城市核心区复杂工法车站土建工程建设筹划综述

乐晨

(南京地铁建设有限责任公司，江苏 南京210096)

1 概述

南京地铁四号线一期工程某车站作为第4 座车站，位于城市主干道交汇处，沿北京西路方向敷设，站位所在区域为城市核心区，施工过程文明施工、工后景观恢复要求高，与既有1 号线换乘。该车站周边环境控制因素主要有省级文物、运营中既有一号线及相邻市政隧道。

该站所处的城市核心区施工受各类重大活动影响，工期压力较大；与一号线换乘、轨行区穿越利用负二层规划市政隧道，该线位方案需采用暗挖方式上跨市政隧道和下穿省级文物保护区，建设难度和工程风险较大。

2 地质条件

该站场地岩土层分布不均匀，因受人类活动影响，填土层厚度变化较大。场地地层自上而下依次为：①-1 杂填土、①-2 素填土、④-2b2 粉质粘土、④-3b1-2 粉质粘土、④-4e 含卵石粉质粘土、Fr-2 断层角砾岩、Fr-3 断层角砾岩、K-2-1 泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩、K-2-2 砂砾岩、K-3-1 泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩、K-3-2 砂砾岩、K-3-3 砂砾岩、K-3-4 粉砂。

根据勘察揭示的地层结构和地下水的赋存条件，场地地下水有潜水、承压水和基岩裂隙水。潜水含水层为①层人工填土，含水层厚度不大。承压水含水层为覆盖层底部的④-4e 层含卵砾石粉质粘土。隔水顶板为微～不透水的④层粉质粘土，隔水底板为下伏岩层。钻孔揭露该含水层厚度较小，且分布不连续。场地下伏基岩为白垩系（K）泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩和砂砾岩。K-3-3 中风化砂砾岩裂隙发育，岩体破碎；场地中部K-3-2中风化砂砾岩中有岩溶洞穴发育；场地南侧附近分布有一条走向NW，倾向南的逆断层。上述基岩强风化层和中风化岩体中的风化裂隙、构造裂隙、岩溶洞隙，以及断层破碎带处有地下水分布。其余较为完整的中风化岩体透水性和富水性差，水量贫乏。该站初始设计方案确定为地下两层（局部一层）明挖13.7 米岛式站台车站，车站总建筑面积为15030m2。车站外包总长255.35m，标准段总宽49.40m，车站中心里程处覆土0.853m。设置3 个出入口及4 组风道。

3 工法选型

该站主体分为多段施工，主要采用明挖顺做法，与一号线接驳部分主体采用盖挖逆做法，省级文物保护范围内采取暗挖法（初始为中洞法，后变更为PBA 工法）施工；附属分别采取明挖法（2、4 号风道及6 号出入口）、半盖挖法（3 号风道、5 号出入口）和暗挖法（如1 号风道）；断面复杂：明挖及盖挖段选用五柱六跨的框架箱型结构型式，盾构井段采用两柱三跨的框架箱形结构型式，暗挖段大断面采用三连拱复合式衬砌结构，上跨鼓楼隧道段采用马蹄形复合式衬砌结构，1 号风道采用双层拱形复合式衬砌结构。多种工法同时施工，对建设单位及各参建单位工程施工安全风险管控、项目组织管理提出和很高的要求，过程需要确保各个施工环节紧凑衔接，严密跟踪监控和纠偏各重要风险源。

4 工程筹划及组织

4.1 工程组织原则及要点

4.1.1 组织原则

a.综合考虑交通疏解、地下管线等影响因素，分期交通疏导及围挡，按“先主体后附属，先围护后结构”的原则组织施工；

b.识别关键线路，中心环岛场地围挡及盾构井施工制约区间盾构始发，明挖段结构施工制约暗挖段结构施工及车站主体完成目标。

4.1.2 组织要点

a.暗挖工程安全控制：考虑暗挖工法特殊性，确保施工安全，一是施工组织坚持“大断面进小断面”原则，工序上按“明挖基坑-＞暗挖主体大跨段”、“1 号风道-＞小里程单线隧道、矿山法区间”施工方向组织；二是对向施工中按5m 安全距离控制，如由1号风道向大里程方向施工单线隧道，及主体三连拱大跨施工，两者在界面处由进度较快的工程暂停等待，保持5m 安全距离。

