林惜勇

复杂交通环境下跨路口地铁车站施工工法的选择

林惜勇

为了更好地发挥地铁的服务功能，主干道十字路口往往是地铁车站位置的首选，而这些位置的周边环境却相对复杂，交通繁忙、管线众多等因素对地下车站的施工方法有较大的影响和限制。本文通过对比厦门地铁车站以及北京地铁某车站跨路口段采取的施工工法，从交通疏解、管线迁改、工程风险、工期及造价等方面对各种施工方法进行分析总结，希望能对本地区今后类似地铁车站提供设计及施工方面的借鉴。

地铁车站 施工工法 跨路口

随着城市地铁的快速发展，地铁已经被视为城市形象升级的符号，同时也成为解决城市公共交通困顿的优先选项。地铁线网通常沿城市主干道布设，覆盖主城区最主要的客流交通走廊，位于主城区十字路口的车站具有交通繁忙、管线众多、周边建构筑物密集等显著特征，工程施工难度非常大。在复杂的交通环境条件下，选择合理工法进行施工，对车站的顺利实施将起至关重要的影响。路、吕岭路、环岛干道均为厦门的交通要道。为满足交通需要，位于两条主干道交汇处的车站十字路口段主要采取两种铺盖方案，下面就两种方案进行分析。

一、厦门地铁车站跨路口方案

（一）工程情况

厦门地铁1号线岛内段线路起于鹭江道，经湖滨中路、湖滨南路，沿嘉禾路敷设出厦门本岛。2号线岛内段线路过海后进入厦门本岛东渡港，经湖滨北路、吕岭路，沿环岛干道到达线路终点五缘湾站。1、2号线岛内段线路经过的湖滨中路、湖滨南路、嘉禾路、湖滨北

方案一：跨路口半幅倒边施工盖板，半幅疏解通行

跨路口半幅倒边施工盖板，半幅疏解通行方案的典型车站有将军祠站、塘边站，湖滨中路站、育秀东路站、中孚花园站。

该方案盖板采用两种形式：第一种为临时铺盖系统，包括军用梁体系，如将军祠站、塘边站以及混凝土路面体系，如育秀东路站；第二种为永久顶板，包括先行施工逆筑顶板，如中孚花园站以及车站顺做结构顶板，如湖滨中路站。

具体方案为：十字路口分幅施工，先施工一侧半幅的盖板，另一侧通行，盖板施工后，交通导改至盖板上。如果是永久顶板，顶板施工后，上方作为管线迁改路径，回填后恢复路面。

以中孚花园站为例，车站位于吕岭路与金尚路交界处，沿吕岭路跨路口设置，呈东西走向。主体采用明挖法，分两期施工，一期围挡施工吕岭路和金尚路十字路口西侧和部分东侧的主体结构，提前组织路口西侧的永久顶板，作为雨水箱涵迁改的路径以及回填后作为二期交通疏解路面，金尚路沿路口东侧通行，吕岭路沿围挡两侧疏解。二期金尚路交通倒边，从路口西侧已建的路面通行，吕岭路交通不变。（详见图1、图2。）

图1 中孚花园站一期交通疏解图

图2 中孚花园站二期交通疏解图

方案二：跨路交叉口施工铺盖，环岛方式通行

跨路交叉口施工铺盖，环岛方式通行的典型车站有城市广场站、湖滨东路站、吕厝站、火炬园站、体育中心站。

该方案盖板采用两种形式：第一种为临时铺盖系统，采用军用梁体系，如城市广场站、火炬园站；第二种为永久逆筑顶板，如湖滨东路站、吕厝站、体育中心站。

具体方案为：十字路口全铺盖施工，交通沿围挡四周通行，盖板施工后，交通导改至盖板上，恢复原垂直车站方向道路的通行能力。如果是永久顶板，顶板施工后，上方作为管线迁改路径，回填后恢复路面。

以城市广场站为例，车站位于嘉禾路与仙岳路交叉路口。主体分两期施工：一期围挡施工嘉禾路与仙岳路中间部分的临时盖板，嘉禾路、仙岳路交通均沿一期围挡进行疏解，环岛通行；二期施工嘉禾路和仙岳路交叉口两侧主体，嘉禾路交通沿车站两侧进行疏解，仙岳路交通恢复至围挡前状态。（详见图3、图4。）

