浅谈太原轨道交通2号线晋阳街站土建主体施工投标技术方案

石敏

【摘 要】投标阶段编制的技术标将贯穿整个工程中，技术标的质量就尤为重要。以太原市轨道交通2号线晋阳街站施工为例浅谈投标技术方案，轨道交通2号线为南北向穿越主城组团，联系主城和新城组团的骨干线路， 2号线一期工程人民南路～西涧河段，全长23.345km，共设22座车站，其中换乘站7座。晋阳街站是2号线一期工程新增车站。针对轨道交通工程技术标的编制，对车站主体结构的施工方法及步骤等进行了详细论述，为今后同类型的施工投标积累了经验，提供了参考。

【关键词】围护；深基坑；降水；土方开挖

前 言

随着我国经济的快速发展，国民收入的不断增加。机动车的数量逐年大量增加。我国现有城市的市政道路出现了严重的拥堵状况。地铁建设进入了快速发展的时期，城市地铁建设由于在地下深处施工，地下水位高，周围建筑多，管线密布，施工风险大，因此必须保证前期技术方案的选定要安全可靠。下面就以太原轨道交通2号线晋阳街站为例说明主体施工的技术方案。

一、工程简介

太原市轨道交通2号线一期工程晋阳街站，为新增车站。该站为太原市轨道交通2号线与3号线同期施工的明挖T形换乘车站，中心里程为YCK15+572.399，位于SGTJ-205标段中心街站至南中环站的区间，建筑面积约33706平方米。

晋阳街站为太原城市轨道交通2号线与3号线同期施工T形换乘车站，车站位于长治路和晋阳街交叉口，2号线车站沿长治路南北方向布置，3号线位于路口东侧沿晋阳街东西向布置。车站所处位置周边道路车流量较大，西北、西南象限建筑距红线较近，东北象限为在建地块，东南象限现状为绿地。

2号线车站主体结构为2层岛式车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层，车站顶板覆土厚度为4.023m，局部下沉段覆土5.373m，底板埋深约19.013m。车站共设置3个出入口及2个风道。

3号线车站主体结构为3层岛式车站，地下一层为站厅层，地下二层为设备层，地下三层为站台层，车站顶板覆土厚度约为5.4m，底板埋深约27.7m。车站共设置4个出入口及2个风道。

二、工程特点、重难点分析

（一）车站主体工程规模大、围护工序复杂

晋阳街站为新增车站，该站为轨道交通2号线与3号线同期施工的明挖T形换乘车站，总建筑面积为33706m2。车站主体围护结构采用地连墙、开挖作业采用明挖顺做法；附属工程围护结构采用围护桩+钢管内支护体系，2号线车站主体围护结构自上而下设置混凝土支撑和两道钢管支撑，3号线车站主体围护结构自上而下设置混凝土支撑和四道钢管支撑。外设单排咬合深层搅拌桩止水帷幕，坑内降水。

（二）控制沉降、保证建构筑物安全是本工程的重难点

本标段为地下工程，施工过程中对周边土体具有一定扰动，特别是西北、西南象限建筑距红线较近；车站主体围护结构采用地连墙方式，墙体刚度大、整体稳定性好、变形小、具有挡水抗渗作用，以有效减小开挖引起周边地面及建构筑物过大沉降。如何保证附近建构筑物安全，是本标段的重难点。

三、技术方案的选定

（一）總体施工方案

1.车站主体结构。

车站主体施工属于深基坑施工，属于危险性较大的工程，必须编制专项施工方案。

车站主体施工采用明挖顺作的施工方案。由于明挖涉及周围建筑的安全，更要高度重视车站的主体围护结构施工。主体结构施作时必须与内支撑体系相互配合，衔接紧密，才能确保安全，控制变形在要求范围内。

车站主体围护采用地下连续墙+内支撑。2号线车站基坑开挖深度约为19.6m，选用D800地下连续墙。3号车站开挖深度约为27.5m，选用D1000地下连续墙。本站主体结构施工采用钢管内支撑。

2号线车站主体围护结构自上而下设置混凝土支撑（标准段为φ800、壁厚16mm钢支撑）和两道φ800、壁厚16mm的钢管支撑，3号线车站主体围护结构自上而下设置混凝土支撑（标准段为φ800、壁厚16mm钢支撑）和四道φ800、壁厚20mm的钢管支撑。

车站主体结构采用800mm厚C35钢筋砼地下连续墙作为围护结构，利用地连墙专用机械进行作业。主体结构采用明挖顺作法施工。车站土方采用机械明挖，局部结构部分和底板最后30cm采用人工清理开挖，主体结构采用模筑钢筋混凝土框架结构，采用自下而上顺做法施工；车站防水在结构迎水面设置柔性全包防水层。

