轨道交通车站主体结构明挖法施工技术设计

摘要：明挖法具有施工速度快、成本低、安全性高等优点，但受外界环境影响较大。为提高轨道交通车站主体结构的施工质量，以杭州至富阳城际铁路工程SGHF-6标段建设项目为例，开展主体结构明挖法施工技术的应用研究。在完成车站主体结构设计、明挖路基横断面布设、路基防护明挖施工后，对施工技术应用效果进行分析，证明施工技术可行。同时应用新施工技术有效提高路基各个位置的压实度，保证主体结构的施工质量。

关键词：路基防护；轨道交通主体结构；明挖法；横断面布设

0 引言

明挖法是一种暴露地下结构物的施工方法，通常从地面开始挖掘，在完成主体结构施工后进行回填[1]。明挖法具有施工速度快、成本低、安全性高等优点，但受外界环境影响较大。

明挖法施工流程一般包括：场地清理、测量放线、基坑开挖、基坑支护、结构施工、防水工程、回填等环节。其中，基坑开挖可采用放坡开挖与垂直开挖相结合的方式，根据地质条件进行相应的调整。结构工程通常采用钢筋混凝土结构，防水工程通常采用刚性防水与柔性防水相结合的方式[2-3]。为提高轨道交通车站主体结构的施工质量，本文以杭州至富阳城际铁路工程SGHF-6标段建设项目为例，开展主体结构明挖法施工技术的应用研究。

1 工程概况

1.1 工程基本情况

杭州至富阳城际铁路工程划分为SGHF-1至SGHF-12共分12个标段，本工程为杭州至富阳城际铁路工程SGHF-6标段（简称杭富线SGHF-6标段）。左线DK8+40.168～

DK9+383.764，长度为1337m，右线DK8+040.168～DK9+

383.764，长度为1346m。

1.2 施工阶段划分

杭富线附属配套工程施工过程中，需开挖现状G320国道，为减少对G320国道交通的影响，在施工过程中需做好交通疏解工作。根据设计图纸，本标段施工整体上可分为施工准备阶段、主体施工阶段以及附属施工阶段3个部分。

1.2.1 施工准备阶段

G320国道交通在现状主线双向六车道通行，两侧现状辅道保留3～4.5m作为人非通道。

1.2.2 主体施工阶段

G320国道交通在施工围挡两侧双向四车道通行，单侧保通道路宽度12.5m。现状G320国道宽度50m，主体施工阶段用地总宽度73.4m，交改边线超出现状公路11.7m。当道路外侧受河道、建筑物等制约，难以借用其他土地时，可以通过压缩围挡宽度、人非通道宽度，来保证单向2个机动车道的通行空间，以及一定的人非通行空间。

1.2.3 附属施工阶段

隧道暗埋段G320国道交通在建成后的地面道路车行道，分为双向六车道通行、人非通道在路外侧临时道路通行。在主体施工阶段，G320国道交通将在U型槽外侧8m地面辅道范围内，以实现双向四车道通行，人非通道在路外侧临时道路上通行。

2 车站主体结构明挖法施工关键技术

2.1 车站主体结构位置确定

车站主体结构设计是明挖法施工技术的核心内容之一，在车站主体结构设计中，应充分考虑工程地质条件、荷载要求以及施工工艺等因素。图1为文创园站至科创园站盾构区间地理位置图。

科创园站是杭富线第4个车站，车站中心里程为DK9+

488.264，为地下三层岛式车站（站台宽度17.5m），G320国道规划道路红线宽50m，规划地下快速路隧道。

本站位于G320国道与闲祝公路交叉口东北方向400m处，沿G320国道东西走向布置。车站主体与附属配套工程隧道合建，为地下三层岛式车站，车站地下一层为公路隧道，地下二、三层为地铁车站结构。主体结构采用钢-混结构，具有较高的强度、稳定性和耐久性。

2.2 车站主体结构设计

2.2.1 主体结构

车站主体结构为地下三层、双柱三跨现浇钢筋混凝土框架结构，承受来自列车、轨道和地面荷载的垂直压力和水平力，具备足够的抗弯、抗剪、抗压和抗扭刚度以及足够的轴向和剪力承载能力。

车站主体结构采用1m厚的地下连续墙作为围护结构，出入口、风亭选用Φ1000@750咬合桩作为围护结构。

2.2.2 附属工程

围护结构是车站主体结构的支撑体系，主要承受侧向土压力，将其设计为桩基挡墙的形式。

2.2.3 防水结构

防水结构是车站主体结构设计的重要组成部分，对于提高结构耐久性和保证运营安全具有重要意义。遵循“以防为主、排防结合”的原则，采取防水混凝土、防水卷材等材料，并加强细部构造处理，防止渗漏现象的发生。科创园站设计概况如表1所示。

2.3 明挖路基横断面布设

布设明挖路基横断面是轨道交通车站主体结构明挖施工的关键环节[4]。明挖路基横断面布设的主要步骤和要点如下所述。

2.3.1 确定设计参数

根据车站主体结构的设计要求和工程条件，确定明挖路基的设计参数。以创园站至科创园站盾构区间为例，线路出文创园站后沿G320国道向西敷设，依次穿越四联桥（拆除）、附属配套工程隧道（直至科创园站）、九龙大道后到达科创园站，区间埋深为7.80～18.71m，最小平曲线半径为800m，最大纵坡为27‰，线间距为12.0～20.7m。区间下穿附属配套工程隧道的长度约为852m，盾构区间与公路隧道最小净距约为3.5m。

