试析暗挖地铁车站施工通道与车站转换段施工方法

杨超

[摘要]伴随着现代交通行业的高速发展，地铁成为了市民出行的首要选择，地铁的使用可以缓解城市交通压力，另外可以达到节能减排绿色出行的目的。地铁施工成为了加快城市化进程的必经之路，为了避免地铁施工对城市建筑的破坏和对交通出行的阻碍，地下暗挖法成为了城市地铁的主要施工方法，本文将结合长春市地铁四号线的建设工程，对暗挖地铁车站转化段施工方法进行分析。

[关键词]暗挖地铁车站施工;扇形爬坡法;车段转化施工

文章编号：2095-4085（2019）06-0017-02

地铁的建设可以有效地减轻汽车拥堵造成的交通压力，并有效地减少了汽车尾气和鸣笛带来的环境污染，地铁建设可以说是一项利国利民的工程。一时间城市地铁轨道建设成为了社会关注的焦点，地铁隧道施工是确保地铁运行的基础设施，而暗挖地铁车站转换段施工是隧道工程的技术难点，是确保地铁轨道交通顺利进行的保障[1] 。

1暗挖地铁车站转换段的施工背景

暗挖地铁车站施工过程中，因为受到施工技术繁琐，隧道围岩受外力作用变形，支护结构复杂等客观因素的限制，暗挖地铁车站转化段施工属于一段难度较大的隧道工程，也是暗挖地铁车站隧道施工的工作重点。暗挖地铁车站转化段施工属于一种交叉隧道路段施工，转化段主要是指列车的通行隧道和施工通道的衔接位置，用几何学的知识来说属于两个相垂直的圆柱体相交的位置。不同于其他交叉隧道转化段施工，暗挖地铁的施工通道与列车隧道的断面直径相差悬殊，导致暗挖地铁车站转化段施工的难度大大增加。受到技术手段和施工設施的制约，目前国内对于暗挖地铁车站转化段的施工方法还很单一，主要采用门型爬坡法和扇形扩挖法两种技术手段，下面结合实际工程应用进行讲解分析[2] 。

2暗挖地铁站工程概况

长春市是一座风景秀丽的北国江城，近年来随着城市化进程的加剧，汽车保有量的急剧增加，上下班高峰期出现交通拥堵现象严重，为了缓解地面交通拥堵带来的压力，市政府决定建设地铁四号线工程。地铁四号线工程是一段东西走向的交通枢纽，全程里程近23km，共设有18个站点，我们针对四号线内的吉林大路车站进行分析，吉林大路车站毗邻公平路站和临河街站，是长春市的主要交通枢纽站，吉林大路段设有高架桥，轻轨，路面交通以及地铁交通四层交通结构，吉林大路地铁车站全程185m，有效的站台中心里程长度为234m，车站的主体呈东西走向的直线排列，站前和战后都呈直线延伸，站后设有地铁交叉渡线，站台区采用国内常用的双层式暗挖结构，站台采用国内主流的14m宽度标准。车站护体采用双柱式承接结构，隧道横截面高度为25.68m，交叉渡线宽度为26.84m，高度为22.54m，土层厚度为30.18m，施工断面距地面属于一种浅埋式施工隧道[3] 。

3暗挖地铁车站转换段施工方法

3.1门型爬坡法

门型爬坡法属于一种国内比较主流的暗挖地铁车站转换段施工方法，首先要对施工隧道进行全面的挖掘，当施工通道即将接近地铁隧道边缘位置时，在车站隧道和施工隧道相交的位置树立门型拱架进行支护。需要注意的是，施工通道的断面直径相较于地铁隧道的断面直径小很多，隧道的挑高差距也很大，于是施工通道挖掘要沿着地铁隧道相交的位置要向上挑高，沿着地铁隧道的轮廓线挖掘到拱顶，然后以固定的坡度进行向上进行转换段施工，转换段施工宽度与施工通道的宽度保持一致。门型爬坡法主将转换段分为八部分进行施工，隧道开挖后要做好门型拱架支护施工，随着施工进度的进行还要在地铁隧道顶部架设支护架，将施工隧道挖掘至地铁隧道顶部并封闭成环，直到施工段挖掘至车站隧道边缘位置即完工。

