城市地铁车站施工技术和方法分析

陈 洲 （中铁十六局集团有限公司，北京 100020）

1 工程概况

北京某新建地铁线路是一条南北向长大快线，线路串联了通州、东城、朝阳、昌平四个行政区，线路南起通州区环渤海总部基地，进入昌平区未来科技城地区。线路全长约49.7km，全部为地下线。全线共设车站20座，其中换乘站10座；本次设计范围某车站为暗挖换乘车站，与既有某线路、规划某线路换乘，车站设南、北侧换乘通道与既有车站换乘。两端区间采用暗挖法施工。

2 地铁车站施工技术

2.1 明挖法

明挖法将地面作为施工初始点，持续向下施工并到达基坑地面，使用大量钢筋混凝土材料形成整体结构。浇筑过程遵循自上而下的原则，此环节结束后回填土方。总体来说，明挖法具有如下几大特点：①足够的安全性，整个施工可在安全环境下展开，有效保障工程质量；②可在现有地面工程基础上做进一步改造，有效控制工程造价；③施工面积大，提升了工作效率；④容易受到周边环境的影响，常见有气候、周边交通状况等；⑤施工中排水设施切实可行，虽然排水结构较为简单，但依然能满足工程所提出的排水要求；⑥当出现基坑深度较大的现象时，有必要采取辅助措施，合理控制地面沉降现象。关于明挖法的应用，要求所在项目施工面积较大，还要设置充足的敞口以满足开挖要求[1]。

2.2 盖挖法

盖挖法需要得到临时工作面的支持，在此基础上展开地铁车站的修建工作，其细分类型较多，常见的是盖挖顺筑法，由钢梁与围护结构两部分构成，当结束车站施工后需要在第一时间拆除。具体流程有：①在施工周边区域增设围挡等结构，以起到缓解交通拥挤的效果，提升了外围结构的可靠性。②考虑到短时间内恢复交通的要求，要使用盖瓦铺筑路面，应用效果较好的材料，如钢梁与路面盖板。③基于特定的工艺流程有序展开各环节施工。④拆除盖挖结构，达到恢复路面的效果。总体来说，盖挖法的优势较为明显，有效缩短了封闭道路时间，基于分段的方式展开施工作业，不会对周边交通造成过大影响。当然，此方法对工程成本提出较高要求，需要得到大型机械设备支持，施工中灵活性欠佳，容易延长工期[2]。当采用盖挖逆筑法时，主要遵循如下流程展开：①封闭施工区域，设置稳固围护结构；②持续挖土作业并到达既定的顶板地面标高处，在此基础上浇筑与覆土，在短时间内可恢复交通；③持续开挖基坑，最终形成整个车站结构。

2.3 暗挖法

此方法在松散浅土层中具有较高的适用性，也被应用于软弱破碎岩层中，以不影响地表完整性为前提，通过竖井掘进的方法而实现。在施工过程中要注重两点内容：①形成的开挖面要达到足够稳定状态；②不允许处于带水作业环境中，使用到刚性复合衬砌，以便形成基础支护结构。

有别于其它交通工程，城市地铁建设所在区域复杂度较高，周边往往存在大量建筑物，车辆运行状况错综复杂。为了推动地铁工程的开展，需要挑选典型区域并展开试验，加之对现场的勘察，合理优化设计方案，调整施工参数；工程经验表明，浅埋暗挖隧道会对周边地表造成影响，因此超前加固措施必不可少。要实现对地层的合理改良，确定可行的开挖工艺，形成高度稳定的刚性支护体系，不可对地表结构造成明显干扰，避免地表塌陷等问题；除此之外，还要保障路面车辆正常通行，缩小拆迁范围；使用浅埋暗挖法适用范围较广，在单线、双线或者是多层断面中都具有可行性，且创造较高的工程品质。

3 风险因素分析及工程重难点

3.1 自身风险

车站主体下穿既有线段单层段ZC断面单洞为9.55m（宽）×10.505m（高），采用 CRD 法开挖，为大断面矿山法隧道，基于安全风险管理体系得知，下穿单层段施工难度较大，是典型的一级自身风险源工程。