图3 城市广场站一期交通疏解图

图4 城市广场站二期交通疏解图

二、北京地铁某车站跨路口方案

（一）工程情况

北京地铁4号线西单站位于西长安街与宣武门内大街、西单北大街相交处十字路口的东侧，呈南北走向，中部下穿西长安街，并上跨既有地铁1号线区间。此地区是繁华的商业区，密布重要的大型公共建筑。长安街是北京最重要的一条东西向的交通主干道，机动车流量达到235辆/分钟，非机动车流量达到104辆/分钟，其重要程度不言而喻。为不影响地面交通，车站分为南段、中间段（过长安街段）和北段，南北两段为地下双层双柱三跨结构，采用盖挖逆作法施工，与过长安街段相连部分为单层箱形结构，中段横穿长安街采用暗挖单层方案，具体详见方案三。

方案三：跨路口暗挖单层方案

车站中段横穿长安街暗挖单层方案，采取两个单层马蹄形单洞隧道，断面尺寸为9.9m（宽）×9.1m（高），长度46.8m，中间设两个联络通道，将两个单洞断面相连，两单洞的隧道中心线间距为14m，隧道覆土深度约4m，结构底板距1号线结构顶板仅54cm。（西单站暗挖隧道纵断面见图5。）

三、方案对比分析

（一）方案一分析

1．交通疏解

十字路口半幅施工铺盖，半幅通行，虽然可以满足“占一还一”原则，保证道路通行，但是由于线形较差，对通行能力有一定影响，而且对垂直车站方向主干道的影响时间较长，从一期围挡开始一直持续到车站主体施工完成，时间约2～2.5年。

主要存在以下问题：

（1）受道路线形影响通行速度降低，线形的突变以及转弯处的围挡遮挡了驾驶员视线，存在安全隐患，夜间尤为突出。

（2）施工围挡分两期进行，交通导改也需要进行两次，施工期间由于路面不平整、标线缺失，极易造成交通秩序的混乱。

（3）主干道速度降低，时常造成路口排队现象，车辆出现阻滞状态，某些时段可能会完全阻塞。同时，地铁施工造成部分车辆绕行，加剧了该区域其他路段的交通拥堵状况。

图5 西单站暗挖隧道纵断面图

2．管线迁改

盖板施工前，须将盖板范围内的管线迁改至主体结构外，如果是逆筑顶板，增加了主体结构范围内的管线迁改，在顶板完成后，迁改部分管线至顶板上方。

比如中孚花园站，施工逆筑顶板前，需将上方横穿车站的电力、给水、污水、军缆等管线迁改至结构外，尤其是新旧管线割接涉及停水、停电、污水排放以及军缆审批等，手续繁琐，审批时间长，对现场进度产生较大影响。待顶板施工完成后，再将横穿车站的雨水箱涵迁改至顶板上方，然后回填路面，作为二期交通疏解的通行道路。

3．工程风险

盖挖法因为首先完成了铺盖或结构顶板施工，结合围护桩或地连墙，形成了闭合的围护结构支撑体系，因此施工风险比较小。

（二）方案二分析

1．交通疏解

跨路交叉口施工铺盖，环岛方式通行，相比方案一，线形更差，通行能力影响更大，但影响时间比方案一相对少，对垂直车站方向主干道的影响时间主要是施工中间盖板的时间，约6个月。

2．管线迁改

同方案一。

3．工程风险

同方案一。

（三）方案三分析

1．交通疏解

垂直车站方向主干道交通不受影响。

2．管线迁改

横跨车站的管线不受影响，同时在暗挖部位可为两端横跨车站管线提供管线迁改空间。

3．工程风险

（1）北京地铁过长安街暗挖隧道工程风险

小净距大断面隧道下穿西长安街，覆土深度约4m，属于超浅埋结构，且覆土层主要为人工填土，属Ⅵ级围岩，围岩稳定性极差，存在坍塌引发交通事故的巨大风险。另外，还存在1号线地铁运营隧道上浮风险。

针对覆土浅、围岩差及小净距施工风险采取密排大管棚支护+CRD法开挖+小导管超前注浆技术措施。①管棚采用无缝钢管，直径325mm、壁厚12mm、长度46.8m，钢管中心间距0.4m。②CRD法分6个洞室分步开挖，每榀格栅间距为50cm，左右洞错开施工。每个导洞的施工步距为5m，即1号施工洞室开挖5m后，进行2号洞室的开挖，在2号洞室开挖的同时1号洞室仍然以同样的速度进行开挖，依此类推。在跨越1号线隧道范围内，每次只进行一个导洞施工，待该导洞完全越过1号线隧道后，再进行下一导洞施工。③隧道拱顶穿越杂填土层，施工上方两个洞室时采用小导管注浆超前加固。本工程结构完成后拱顶最大沉降15.5mm，地表最大沉降22.5mm，说明采取的措施对控制沉降起到很好的效果。

