地铁车站扣拱施工风险分析及应对措施研究

雷勇祥

摘要：本文针对地铁车站扣拱施工工程，以沈阳市皇姑屯地铁车站工程为例，对扣拱施工中实际存在风险进行分析，并就存在的施工风险从车站初支参数设计、不良地层调查与处理、径向注浆加固、超前支护加强、掌子面注浆加固、超前地质探测及异常情况处理、DN1200/800排水引排等技术提出相应的应对措施，对提高地铁车站施工过程中的安全和质量保障具有重要意义，为以后类似工程施工提供借鉴。

Abstract： This paper analyzes the actual risk existing in the construction of the buckle arch of the subway station buckle arch project， taking the Huanggutun subway station project in Shenyang as an example， and puts forward corresponding countermeasures for the existing construction risks from the initial design of the station parameters， investigation and treatment of bad formations， radial grouting reinforcement， reinforcement of advanced support， grouting reinforcement of the face， advanced geological exploration and abnormal conditions， DN1200/800 drainage and other technologies， which is of great significance to the safety and quality assurance of subway station construction and provides reference for similar engineering construction in the future.

关键词：地铁车站;扣拱施工;风险分析;应对措施

Key words： subway station;buckle arch construction;risk analysis;countermeasure

中图分类号：U231.3                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）25-0021-03

1  工程概况

皇姑屯车站位于皇姑区景山路与淮河街交叉口处，沿淮河街方向呈南北布置。皇姑屯车站是一个地下双层双跨地下结构，采用PBA孔桩法。车站总长177.3m。车站标准段总宽度为19.7m，底板埋深24.1m左右，顶板覆土8.2m左右。车站设3座竖井，1、2号竖井兼做风亭、3号竖井为临时施工竖井;共4个出入口（第3号出入口预留备用）。

2  扣拱施工风险分析

①根据导洞开挖揭示地层情况及开挖过程来看，车站拱部地层松散及埋深较浅，难以自稳，施工极易引起塌方等安全事故，同时导洞塌方还可能引起地表沉陷、管线较大的差异沉降，造成极严重的后果。

②根据导洞开挖过程中砂层含水情况及已完成导洞初支渗漏水情况来看，排水管线多处位置有渗漏水情况，可能对扣拱的开挖施工造成较大的安全隐患。

③根据监测数据显示（如表1所示），经过开挖扰动，车站地面最大累计沉降45.78mm，管线最大累计沉降45.23mm;四周建筑最大累计沉降2.28mm。根据监测数据分析，地表沉降及管线沉降速率较大部位为中导洞掌子面附近，开挖期间日沉降速率最大达到2～3mm。

④DN1200/800排水管道为车站一级环境风险源，位于车站中导洞正上方且距离车站拱部较近，排水管道内水量较大，如若出现渗漏，后果不可想象。

3  拟采取措施

3.1 车站初支设计参数

原设计车站扣拱初始支护采用格栅钢架+钢筋网+喷射砼+小导管支护体系，拱形部分的小导管应采用φ32，t=3.25mm，L=1.8m/3m，纵向间距同格栅钢架，环向间距300 mm（第一排L=2m，环向间距0.3m，每1榀1打，第二行是 L=3m，周向间距是0.3m，每2榀1打），预注浆液;格栅钢架间距500mm/榀（马门头处加密），网喷砼采用C25砼，厚度350mm。

3.2 不良地層调查与处理

施工前对车站扣拱上方进行地质雷达探测，提前预知地层及地表地质情况，发现空洞、脱空区及过度松散地层地段，可提前做注浆加固或开挖回填处理。

3.3 径向注浆加固措施

建议在边导洞、中导洞、二步扣拱处对扣拱各连接节点处土体进行径向注浆加固，径向注浆加固使用φ32/42*3.25钢管两排，单根管长3m、4m，水平间隔0.3m，注水泥浆水玻璃浆液，注浆加固半径不小0.3m。加固主要起到如下作用：

①对开挖部位上方土层进行加固，降低开挖坍塌风险及减小坍塌影响;②对扣拱连接节点处起到补强作用，减小拆撑时的初支变形;③减小排水管道渗漏对扣拱开挖的影响。