制定可行解决措施：以既定方案为指导有序展开各环节施工，当结束一侧导洞开挖衬砌施工且达到稳定状态后，方可转向另一侧导洞。

3.2 下穿既有线环境风险

车站主体下穿某区间为北京地铁在建难度最大的工程项目之一，车站下穿施工必须将沉降变形指标控制在3mm的极限控制范围内，避免地铁出现减速运行现象，同时沉降变形现象明显，带来更多的施工风险。

应对措施：严格按照设计施工，优化注浆补偿及抬升注浆措施，细化施工工艺，加强监控量测，借助远程动态化信息监测手段，实时指导现场施工，做到监测先行，注浆超前预控，应急预案完善齐全。

3.3 采取辅助工法

综合考虑所在区域的围岩状况等多方面因素，确定可行的辅助措施。

在设计时便初步分析了工程可行辅助措施，将其呈现在设计图纸中，这仅仅是一种参考资料，在后续施工中要分析开挖情况，做出合适的修改，必要时可以不采取辅助措施。

①取消超前支护直径25mm小导管，L=2m，环向间距0.3m纵向每榀打设一环。现场土质坚硬、干燥无水、砾岩坚硬，砾石较多，施作超前小导管较困难。②取消双排R76S自进式管棚。③取消补偿（注浆管）袖阀管，注浆纵向间距2m，梅花形布置。④根据专家意见，增加L型拱脚，现场施工时可根据实际情况考虑进行调整没有采用L型拱脚措施。⑤设计要求下穿既有线施工在车站双层段结构施工完成后进行。现场施工根据实际情况出发调整为车站隧道变形稳定后，车站双层段结构施工前，进行既有线暗挖施工。

3.4 既有线暗挖工程控制要点

①控制洞体开挖及初期支护质量，加强初支背后注浆质量控制，控制变形满足特级风险源变形要求、确保行车安全。

②开挖前条件验收：按照北京市轨道交通公司关于“马头门破除施工条件验收控制要点”的相关要求进行督促验收。

③加强程序控制。本工程为特级风险源，现场施工时可根据实际情况，对设计要求、施工方案、专家论证意见进行调整、优化、细化。

4 施工技术和方法选择的要点

4.1 分析影响施工技术和方法选择的因素

为给城市地铁车站创设稳定施工环境，有必要选取合适的施工技术与方法，主要考虑两方面影响因素：①客观因素，常见有项目所在区域的地质条件等，这些本就存在的因素会加大施工难度，对城市地铁施工造成一定程度影响，这是设计工作中要重点考虑的内容，设计人员要立足于客观角度展开分析，选定科学的技术与方法。在此过程中，要兼顾质量与进度两方面因素。②外部影响因素。较为典型的有施工周边区域的交通情况、物资供应等，在确定施工技术与方法时，所有的影响因素都要考虑到位，协调好各类要素，为城市地铁车站施工提供保障。

4.2 明确施工技术和方法的基本原则

在城市地铁车站工程中，规避原则是决定技术与方法可行性的基本前提，要分析所有对工程造成影响的外部因素，在前期规划时明确地下空间位置、地面建筑等项目周边情况，将其在规划图中明确标示出来，这是增强城市地铁车站施工科学性的重要保障。在面对不同的地形因素时，采取的技术与方法也要随之做出改变，工程人员要做好现场勘查工作，提升施工技术与方法的可行性。

4.3 增强施工决策的合理性

尽管前期做出了规划，但在施工中依然会出现决策可行性不足的问题，基于提升方法与技术可行性的目的，在前期决策时就要充分考虑各类因素的影响。深入施工现场勘察实际情况，对项目整体状况有全面的了解，实现统筹规划，深度分析各类因素带来的实际影响，注重各环节的主次顺序，全面提升决策科学性。有必要形成专项小组，共同探讨各类影响因素，增强技术与方法的可行性[3]。

5 结语

城市地铁车站施工复杂度较高，确定合适的技术与方法至关重要，行业在发展中有必要创建以城市地铁车站为基础的数据库，打造专业人才小组，分析各类对城市地铁车站施工造成影响的因素，增强技术与方法的可行性。发挥出资源优势，再次强化施工技术与方法，以更高的层次推动城市地铁车站施工的持续开展，在保障工程质量的同时进一步缩减成本，创造更高的效益性。