针对既有1号线地铁运营隧道上浮风险采取既有线两侧及拱顶注浆＋预应力自钻式抗浮锚杆技术措施，确保了1号线运营安全。

（2）厦门地铁暗挖隧道工程风险

1、2号线车站基坑埋深17～23m，地层由上而下依次为杂填土、素填土、残积砂质黏性土、全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩、碎裂状强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩，部分靠湖或靠海站点中部有淤泥和淤泥质黏土。若车站跨路口段采用暗挖隧道方案，隧道覆土约7～13m，穿越地层主要为残积砂质黏性土、散体状强风化花岗岩、碎裂状强风化花岗岩、全风化花岗岩、中风化花岗岩，微风化花岗岩，属上软下硬地层。水位埋深1～5m，赋存于残积层、全、强风化残积孔隙裂隙水，以及碎裂状强风化带的基岩裂隙水。开挖过程发生渗漏水，以及受放炮震动等外界因素影响，容易引起隧道上方的软弱质围岩失稳，引起地表及建筑物沉降，稍有不慎可能导致拱顶坍塌，更严重点导致地面坍塌等重大安全事故。

厦门地铁有部分区间靠车站端头采取暗挖方案，并通过采取相应技术措施，顺利实施完成。镇海路站至中山公园站区间小里程端接镇海路站199m受地质、平曲线影响采取单洞双线暗挖方案，开挖断面尺寸12.3m×9.9m，隧道覆土约13m，穿越地层为碎裂状强风化花岗岩、散体状强风化花岗岩、中风化花岗岩，为典型的上软下硬地层，水位埋深1.8～5.4m。施工采取洞外降水+拱顶超前小导管/边墙砂浆锚杆+CD/CRD法开挖的技术措施，顺利解决了存在的风险，本段于2016年3月15日进洞，8月13日顺利贯通，历时5个月。因此，针对厦门地铁地质和水文情况，车站跨路口段采取大断面暗挖隧道方案，采取相应的措施，风险也是可控的。

4．工期

车站横跨主干道长度按40m计算，如果隧道是土层地质，按CRD法六步开挖，4个月可贯通；如果是岩石地质爆破开挖，2个月可贯通；如果是上软下硬地层，3个月可贯通。另外，车站两端可先行施工中部暗挖段端头，尽早为暗挖隧道开挖提供条件，相比方案一、方案二，省去了管线迁改、交通二次导改的施工时间，工期比较可控。

5．造价

方案一、方案二：跨路口段盖板若采取顶板逆筑，参照钻孔桩围护结构明挖法车站造价，每延米造价约31.3万元；若采取临时路面系统，参照钻孔桩围护结构半铺盖法车站造价，每延米造价约42.2万元，则40m车站造价分别为1252万元、1688万元。

方案三：参照镇海路站至中山公园站区间，大断面隧道，开挖断面方97方，每延米造价约11万元。另外，2个联络通道造价约300万元，增加两个端头墙造价约310万元，则采取暗挖方案的造价为1500万元，同时，可省去管线迁改、交通二次导改的相关费用，相比方案一、方案二，总造价更低。

四、小结

综合分析上述三种方案，方案一、方案二在管线迁改、施工风险、工期、造价等方面差别不大，区别主要在于交通疏解方面，根据横跨车站方向主干道的实际情况可具体设置。方案三除了在建筑功能上不能在站厅层中将两端头连接，但过街功能保证，在交通疏解、管线迁改、工程筹划、工期、造价等方面都优于方案一、方案二。跨路口采用暗挖法施工可以有效地避免由于地铁施工而引起的交通拥堵和管线改移，在节省前期费用的同时也为提早开工创造了条件。通过厦门地铁车站跨路口方案与北京地铁某车站跨路口方案的比较分析和对施工风险、费用、工期等方面综合考虑，本人认为厦门地铁在必要时跨路口段采取暗挖方案也是可行的。

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[2]常瑞杰.地铁车站施工工法的优化选择[J].都市快轨交通,2010,23(2):83-87.

[3]彭晨,陈扬勋.复杂环境下地铁车站施工工法选择[J].山西建筑,2014,40(3):202-203.

（作者单位：厦门轨道交通集团有限公司）