b.盾构始发节点控制：区间采用盾构法施工，由此站出发，区间长度1138m，设联络通道1 座。始发为大坡度浅覆土段，复合地层约占区间长度的70%左右，区间盾构施工风险高，工期不确定因素较多；同时考虑盾构场地中心环岛需按重要活动需求及核心区景观要求按计划节点恢复。因此必须优先考虑围挡中心环岛，施工盾构井及小里程单线隧道，确保区间盾构始发节点。

c.主体基坑开挖节点控制：与既有运营一号线换乘，四号线车站主体施工时，需废除一号线3 号出入口。因一号线2、4 号出入口之间的距离超过100m，因此在废弃3 号出入口前，须提前施工新建2 号出入口（兼做1 号线的消防出入口），确保一号线正常运营。

4.2 工程组织方案

该站在完成交通导改、绿化迁移、管线迁改等站点前期工作，交通疏解及工程围挡共分三期：第一期围挡施工阶段，主要进行盾构工作井、2 号出入口改造、4 号风亭施工，以及西南角铺盖系统，施工盾构井及主体结构西南角栈桥板，确保按时提供盾构始发条件和为二期交通疏解提供条件；第二期围挡施工阶段，主要进行主体结构围护、结构施工，暗挖隧道施工阶段，以及盾构施工阶段。第三期施工围挡阶段主要进行车站附属结构的施工。

4.2.1 第一阶段

第一阶段是完成盾构井围护结构、主体结构施工，同时完成中心环岛内盾构施工场地布置。上跨市政隧道段采用马蹄形复合式衬砌结构，左线隧道利用盾构始发出土井进行开挖施工；右线隧道由鼓楼站盾构井组织施工。

4.2.2 第二阶段

第二阶段是完成明盖挖段主体部分。

通过一次交通导改完成东南角处格构柱、盖板及南侧围护桩，因原一号线3 号出入口位于四号线主体基坑内，根据消防疏散规范（2 个出入口距离不得大于100m），因而首先施作2 号出入口（与一号线Y 型连接）土建及安装、装修工程，先期投入使用；主体基坑为地下两层，一号线为地下三层，为确保基坑开挖、土压卸载后一号线结构不出现向四号线基坑内侧较大变形，因而在靠近一号线西侧部分采取盖挖逆做法，通过新作结构控制变形。鼓楼车站暗挖段基于工期、安全等因素最终采用PBA 工法（洞柱法）施工。

4.2.3 第三阶段

第三阶段是完成剩余附属结构。

在1 号风道施工过程中采用爆破法进行开挖，由于1 号风道距离省级文物较近，通过由文物专业技术单位调查和分析评估对文物结构所能承受的允许变形能力，确定了施工过程中装药量每个面一次延期起爆总药量不大于1.0 公斤，单孔药量不大于300 克，爆破震动速度控制在为0.36mm/s 以下的施工要求。最终沉降结果显示鼓楼变形情况控制在了允许范围之内。

4.3 工程措施优化

建设单位及各参建单位基于工程安全、进度、质量等控制需求，针对该车站土建工程建设过程开展变更21 项，其中涉及以下重要变化，主要在于：

4.3.1 通过西移鼓楼站1 号风亭、调整鼓楼站暗挖主体三连拱大跨工法及采用微震爆破工艺，在完成车站建设任务的同时最大限度降低工程对省级文物的沉降及振动影响。

4.3.2 分别通过在大里程暗挖单线隧道新增出土竖井、优先实施2 号出入口提前实现区间盾构始发、主体基坑土方开挖节点。

4.3.3 采用无震动直线切割技术开展1 号线隔墙切割，降低对既有运营线路振动、粉尘及噪音影响。

5 结论

此车站涵盖工法齐全、保护因素类型繁杂、环境控制要求严格，与其他车站主要的区别在于为避让省级文物保护线、避免市政隧道在上方土压卸载后出现上浮变形等，设计方案中采取了大量的暗挖段布置。暗挖工法施工高峰几乎与明挖重合。通过工程技术措施及方案优化，完成了省级文物楼的保护及与一号线接驳两项重点工作，积极应用新工法、新工艺控制文物变形和振动，为今后类似工程积累了一些经验。