盖挖法在浅埋地铁车站施工中的应用

潘传虎，田春玲

（中国水利水电第十一工程局有限公司，河南 郑州 450000）

对于现代城市而言，轨道交通发展是一条必然之路，通过地下空间的充分利用，保障城市居民的快捷出行。但是，地下施工具有一定的特殊性，尤其是地铁修建多数处于城市繁华区域，周边建筑密集、管线复杂，而车站施工往往开挖范围大、施工工序多，必须合理选择施工方法，有效控制沉降等问题，最大限度地减小施工对周边环境的影响，保证项目圆满完工。

1 城市地铁车站施工方法选择

城市地铁车站修建中，合理选择工法十分重要，其对土体的扰动、地表与车站主体的沉降以及车站主体受力的稳定情况均有所差异。我国地铁车站常用施工方法包括：明挖法、盖挖法、浅埋暗挖、矿山法、盾构法等。各种施工方法的优缺点如表1所示。

表1 各种施工方法的优缺点

文章主要围绕城市地铁车站施工作业展开论述，针对地铁车站周边人口集中、交通繁忙、建筑密集的情况，盖挖法的应用具有一定优势。国内地铁车站盖挖法施工实例如表2所示。

表2 国内地铁车站盖挖法施工实例

2 地铁车站施工中盖挖法的应用

地铁车站施工中，盖挖法的应用较多，其可适应交通复杂、场地狭窄等环境，在使用盖挖法施工时，根据施工顺序的不同，可分为3种工法，具体可根据项目情况选用。

2.1 盖挖顺作法

此方法适用于路面交通无法长期中断的道路，施工顺序：围护结构→地面开挖、临时顶盖施工→多步开挖，设临时支撑→自下而上逐层修筑→拆除临时顶盖，恢复道路。

盖挖顺作法施工中的几个关键问题：（1）合理选择围护结构型式，包括钻孔灌注桩、地下连续墙、密排咬合桩等。钻孔灌注桩的优势主要在于设备简单、工艺成熟、造价低，而地下连续墙、密排咬合桩的止水效果好，适用于软弱土层。（2）支撑设置与地面沉降控制。常见地铁车站结构为地下2～3层，地下空间净高20～25m，在数月作业中，确保围护结构安全、地面沉降满足要求十分关键，必须加强多道临时横向支撑施工。当地下结构较宽时，需设置中间柱支撑横撑，为增加其承载力，可适当选用底部扩孔桩、挤扩桩等。（3）降、排水施工。盖挖顺作法施工要求地下水位必须低于底板，方可确保施工顺利实施。

2.2 盖挖逆作法

此方法适用于地铁车站开挖面大、埋深浅、周边建筑物密集的情况，可及早恢复路面交通，施工顺序：围护结构、中间桩柱→地下结构顶板→自上而下开挖，逐层施工层间板→底板施工。

盖挖逆作法受力特殊，施工阶段临时、永久结构合一，荷载效应存在继承性；地层不仅对结构施加荷载，也参与结构内力与变形分配；边墙成为挡土结构、顶板与楼板取代横撑，同时由于采用此方法的车站埋深浅，地面荷载对结构受力影响大；在基坑开挖与浇筑时，垂直荷载增加、土地卸载也会导致边墙与中间桩出现相对升沉，这也是必须解决的问题。

2.3 盖挖半逆作法

此方法在上述两种方法的基础上发展而来，集中了两者的优点，可有效避免二次开挖、减小对交通的影响，适用于结构宽度大、中间桩柱并存的结构。盖挖半逆作法施工顺序：围护结构→地面开挖、施工结构顶盖→逐步开挖、加临时支撑→自下而上、逐层修筑地下结构。

此方法与逆作法类似，但完成顶板施工后，需向下挖至设计标高，由下向上施工，以下是实际作业中需关注的几大关键问题：（1）控制围护结构与中间桩柱沉降；（2）针对不同施工时期的构件需要连接的情况，需有效控制施工误差，确保其满足设计要求；（3）遇到软弱地层，需设置临时横撑，其他情况可不加横撑，有效节省钢材的使用。

根据上述分析可知，盖挖法在地铁车站施工中的应用方式众多，具体需根据车站结构型式、地层条件、周边环境等进行综合分析，选择最合理的施工方法，并根据现场情况合理确定施工参数，在保证施工安全的同时，最大限度地减小对道路、邻近建筑物的影响。

3 实例探析盖挖法在浅埋地铁车站施工中的应用

3.1 工程概况

文章以某浅埋地铁车站为例展开分析，线路途径中心商务区、住宅区与高科技园区，此站为换乘点，双岛四线双层车站，长、宽分别为206.2m、40.9m，顶板覆土厚3.5m、基坑深度17.3m，车站周边交通繁忙，采用分幅盖挖逆作法，同时由于车站结构大，钢管柱下基础荷载大，最终选用导洞条基施工方法。

3.2 施工方案比选

根据项目调查显示，主路交通繁忙，道路总宽度60m，存在众多地下管线，必须对车站主体施工方法进行全面比选，合理安排管线改移，最大限度的减少施工对交通的影响。

车站施工初步考虑以下3种方法，如表3所示。

表3 施工方案比选

根据分析可得，在上述3种方法中，盖挖逆作法难度大，但是在施工影响、经济性方面具有优势，对周边环境的影响最小，可保证道路交通基本正常，推荐采用。

3.3 盖挖逆作法施工应用

（1）盖挖逆作结构横断面。本项目选用盖挖逆作法施工，车站主体结构横断面如图1所示。

图1 车站主体结构横断面

（2）施工工序。该项目分两期围挡施工，具体施工工序如下。①第一期围挡：东半幅钻孔灌注桩围护结构施工，进行柱下条形基础小导孔洞施工，浇筑条形基础，具体如图2所示；地面钻孔，安装钢管柱；开挖基坑至顶板底面标高，施工东半幅顶板、西半幅开挖挡土墙。②第二期围挡：回填东半幅顶板浅基坑，施作西半幅条形基础小导孔，两幅钻孔灌注桩，浇注条形基础，由地面钻孔，安装钢管柱；开挖西半幅顶板浅基坑，施工顶板；回填、恢复路面，在顶板下开挖、施作地下一层楼板、纵梁、侧墙；开挖、施工底板垫层、防水层、底板、地下二层侧墙，主体结构施工完毕。

图2 条形基础施工示意图

（3）施工效果分析。①最大位移：经计算，支护桩、顶板内力与变形最大值满足控制要求。②梁柱节点受力：该项目中柱采用D700mm钢管混凝土柱，ANSYS分析显示，梁柱节点受力满足安全性要求。

4 结束语

综上所述，地铁建设是现代城市发展的大趋势，文章着重就车站施工方面展开论述。地铁车站主要特点在于功能多样化、结构复杂化发展，相应的是施工难度也较大，尤其是当周边建筑密集、交通繁忙时，必须合理选择施工方法。盖挖法具有对周边环境影响小、施工精度高等优势，具体还需根据工程情况合理选用顺作法、逆作法或是半逆作法，规范落实每道工序，切实保证工程项目安全、快速完成。