2.附属结构。

附属结构采用明挖顺作法施工。

3.主体结构施工步骤。

第一步：管线改迁，施工围挡，平整场地，疏解交通，施作地连墙，临时立柱桩，进行坑内降水。

第二步：基坑开挖至第一道支撑底标高处，施作墙顶冠梁，挡土墙。同步浇注第一道混凝土支撑及冠梁角部混凝土板撑。

第三步：分层分段继续向下进行基坑开挖，依次开挖至各道横撑下0.5m后施作第二～三道（第二～五道）横撑。随开挖随架设各道砼支撑及钢支撑，开挖至基坑设计标高处。

第四步：开挖至基坑底设计标高，验槽后施作接地网、垫层、铺底、防水层、结构底板及底纵梁，并作好临时立柱桩的防水，施作侧墙防水层，并向上施作部分侧墙。

第五步：待底板强度达到75%以上，拆除第三道钢支撑，施作第三道撑以下部分站台层边墙防水层、边墙结构和站厅层。

第六步：待站厅板强度达到75%以上，中板达到设计强度后，拆除第二道钢支撑，浇筑地下一层侧墙及顶板结构。

第七步：待主体结构达到一定强度，施作顶板防水层及保护层，拆除第一道混凝土支撑，施作压顶梁，随回填随压实，回填至地面。

4.特殊部位施工方法及步骤。

后浇带施工：车站纵向在公共区同设备区之间设置后浇带。后浇带范围内钢筋可不断开，并按后浇带构造设计要求设置加强筋，混凝土浇筑完毕并间隔6个星期后用混凝土再浇筑。后浇带混凝土浇筑后，其养护时间不小于4个星期。

（二）车站主体施工方案

1.围护结构施工方案。

地下连续墙采用液压抓斗地下连续墙成槽机施工。根据地下连续墙的厚度及外放尺寸修筑高于地面10～20cm的钢筋混凝土导墙、进行泥浆制备、槽段挖掘、换浆清底、钢筋笼吊装、水下混凝土浇筑、连续墙接头防水处理。在平面上导墙施工接头与地下连续墙接头错开，施作完毕验收后，立即回填，防止导墙内挤。

内支撑施工：支撑编号→对号加工并运到现场→焊接法兰盘→焊三角形钢板托架→钢围檩就位（支护桩）→钢支撑就位校正→施加预应力→紧固钢楔→拆除液压千斤顶→钢支撑与围檩连接。

首道钢筋混凝土内支撑的施工方法开挖至梁底，采用成型模板进行梁体成型。钢筋混凝土支撑梁和冠梁混凝土浇筑尽量同时进行，保证支撑体系的整体性。

钢支撑采用龙门吊或履带式吊机一次性吊装到位。钢支撑吊装到位后，用两个组合液压千斤顶同步施加预加轴力，最后用楔子塞紧。

2.降水施工方案。

太原轨道交通2号线一期工程沿线地下水位较高，车站地下水采用钻孔灌注桩+止水帷幕+基坑内降水处理。降水井坑内两排交错布置，间距10～20m，每口井的降水面积约200m2。

将地下水位降至底板以下0.5m以下。降水工作从开挖施工前一周开始，持续至主体完成回填后续工作结束。

3.土方开挖施工方案。

考虑车站两端区间均采用盾构法施工，北端提供盾构始发条件，南侧提供接收条件。车站施工场地受限围挡内几乎无剩余空间进行施工临建布置，故：晋阳街车站开挖顺序为自北端往南端开挖。

为控制沉降变形，严格遵循“分层、分块、对称、均衡、限时”的原则，循序渐进，合理安排施工工序。具体方法为：

在冠梁施工完毕的局部地方，可以进行第一层土方开挖，开挖至第一道混凝土支撑梁顶标高后，开挖支撑梁沟槽并进行第一道混凝土支撑的施工，随后向下开挖至各层支撑处以下0.5m，进行各道支撑的施工；随挖随撑，向下开挖至基底设计标高。在开挖至基底30cm高度范围内的土体进行人工配合清底。

（1）机械设备配置

基坑土方工程的特点是工程量大，工作面受混凝土支撑、钢支撑施工的制约，需合理组织施工，才能使工程流水施工。基坑采用4～6台斗容量1.5m3反铲挖掘机进行分段分层开挖，分段长度约20m，分层高度2～3m，土方倒运采用挖掘机挖土接力装车外运方式进行。

（2）土方开挖关键卡控点

①本工程由于施工工序多，多道工序要同时施工，都需要土方施工配合，因此施工关键是土方运输。因工程土方量巨大，合理布置现场道路和出入口，合理规划卸土场地，优化运土路线，安排好作业时间，做好车辆分流，减少道路拥挤。

