中心城区地铁车站在场地受限条件下的工法研究

于 健

(广州地铁设计研究院有限公司，广东广州510000)

在地铁建设的过程中，由于线路往往穿越中心城区建、构筑物较集中的地段，使得地铁车站的规模受场地的限制，在经济发达的地区，一般采用先期拆迁、后期还建的方法来解决此类问题，但有些城市为了节约投资，采用调整车站轮廓以及选取适当的工法来建设受限场地条件下的地铁车站。本文以某市地铁4号线的长顺街站为例，描述的车站周边的环境，通过多方案比选，最终确定适宜的施工工法。

1 工程概况

长顺街站是某市地铁4号线一期工程的第10个车站，位于该市中区的长顺街、商业后街的交叉口处，毗邻省委、军区干休所、著名旅游景区等，其中长顺街站为重要交通干道，交通十分繁忙。商业后街道路红线宽20 m，长顺街道路红线宽30 m，车站主体沿商业后街路中布置，呈东西走向。周边建筑物密集，且建设年代均为20世纪90年代或更早期。

2 边界条件

2.1 盾构区间与车站的衔接

考虑车站东端长顺街方向的交通，以及车站西端施工场地的限制，车站无法采用盾构吊出或始发的形式，而采用盾构站内过站形式，盾构过站在主体结构施工完成后进行。

2.2 交通疏解的要求

车站方案设计的前期，地铁建设部门与市交委进行了多次的协商，综合考虑了车站周边的环境以及地铁车站建设的困难等因素，决定对长顺街采用倒边交通疏解的要求，每次倒边，均需保证15 m道路宽度。

3 车站建筑平面方案介绍

车站为地下3层，采用单柱岛式站台，车站长度136.5 m，轨面埋深21.05 m，结构标准段宽23.1 m，深23.74 m，顶板覆土约3～3.2 m。西端盾构扩大端最宽26.411 m。东端盾构扩大端最宽20.75 m。结构西高东低，坡度0.2%。

4 车站结构方案研究

为了能够尽量减少对周边居民的影响，车站的结构施工方案考虑了两个方案。

4.1 半盖挖顺做法方案。

为解决车站西端长顺街方向的交通问题，在车站西端约60 m范围内，采用盖挖方式，车站其余部位采用明挖方式。本结构基坑一般段采用1200@1350 mm密排钻孔桩围护结构，基坑安全等级为一级。由于基坑深度达24 m左右，因此共设置4道内支撑，其中第一、三道支撑采用钢筋混凝土支撑，第二、四道支撑采用钢管支撑(图1)。

图1 长顺街站基坑围护结构剖面

本方案的主要问题在于，由于车站规模受站内条件限制，已无法再压缩，但车站围护桩的施工仍需拆迁某建筑物的外墙，导致车站施工实施困难。

4.2 H型钢桩全盖挖逆作法方案

在尽量减少车站施工范围，但又不缩小车站规模的前提下，考虑采用基坑围护结构兼做后期车站结构侧墙的思路，先期采用H型钢围护桩支护，在盖挖逆作的施工过程中，将围护桩的混凝土逐步破除，并利用其中H型钢做成车站侧墙的施工方案。

具体施工步骤如下:

(1)采用人工挖孔成孔，孔为900 mm×900 mm，跳桩开挖，成孔完毕后，放入型钢。护壁厚不小于200 mm，配置双向16@150钢筋，并横向方向预留接驳器，竖向建议采用电渣压力焊，并按规范控制同一钢筋连接区段的钢筋接头。

(2)在放入型钢的孔内，浇筑C15素混凝土。在桩头施做冠梁。在施做上述工作的同时，施做盖挖钢管柱。

(3)钢管柱施工完成后，开挖土方，至顶板底标高，利用土模施做顶板。在开挖土体的同时，边开挖边打花管，并进行注浆。在侧墙处，凿除与型钢连接的混凝土，凿除图示范围后，割除花管头，铺设防水卷材，绑扎钢筋，浇筑侧墙、顶板混凝土。

(4)待侧墙、顶板混凝土达到设计强度后，继续向下开挖土体，并凿除桩内与型钢连接的C15素混凝土，同时拨出已浇筑墙体的钢筋接头。在开挖土体的同时，边开挖边打花管，并进行注浆。在凿除图示范围后，割除花管头，铺设防水卷材，绑扎侧墙钢筋，浇筑侧墙混凝土如图2。

图2 H型钢桩盖挖逆作法

(5)待步骤(4)中侧墙达到设计强度后，继续向下开挖土体，至负一层板底标高，利用土模施做负一层板。在开挖土体的同时，边开挖边打花管，并进行注浆。在侧墙处，凿除与型钢连接的混凝土，凿除图2所示范围后，割除花管头，铺设防水卷材，绑扎钢筋，浇筑侧墙、负一层板混凝土。

5 方案优缺点分析及结论

(1)方案一，该方法采用了传统的盖挖法与明挖法的结合。盖挖段解决了长顺街方向的交通疏解问题，同时也利用盖挖顶板解决了部分施工场地的问题。明挖段可以快速的出土与下料，施工工期短，效率高，造价较低。

但由于受本站周边建筑物的限制，需拆除南侧建筑物的外围墙方可施工围护桩，且围护桩距离建筑物十分接近，建筑物的沉降难以控制，最终基坑建成后，可能会导致附近楼房开裂。且施工过程中，对周边环境以及居民居住条件的影响也是值得考虑的问题。

(2)方案二，H型钢桩全盖挖逆作法省去了传统方法的围护桩的施工，缩小了施工场地范围。利用型钢，使得基坑的安全性得到了保障。同时利用盖挖逆作法，使得车站结构在由上至下的施工过程中，对周边建筑物的影响相对明挖法较优，安全性也得到了保障。

但由于盖挖逆作法分段较多，各施工缝处防水的效果难以控制。另外，由于先期采用人工挖孔方桩，条件受限，危险性较高。盖挖逆作过程中，由于工序较多，条件较差，导致施工工期加长。在经济方面，虽然盖挖逆作法比半盖挖挖法减少了一排桩，但由于增加了注浆、型钢等方面的工艺，两者的施工费用相差不多。

综上所述，在不拆除围墙的情况下，单从技术角度而言，方案二是可行的。