由于受到东北土质结构和施工工期的影响，长春市地铁四号线的大部分车站转化段施工没有采用门型爬坡施工法，主要是受到门型爬坡发施工工艺比较复杂，施工工期比较长，施工难度较大等客观因素的影响。

3.2扇形扩挖法

暗挖地铁车站转化段施工的扇形扩挖法，可以有效地简化转换段施工工序并缩短施工工期，是一种目前比较流行的地铁车站转化段施工方法。长春市地铁四号线的车站基本都采用扇形扩挖法，下面我们结合实际工程应用对扇形扩挖法进行讲解。施工通道采用全断面的施工方法，在施工通道即将到达地铁隧道边缘的时候，在施工隧道和地铁隧道相交的边缘架设门型支护，施工中值得注意的是要将施工通道的挖掘位置上挑至车站的拱顶位置。将转化段施工划分为三个扇形的面积进行挖掘，转换段的挖掘宽度要与施工通道的宽度保持一致，需要注意的是在转换段开挖后要采用门型支护进行保护，随着挖掘面的进行架立环形钢进行支护，直到车站顶部的拱架封闭成型完成施工。从工程技术角度来看，扇形扩挖法具有单次挖掘土方面积大，施工设备转换次数少等主要优势，扇形扩挖法不用沿着固定坡度向上施工，避免了施工难度增加延缓工期，并减少对地铁隧道围岩应力的破坏，增强了地铁隧道的牢固程度[4] 。

3.3暗挖地铁车站转换段技术参数

考虑到东北四季温差较大，施工队决定在4月份对吉林大路地铁隧道进行施工，首先我们对吉林大路的地下结构进行勘探分析，发现吉林大路站围岩主要以黑土和石头为主，局部掺杂着一些砂岩和黄土层，经过测定围岩的等级为三级，初级的施工隧道支护采用混凝土加固方式，厚度为40cm，支护和锚杆采用弹性金属材料。

隧道施工中采用全断面挖掘方式，以5m为一个施工进度单位，挖掘后开始进行支护处理，为了节省工期和减少施工技术难度，对转换段的施工采用扇形扩挖法进行，在转化段的施工完成后，要采取车站隧道方向的施工，车站隧道施工需要注意的是，隧道的断面直径要远远大于施工通道的断面直径，隧道施工的工程量势必增大。挖掘隧道施工主要将地铁隧道划分为几个部分进行挖掘，每次以2m为一个施工进度单位，挖掘后要及时进行支护处理，另外车站隧道中间地带采用台阶法进行施工，台阶之间的支护距离设定为lOm。

4结论

地铁的建设对改善城市交通拥堵和保护环境的意义重大，暗挖地铁车站转换段施工成为了地铁建设的基础工程。我们结合长春市地铁四号线吉林大路站的建设工程，对暗挖地铁车站转换段的两种施工方式进行了阐述，从施工难度、施工技术角度进行对比分析发现，采用扇形扩挖法的工期约为25d，而采用门型爬坡法至少需要35d。采用扇形扩挖法对于地铁隧道围岩的干扰明显更少，间接加大了地铁隧道的强固程度。另外扇形扩挖法对转换段的支护结构要求相对简单，省去了频繁转换挖掘设备带来的麻烦。综上所述，对于吉林大路车站转换段施工采用了工序较便捷，施工工期较短的扇形扩挖法。另外文章对暗挖地铁车站转换段力学参数展开分析，通过直观的数据加深了对暗挖地铁车站转换段施工方法的了解，从而确保地铁车站建设工程的顺利进行，为地铁暗挖隧道工程早日顺利通车提供了保障。

参考文献：

[1]张兴宇.采用平顶直墙暗挖法修建多跨地下建筑的施工技术初探[A].中国土木工程学会隧道与地下工程学会地铁专业委员会第十二届学术交流会论文集[c].1998.

[2]鄢定媛，李圆圆，向俊宇，隧道浅埋段暗挖法施工引起的地表沉降分析[J].企业技术开发，2011，（11）.

[3]赵文.沈阳地铁一号线中街站风险辨识与分析[A].运营安全与节能环保的隧道及地下空间建设第2届学术研讨会交流报告[c].2011.

[4]刘招伟，王梦恕，周世祥.繁华城区修建大型地下立交多功能地铁车站技术[A].第一届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集（上册）[C]. 1999.