(中铁十八局集团有限公司市政工程有限公司，北京 100032)

1 概 述

目前，在轨道交通工程地铁暗挖车站施工中，常规做法为在车站结构外侧采用地面封闭管井降水井，车站端头地面采用延长式布井降水施工。北京地铁19号线由于牛街站西侧新增永久规划的φ1500电力管沟及管井，占据车站降水井施作路线，无法施作降水井，故在车站西侧增设降水导洞，采用洞内降水方式有效保证车站降水施工的方案，用降水导洞降水代替地面降水井降水。通过本文阐述，为北京类似工程中更广泛的应用，提供实践经验和技术支持，为控制类似工程投资、提高工程进度和控制施工安全风险，提供工程实践经验和理论依据。

2 牛街站工程概况

北京地铁19号线工程牛街站为19号线一期工程的一座中间站，位于牛街、长椿街和广安门内大街交汇处北侧，沿长椿街南北向设置。该站为岛式站台，有效站台宽度14m，车站总长239m，标准段宽23.3m、高23.49m，车站有效站台中心位置轨顶标高17.502m，覆土约9.6m，底板埋深32.7m，采用地下三层双柱三跨结构型式，共设置4个出入口、2个风道及2个安全出口。车站主体采用洞桩法施工。车站共设置2座施工竖井、3座施工横通道。该项目综合考虑采用降水导洞施工。降水导洞全长约302m，导洞底位于水位以上1.3m。为保证车站降水施工能按期进行，由车站现有3号和2-A号横通道第4层封端处向西各施作施工通道一座，为降水导洞提供施工作业面。新增施工通道断面尺寸4.6m×4.85m，全长31m，采用台阶法施工。

3 施工方案的选定

3.1 可供选择的施工方案

地铁施工常用降水方法有集水坑降水、截渗幕墙、轻型井点、管井井点、喷射井点、电渗井点、深井井点等方法，根据牛街站勘察资料、地下水影响分析、现场施工场地条件、地下管线情况、周边建(构)筑物影响等多方面因素分析，结合土建工筹安排，由于单独竖井为点降水且涌水量较大，降水难度较大，因此，竖井地面降水井及车站东侧地面降水井需同期施工以保证竖井的顺利施工。根据牛街站施工工筹安排施工西侧降水井和附属结构降水井采用封闭管井降水的方案，车站端头采用延长式布井方案。

3.2 施工方案的对比与选定

一般暗挖车站均采用封闭管井降水施工，井位施放时井中心距离拟建结构外轮廓不小于2.5m，特殊情况不小于1m，并且要告知结构施工方后由专业测量人员施放井位查看是否存在地下管线等地下建(构)筑物，监理组织验收确认无误后，开始凿井施工，降水井总量不得减少，以集水管或单井直排方式排水，采用井口及排水管线暗埋于地下的排水方式，以满足地铁施工场地和城市环境的要求。牛街站周边重要建筑物众多，地下管线多且分布复杂，在降水影响范围内，为了保证降水工程的顺利实施，对周边建筑不造成危害性影响，确保地铁降水施工期间周边环境的安全，故采取降水导洞施工降水井技术，以确保降水井施作质量，克服降水井不按图施工、有效避开高大建筑物和管线困扰难题，在保证安全的前提下，达到提前完成进度、节约成本的效果。经过工程现场施工条件分析与节点工期分析比较，确定采用降水导洞施工降水工艺。

4 暗挖车站降水施工简介及准备

4.1 车站降水导洞设计简介

该降水导洞净空尺寸3.5m×4.5m，由车站南端绕至东侧拆迁地块范围内，在1号风井南侧设置一座降水导洞施工竖井，该竖井净空尺寸4m×6m，井深24.8m。该降水导洞全长约302m，导洞底位于水位以上1.3m。为保证车站降水施工能按期进行，由车站3号和2-A号横通道第4层封端处向西各施作施工通道一座，为降水导洞提供施工作业面。新增施工通道断面尺寸4.60m×4.85m，全长31m，采用台阶法施工。该降水导洞沿线垂直下穿φ1000污水管、φ1000雨水管、φ600上水管、3.7m×3.47m热力管、2m×2m电力方沟等多条市政管线，平行下穿φ1550电力管，同时旁穿宣武医院3栋办公楼，水平最近距离2.16m，施工过程中采取措施确保管线及既有建筑安全。牛街站新增降水导洞施工周边环境见图1，牛街站新增降水导洞结构平面布置见图2，降水导洞竖井横通道结构剖面见图3、图4，新增降水导洞施工通道剖面见图5。

