施工，洞内成桩较为困难。综上分析，暗挖自身存在较大风险，不宜作为优选施工工法进行推荐。

环境风险：暗挖工法地表沉降控制较差，对于拱顶上方的给水、排水、热力、燃气管有较大风险，尤其冬季如发生燃气和热力管线事故，对居民生活将产生非常大的社会影响。路北站位因道路狭窄，周边房屋非常接近，周边是乌鲁木齐主要旅游商业建筑，暗挖、大面积降水及爆破产生的房屋沉降影响应重点考虑。

工程实施难度：附属用地位于团结剧场及交易市场，暗挖出入孔用地也需要占用主要商业地，协调和拆迁难度非常大。

总体工筹：考虑盾构过站，整个主体暗挖及附属完成工期为两年，工期相对紧张。

3 方案二

方案二：车站位于团结路与解放南路交叉路口，跨路口地下三层盖挖(见图3)。

方案二分析：

交通疏解：相对方案一，盖挖跨路口三层增加了对十字路口东西向及南北向的交通影响，车站盖板纵向采用两幅进行，可保证道路通行，但对通行能力有影响。

管线迁改：相对方案一，增加了主体结构范围内的管线迁改，盖板施工期间，管线将迁改至主体结构外，待盖板完成后，回迁管线。出土孔及附属明挖部分也需要进行管线迁改。

工程自身风险：盖挖法因为首先完成了结构顶板施工，结合围护桩，形成了闭合的围护结构支撑体系，因此自身施工风险比较小。

环境风险：盖挖法施工对周边环境的影响相对明挖、暗挖也要小得多。

工程实施难度：跨路口三层方案需要拆除十字路口下的人行过街通道及地下主人防干道，人防主干道不能中断，受附属结构布置影响，后期恢复迁改路需跨地块且不经济；因东西向有高架桥，桥下施工围护桩存在较大困难，尤其对下伏为岩层的地质条件更为困难；南北向有一匝道桥需要临时拆迁及后期恢复。综上，方案二工程协调难度非常大，且协调部门多，拆迁量大，前期工作难以保证顺利实施。

总体工筹：考虑盾构过站，整个主体盖挖及附属完成工期为两年，工期相对紧张。

4 方案三

方案三：车站位于团结路与解放南路交叉路口，跨路口明暗挖结合，暗挖单层，两端明挖三层(见图4)。

方案三分析：

交通疏解：跨路口东西向因暗挖，交通不受影响，南北向在明挖期间，需要进行交通疏解，对南北向的交通通行能力有影响。

管线迁改：相对方案一，增加了南北方向部分管线迁改工作；相对方案二，减少了东西方向的管线迁改，同时在暗挖部位可为横

跨车站管线提供管线迁改空间。

工程自身风险：两端明挖，风险可控；暗挖部分为单层站台，位于岩层当中，暗挖风险相对方案一是可控的。

环境风险：跨路口方案，因相对距离路北商业和旅游区较远，仅对路北部分房屋产生影响；暗挖部分位于岩层中，地表变形可控，故对暗挖上部管线影响也不大。

工程实施难度：相对方案二，避开了十字路口过街通道及人防的拆迁工作，同时通过改造部分地下过街通道与车站相接，满足过街功能；用地协调较方案二要少得多。

总体工筹：两端明挖，工期容易保证，暗挖部分可在第二年完成，保证盾构过站。

5 方案推荐

综合分析上述三种方案：跨路口布置方案在对客流吸引和建筑功能上要占有较大优势；同时在自身风险和环境风险控制上也具有较大优势，且因线路、交通、覆土等因素，方案一不宜暗挖；故路北方案不是理想方案。对方案二与方案三比较分析，方案三除在建筑功能上不能在站厅层中将两端头厅链接(过街功能均能得到保证)，在交通、管线、可实施性、工程筹划方面基本上都优于方案二。

综上所述，故将方案三作为本站实施工法方案。

6 结语

本文结合乌鲁木齐地方工程特点，针对首条地铁线复杂地质水文及周边环境的一个特色站，进行了综合分析和总结，为本站的后期顺利实施选择了科学、合理的施工工法；也将为后续地区车站工法的选择提供宝贵的参考依据和经验。

[1] GB 50299-2003，地铁设计规范[S].

[2] 崔玖江.隧道与地下工程修建技术[M].北京：科学出版社，2005:55-56.

[3] 北京城建勘测设计研究院有限责任公司.乌鲁木齐轨道交通1号线工程勘察01合同段岩土工程勘察报告(初步勘察阶段)[R].2012：6-9.

[4] 战启芳，杨石柱.地铁车站施工[M].北京：人民交通出版社，2011.

Methods for subway station structure under complex environment selection

PENG Chen CHEN Yang-xun

(TheSurveyandDesignInstituteofChinaRailwayTunnelCo.，Ltd,Tianjin300133，China)

This paper takes a metro station in Urumqi as an example, the engineering geology and hydrogeology, traffic organization, project risk, environment risk, difficulty in construction, raise overall work of many factors such as the conditions, comprehensive comparison and selection of complex environmental condition at the station construction method, can provide experience for the local district future similar subway station project.

city subway, station construction method, complex environment

1009-6825(2014)03-0202-02

2013-11-11

彭 晨(1986- )，男，助理工程师； 陈扬勋(1979- )，男，工程师

U231.3

A