2.3.2 了解地质条件

详细了解施工区域的地质和土层情况。特别关注地下水位、土壤类型、岩土层分布等情况，为横断面设计提供依据。

2.3.3 明挖断面图设计

根据设计要求和现场实际情况，设计明挖纵横断面图，展示路基的布置和剖面信息。

2.3.4 地下结构设计

确定地下管线、设备室和排水系统等地下结构的位置和布置。

2.3.5 边坡和防护

根据土质条件和边坡坡度要求，设计并设置边坡，确保路基的稳定性和防护。

2.3.6 排水设计

在路基横断面设计中，设置排水沟、集水井等设施，将地下水引排至远离施工区域的地方，防止积水对施工安全和结构稳定性造成影响。

2.4 路基防护明挖施工

2.4.1 施工步骤

步骤1：施工准备。包括场地清理、测量放样。

步骤2：根据地质条件选择合适的基坑开挖方式。一般采用分层开挖，每层厚度不宜过大。

步骤3：根据设计要求进行基坑支护。包括设置桩壁、钢支撑、钢板桩等，用于稳定路基并避免边坡滑动，确保基坑稳定。

步骤4：采用泥浆墙作为临时或永久性的防护手段。泥浆墙是通过泥浆钻探和注浆形成的带状墙体，它能够增加土体的抗剪强度和稳定性。

步骤5：设置排水设施和防水层。目的是防止地下水渗入路基，保持路基的稳定性和干燥。

步骤6：在结构施工完成后进行回填处理，确保基坑回填密实[5]。

2.4.2 施工要点

开挖前需要做好充分的准备工作，包括场地清理、测量放样等。开挖过程中需要采取适当的支护措施，以保证基坑的稳定性和安全性。结构施工时需要保证钢筋混凝土结构的强度和稳定性，确保路基的质量和寿命。

防水工程是路基防护的重要组成部分，需要采取有效的防水措施，确保路基不会受到水侵害。回填时需要保证回填材料的密实度和质量，确保路基的稳定性和安全性。

在中心分隔带中，设置纵向排水沟渠，将中心分隔带的下部渗水集中起来，并按一定间距通过横向排水管将雨水导入雨水井或雨水出口。中分带纵向渗沟采用Φ10cm双壁打孔波纹管，外包防渗土工布和无纺土工布，下垫级配碎石垫层。中分带横向排水管采用Φ10cm双壁打孔波纹管，C20混凝土包封。路面水通过市政雨水管网排出。

在道路两侧局部设置盖板边沟，横穿道路采用圆管涵连通。盖板边沟采用C20混凝土，盖板采用C30混凝土。圆管涵采用D600～D1500预制钢筋混凝土圆管涵。排水管道采用D300～D1200承插式Ⅲ级钢筋混凝土管，下垫层采用10cm厚C15素混凝土垫层。

管座、基础采用钢筋混凝土。接口采用承插连接，O形橡胶圈密封。每节管道承插口处，采用土工布包裹2m。检查井为砖砌或混凝土雨水检查井，采用18cm厚C25混凝土盖板、C30混凝土井圈、φ700D400型防沉降钢纤维混凝土井盖，检查井内安装高强度尼龙安全防护网和标识标牌。

3 施工技术应用效果分析

3.1 地下水位变化分析

完成该轨道交通车站主体结构的明挖法施工后，对施工技术的应用效果进行分析。在进行明挖施工时，必须保证地下水位稳定在基底的0.5m以下，将该数值作为标准，记录在施工过程中的地下水位，如表2所示。

从表2中记录的数据可以看出，在施工期内，地下水位均能够控制在基底0.40mm以下，充分满足上述规定要求，证明新的施工技术可行。

3.2 路基压实度分析

考虑到路基对工程整体质量影响较大，将路基施工后的压实度作为评价指标，对不同位置压实度进行测定，并将测定结果记录如表3所示。

根据该工程项目要求，路基上、下路床的压实度应当在96%以上，上、下路堤的压实度应当在94%以上，从表3中记录的数据可以看出，各个位置上的压实度均满足实际要求。由此证明，应用该施工技术能够保证轨道交通车站主体结构的施工质量。

4 结束语

为提高轨道交通车站主体结构的施工质量，本文以杭州至富阳城际铁路工程SGHF-6标段建设项目为例，开展主体结构明挖法施工技术的应用研究。在完成车站主体结构设计、明挖路基横断面布设、路基防护明挖施工后，对施工技术应用效果进行分析，证明施工技术可行。同时应用新施工技术有效提高路基各个位置的压实度，保证主体结构的施工质量。

参考文献

[1] 黄星智，傅青锋，佟杨，等.基于CAESARⅡ的地铁车站 明挖法施工对邻近架空蒸汽管道的影响分析[J].浙江建筑，2021，38（6）：63-65+69.

[2] 刘平，尚永涛.基于系统动力学的明挖法施工安全投入方案优化研究[J].土木工程与管理学报，2023，40（4）： 16-22.

[3] 王岩.明挖法施工城市隧道断面形式及其合理应用范围[J].中国新技术新产品，2023（5）：73-77.

[4] 王富平，叶堃.膨胀土基坑邻近既有站明挖法施工工法研究[J].安徽建筑，2022，29（3）：49+89.

[5] 王志康.地铁既有车站上盖增层明挖法施工的关键技术[J].城市轨道交通研究，2022，25（10）：171-175.