图1 牛街站新增降水导洞施工周边环境示意图

图2 牛街站新增降水导洞结构平面布置图

图3 牛街站降水导洞竖井及横通道结构剖面图(单位：mm)

图4 牛街站降水导洞竖井新增施工通道结构剖面图(单位：mm)

图5 新增降水导洞施工通道剖面图(单位：mm)

4.2 水文地质条件

通过收集的资料和勘察测得的地下水位分析，在65m深度范围内揭露1层地下水，地下水为潜水，根据总体组要求，全线统一水层编号，水层号为潜水层，赋存于⑦层卵石及以下卵石、砂层中。该层水补给来源主要为大气降水和侧向径流补给，以侧向径流和向下越流方式排泄。

4.3 降水设计参数

依照排水量计算分析结果和降水方案进行降水设计，地面可施作的降水设计参数见表1。井深由地面施作42m变为洞内施作20m。

表1 牛街站降水设计参数

4.4 降水引起的地层变形计算

计算公式为

经计算，车站降水引起的地层沉降最大为6.2mm。为进一步保证建构筑物的安全，减小观测误差，变形监测应采用同一基点；对共同的监测目标，测点布设数量及位置应与总承包单位及第三方监测单位保持一致。由于降水施工单位对于管线监测技术有限，对管线沉降监测可借助第三方或是总包单位监测点，进行联测。

5 降水导洞施工方法

新增竖井横通道开挖断面宽4.60m、高4.85～6.60m，降水导洞开挖断面宽4.60m、高4.85～6.60m，均采用台阶法留核心土施工，开挖间歇时间较长时，采用10cm厚网喷混凝土封闭掌子面。降水导洞通道及新增施工通道拱部采用DN32、厚2.75mm、长2m小导管超前支护，注浆浆液采用水泥—水玻璃双液浆，注浆终压0.5MPa。降水导洞施工竖井侧壁破洞开挖降水导洞通道时先施工拱顶超前小导管，对地层预注浆加固，并将拱部小导管外露部位内、外侧分别加焊2根25mm螺纹钢筋，绑扎成加强梁钢筋框架，然后喷射C25混凝土形成开口前加强环梁，开马头门密排三榀格栅钢架，降水导洞通道开挖截断的降水导洞施工竖井格栅与降水导洞通道格栅钢架(或临时支撑)连接牢固。

5.1 导洞拱部超前注浆

降水导洞除穿越风险源范围外，拱部均需要选用DN32、2.75mm厚焊接钢管，管长2m，在拱部120°范围内布设，环向间距0.3m，水平倾角10°～15°。超前小导管注浆加固，沿导洞纵向每榀打设注浆孔，注浆材料选用1∶1水泥单液浆，注浆压力终压不超过0.5MPa，加固半径不得小于0.25m，小导管前段加工成锥形，尾部长度不小于300mm，管壁每隔100～200mm梅花形布置钻眼，眼孔直径6～8mm(见图6)。

图6 小导管构造示意图

5.2 马头门施工

马头门加强环梁完成，待降水导洞施工竖井变形稳定后开始破除降水导洞通道上台阶范围内的混凝土，割除该范围内的格栅钢架、连接筋以及竖井的角撑，然后架立格栅钢架，采用“L”形钢筋，将首榀降水导洞拱部格栅与施工竖井格栅连接牢固。降水导洞通道马头门破除完成后，先开挖上台阶土体并留置核心土，台阶长度达到3～5m时，方可破除下台阶进洞开挖，开挖过程中始终保持台阶长度达到3～5m。开挖的土方经电动三轮车运输至竖井内，由抓斗提升至地面土仓内(见图7、图8)。

图7 降水导洞通道土方开挖剖面图

图8 降水导洞土方开挖示意图

6 结 语

通过本文的研究，有效根据周边环境、地质条件、降水井设计及施工情况、开挖过程中水量方向等,制定了以洞内降水为主的思路,通过增设降水导洞迂回施工,避开含水地层,导洞内施工降水井等关键技术,最终达到预期降水效果,对类似工程有一定的借鉴作用。从降水导洞施工到竣工，仅用了72天,比传统地面降水节约工期12天；且有效保证工程下道工序施工提供便利,值得类似工程借鉴。