②为加快土方施工速度，根据现场交通情况及场地布置，可在基坑内修建临时出土坡道，由汽车直接进入基坑进行土方运输。

③为加快土方施工速度，根据现场交通情况，地面以下4m范围内土方采用挖机直接装车运走，基坑4m以下土方反铲挖机接力开挖装车。

④由于基坑深，施工空间小，竖向分层高度考虑立体结构尺寸、横撑排距及竖向层距以及挖掘机最大挖土能力确定。开挖中间立柱时，立柱四周土体必须均匀下降，严禁侧挖以防止土体坍落碰撞立柱。

⑤土方施工后期，基坑局部边缘部位不能施做出渣坡道，上层8～10m范围采用长臂挖掘机挖除；最后剩余少量土方采用吊车吊出基坑后再装车。

⑥土方收尾位置尽量放在深度较浅的部分，设置土方垂直吊运平台，基坑中利用小型挖土机装土，地面布置汽车吊或履带吊进行垂直吊运出土，待土方收尾完成后，将挖土机吊出。

⑦当开挖至支撑设计标高以下0.5m时必须停止开挖，及时设置钢支撐，并按规定施加预应力，并检查并确认支撑的稳定性安全性后，方可继续开挖。

⑧基坑开挖施工前，基坑周围设截排水沟截排地面水，地面采用混凝土硬化，防止地表水渗入基坑，基坑内采用明沟排水，沿车站纵向每20米设一集水坑。

⑨基坑周围设置安全护栏。基坑两侧坡顶10m范围内不得堆土、堆料，车辆限速限载，地面荷载不得大于20kPa。钢支撑上方不得搭架、架设任何竖向荷载。

⑩基坑开挖至基底垫层以上300mm时，应及时进行清底验槽，并采用人工挖除剩余土方，挖至设计标高后应及时平整基坑，疏干坑内积水，及时施做接地网和垫层。

交通、市容等部门的有关审批手续办理完备，并选择和确定好卸土场位置及最佳运渣车的行走路线。由专人负责场内外的文明施工保洁工作，加强对运输通道的保护修复工作。

4.主体结构施工方案。

本站结构方案标准段部分为钢筋混凝土两层多跨矩形框架结构。车站采用明挖顺作法施工，主体结构按照由下至上、先板后墙的施工顺序，逐段施工，前后多段进行流水施工，边施工、边拆除支撑。主要施工步骤如图1：

其车站施工步骤图如表1所示（标准段）：

四、沉降监测方案

车站主体基坑工程周边环境的性质和安全等级，深基坑工程的监测主要包括以下内容：

1.支护结构的监测。

（1）围护墙顶部水平位移；（2）围护墙顶部沉降；（3）围护墙体测斜； （4）围护墙体应力监测；（5）支撑轴力监测；（ 6）格构柱位移监测。

2.周围环境的监测 。

（1）基坑周围建筑物的沉降观测；（2）相邻道路、地下管线的沉降监测；（3）围护墙侧土压力观测；（4）基坑内外地下水位动态观测；（5）基坑外侧土体分层沉降观测；（6）基坑周围建筑物裂缝观测；（7）围护墙侧孔隙水压力观测。

开挖过程中加强对支护结构及周边建构筑物的监测，基坑开挖期间，开挖段及影响范围内测点每天一次，未开挖段每周1～2次； 根据基坑开挖深度的变化，调整监测频率。基坑开挖超过10m，监测频率最高达每天2次；根据监测项目对基坑安全的影响程度，设定不同的监测频率；发现变化过大应立即采用增大支撑强度，并从基坑内侧往基坑外侧对建构筑物周边土体进行注浆加固处理。

五、结束语

地铁车站基坑施工属于深基坑施工，根据地下水的分布情况，本站主体围护采用地下连续墙+内支撑。墙体刚度大、整体稳定性好、变形小、具有挡水抗渗作用，以有效减小开挖引起周边地面及建构筑物过大沉降。明挖顺做法既充分发挥了围护的作用，保证了高水位下深基坑施工的安全，又适当降低了施工的难度，是一种行之有效的城市地铁施工方案。

参考文献：

[1]《太原市轨道交通2号线一期工程晋阳街站土建施工SGTJ-216标段招标图纸》，北京市市政工程设计研究总院有限公司

[2]《城市快速轨道交通项目建设标准（试行本）》，1999年北京市城建设计研究院

[3]《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》，GB50652-2011中国土木工程协会同济大学等 张雁等

[4]《地下铁道工程施工及验收规范》，GB50299-1999中华人民共和国建设部

[5]《轨道交通降水工程施工质量验收标准》，JQB-053-2005中国建筑工业出版社