白晓鹤 张志义 田明亮 周 阳

(1.中铁七局集团西安铁路工程有限公司，陕西 西安 710000； 2.北京正远监理咨询有限公司，北京 100000)

管井降水是目前北京地铁施工中地下水处理的主要方法[1]，大部分地下水被直接抽排至周边市政雨污水管网，对水资源是一种极大浪费。同时随着城市轨道交通的发展及施工技术的进步，对隧道功能提出了更高的要求，设计中将会陆续出现各种满足不同使用功能的联络线折返线复杂大跨度变断面地下结构形式[2]。大断面向小断面变化比较容易实现，小断面向大断面变化的幅度不大可采用提前渐变即可实现[3]，若变化幅度过大则要采用增加横通道、转换施工顺序变成由大到小施工等措施进行处理。横通道施工受特定因素影响，往往存在大角度暗挖施工风险。本文结合独特的地理位置优势，设置一条排水通道，巧妙解决了施工中遇到的难题。

1 工程概况

北京地铁19号线一期工程北牡区间自南向北连接北太平庄站和牡丹园站，区间全长672.547 m，采用暗挖法施工，在左线北太平庄车站北端需要设置与12号线地铁联络线的预留接口，联络段的突变断面采用右线至左线的横通道创造条件。区间隧道穿越地下水类型为卵石层⑨的层间水(四)，其实测标高约14.94 m～17.01 m。受地下水的影响，施工时需要对地下水进行降排，北牡区间施工降水高峰时段排水量约6万m3/d，北牡区间路西一条φ600的雨水管线，不能满足降水施工的排水需求，成为制约工程棘手的问题(见图1,图2)。

2 施工方法

2.1 总体施工安排

在北牡区间左右线隧道结构中上部设置一条长度为589 m的排水通道——排水导洞，并且沿程设10座汇水井及汇水导洞，用于汇集地面降水井的抽排水至排水导洞。在北牡区间北端设置泵站竖井，将由重力流过来的地下水抽排至临近的小月河中。排水导洞结构纵向为南高北低的直线坡，坡度0.5%，采用台阶法暗挖施工；泵站竖井是4 m×11 m的储水池，用较大功率的水泵将水提升至小月河中，采用倒挂井壁法施工。为避免联络段横通道挑高施工，在排水导洞底板开洞设置2个施工竖井，由竖井侧壁开洞施工横通道，避免了大角度挑高施工(见图3)。

2.2 排水导洞施工

排水导洞断面形状为马蹄形，断面尺寸3.3 m×3.8 m。遵循暗挖工法“18字方针”采用“上下台阶法”施工，分别由北牡区间2号横通道一层向南和M19北太平庄站1-A轴上层导洞向北的对挖施工方式。导洞初期支护结构采用250 mm厚的C25网喷混凝土，背土侧设置单层钢筋网片，网喷混凝土与超前小导管、锁脚锚管及格栅钢架组成联合支护体系。汇水导洞共10个，初支结构尺寸为2.5 m×2.5 m，支护形式和排水导洞相同(见图4)。

2.3 泵站竖井施工

泵站竖井采用倒挂井壁法施工(见图5)，初期支护平面尺寸为11.8 m×5.3 m，开挖深度31 m。井壁为厚350 mm的喷射混凝土，井底采用钢格栅+双层钢筋网片+喷射混凝土铺底封闭，宽度方向采用 Ⅰ 25a型钢支撑。二衬结构为矩形井筒,由2个井室组成，平面尺寸11.1 m×4.6 m，高度16 m，采用C30商品混凝土浇筑。区间排水导洞及排水支导洞内的管道均采用4 m一根；支管及干管分别为DN600和DN1 200，管材为焊接钢管，相互之间采用焊接法兰连接泵站竖井设置四台水泵，三大(280 kW)一小(180 kW)。

2.4 管道安装

排水导洞初期支护完成后，进行区间排水导洞及排水支导洞内的管道安装(见图6)，支管及干管道均采用4 m一根，分别为DN600和DN1 200，管材为焊接钢管，相互之间采用焊接法兰连接。入河段采用4根DN700的管道，采用焊接连接。排水导洞及排水输水管的使用期限约为2年～3年。

2.5 排水导洞内竖井及横通道施工

为解决区间联络段施工横通道仰挖的风险，利用既有排水导洞的条件，在排水导洞内设置2个竖井，1-1号竖井和1-2号竖井，里程位置分别为K50+643.95和K50+675.05，开挖截面尺寸为6.7 m×2.8 m，开挖深度15.6 m，采用倒挂井壁法施工，施工方法完全相同。由1-1号竖井和1-2号竖井侧壁破门开挖1-1横通道，为PBA小导洞施工创造条件(见图7，图8)。

2.6 电缆穿路施工

为降水施工，沿区间地表北太平庄路方向每6 m设置一口降水井进行地面降水，所用电源位于路西，需要将用电引至路东。施工单位分别申请了手续采用定向钻引电缆线和架空引电缆线的方法，结果审批手续全部被否决。经过研究，结合9号、10号地面汇水井的便利条件，采取从9号汇水井引入，通过汇水导洞从10号汇水井引出的方法，既节省了时间又节约了成本，达成了用电目标(见图9)。

3 结语

通过在北牡区间正线上方修建一条排水导洞并铺设排水管道，成功地解决了地面市政管网排水难的问题，依托泵站竖井将地下水提升至小月河，节约了水资源。成为北京市地铁建设中首次创举。在排水导洞内施工的竖井，为北牡区间联络段的横通道施工成功创造条件，避免了大角度挑高施工，节省了施工成本，方法巧妙便利。在掘路手续不被受理的情况下，借助汇水井和汇水导洞的便利，成功将降水用电缆线进行跨路穿越，节省了穿路施工的成本，避免了对城市交通的影响。