大跨度或超宽地铁车站快速施工技术

吴 祥 张亚峰 包高强

(中国水利水电第十一工程局有限公司，河南郑州 450000)

0 引言

轨道交通事业突飞猛进，特别经济发达的城市，地铁施工更是迫切需要，然而，城市中建筑物、管线特别多，这是现在城市现状，地铁车站施工技术合理，减少了对周边建筑物、管线的影响，降低了安全风险，因此，地铁施工技术研究显得至关重要，特别超大地铁车站的技术研究。

1 工程概况

深圳地铁7号线工程西丽站位于深圳市南山区沙河西路与留仙大道交叉口，西丽站为地铁5号、7号、15号线三线的换乘站。车站标准段设计为地下2层三柱四跨或五柱六跨的矩形框架结构;与5号线换乘节点段为地下3层三柱四跨的矩形框架结构，车站小里程端设盾构接收井，盾构井段结构较标准段每侧加宽2.30 m，加深1.10 m，盾构井段长12.5 m，并为15 号线预留暗挖法接口;车站大里程端接暗挖区间。西丽站基坑总长274.100 m，宽29.3 m ～44.3 m，深约 17.6 m ～24.5 m，支护工程安全等级为一级。整个车站设4.61‰，2‰，6‰ 纵坡，呈北低南高。

车站所在位置地面高程13.03 m～14.10 m，素填土普遍分布，主要成分为黏性土，混有砂类土、碎石土，土质不均，局部分布有杂填土。土层强度低、土质松散、渗透性大，局部分布有淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土，结构松软，承载力低，含水量高，孔隙比大，渗透性低，容易产生触变、流变，容易引起地基变形和失稳。同时分布花岗片麻岩残积土和全风化岩，土质不均，饱和状态下受扰动后，极易软化变形，强度、承载力骤减。对土方开挖、基坑支护结构施工均有影响，为基坑支护不利土层。

车站周边环境特别复杂，车站东侧为天虹商场、金慧宾馆，车站西侧为鼎新大厦、壮丽商厦，道路两侧存在密集的电力、电信、雨水、上水、污水、燃气、路灯等地下管线管道，地下管线管道的走向与道路平行。

2 宽大基坑地铁车站施工总体方案

2.1 材料水平及垂直运输

西丽站车站主体基坑施工场地狭小，南北区域均在基坑西侧有一条施工道路，为便于车站主体段施工材料水平及垂直运输，在车站南北区分别布设1台ME16 t+10 t-45.1 m，ME16 t+10 t-42.8 m龙门吊，额定起重量为16 t，北区北端头龙门吊无法行走覆盖到位的范围采用50 t履带吊。北区东侧在基坑外侧设置专门的龙门吊轨道基础，其他部位的龙门吊行走轨道利用两侧围护结构冠梁布设，不再另作基础。

2.2 车站主体施工分段分层

2.2.1 纵向分段

车站主体结构纵向按照10～25一段进行分段，桩号DK2+282.787～DK2+556.688自西向东共划分14个施工段，北区8段，南区6段。结合施工能力和合同工期要求，施工分段一方面满足施工技术要求和构造要求;另一方面控制结构收缩裂缝。车站环向施工缝布置在纵向柱1/4～1/3跨附近，同时缝的位置避开通风道、楼梯孔，以保证过梁、扶(楼)梯梁的刚度。

2.2.2 竖向分层

结合施工组织需要，内衬墙水平施工缝分别设在底板腋角以上250 mm、中板腋角以下300 mm、中板面以上300 mm、顶板腋角以下300 mm的墙体处;当墙体设有预留孔洞时，施工缝距孔洞边缘不小于300 mm，共设置4道水平施工缝。车站顶、底板不设纵向水平施工缝;每层中柱水平施工缝均留设在本层板顶和上层梁底标高处，梁柱接头核心区混凝土同梁、板混凝土一起浇筑。

3 宽大基坑开挖施工技术

3.1 基坑开挖

结合主体结构分段情况，基坑开挖分层分段进行开挖，必须遵循“限时、对称、平衡、先撑后挖”的原则，必要时留护壁土。严格控制每个单元的挖土时间和支撑时间，以减少基坑暴露时间，控制围护变形。基坑开挖时“由深向浅”逐段开挖，车站主体结构基坑分段开挖的位置以设计的结构分段(诱导缝、施工缝)位置为基准，再向前延伸2 m。

3.1.1 水平分段

在第二、三道支撑的土层开挖中，每区段长度开挖长度一般不超过6 m左右，区段内每层土方在16 h内开挖完成，随即在8 h内安装好该区段的支撑并施加预应力;在第四、五道支撑土层开挖中，每区段开挖长度一般为3 m左右，区段内每层土方要在8 h内完成，随即在8 h安装好该区段的支撑并施加预应力。机械挖土距离坑底20 cm～30 cm厚土层时，由人工挖土平整，防止坑底土体被扰动。基坑开挖时，及时设置坑内排水沟和积水井，防止坑底积水。

3.1.2 竖向分层

竖向分层厚度为支撑竖向间距，开挖过程中按1 m/层控制开挖高度，并随时掌握开挖深度与支撑位置的关系，严禁超挖回填现象发生。

3.1.3 纵向放坡

基坑开挖自上而下分层分块进行，分层开挖过程中控制临时边坡坡度为1∶1.5，开挖至坑底标高时，控制临时边坡坡度不大于1∶2.5，相邻土层设置3 m长台阶，以保证基坑开挖纵向综合坡度不大于 1∶3。

3.2 深基坑平面分区优化

3.2.1 基坑开挖程序

基坑标准段分8层开挖，其中1层～7层采用机械开挖，第八层预留30 cm厚采用人工开挖。二级基坑分为9层开挖，其中1层～7层采用机械接力开挖，第八层垂直开挖，吊车垂直吊运出基坑，第九层30 cm厚采用人工开挖。土方开挖纵断面示意图见图1，标准段土方开挖断面图见图2，二级基坑土方开挖断面图见图3。

3.2.2 基坑支撑支护原则

基坑支撑一般设置原则主要如下:第一道支撑为地连墙顶部、第二道为结构中板以上50 cm、第三段为结构－2层底板以上2 m、第四道为二级基坑－2层底板、第五道为二级基坑－3层底板以上2 m，根据这一原则，结合土方开挖情况，混凝土支撑梁采取分段、分区域化施工，将40 m宽基坑划分成两个20 m的标准基坑施工支撑梁;钢支撑施工之前，对基坑支护受力情况计算，适当向上调整高度至中板以上1 m，一方面为土方开挖提供下层开挖空间，另一方面为后续主体结构施工留足够的作业空间。

图1 土方开挖纵断面示意图（单位：m）

图2 标准段土方开挖断面图（单位：m）

图3 二级基坑土方开挖断面图

西丽站基坑标准段设置两道混凝土支撑、两道钢支撑;二级基坑处设置5道混凝土支撑及一道钢支撑，混凝土支撑尺寸1 000 mm×800 mm，钢支撑采用609，t=16 mm钢管。

3.2.3 基坑混凝土支撑施工措施

基坑第一道混凝土支撑与冠梁一起施工，第二道～第五道混凝土支撑在连续墙上设置钢筋混凝土腰梁，混凝土支撑与腰梁连为一体。第二道～第五道混凝土支撑施工时，应做好如下几方面的工作:

1)机械开挖土方到混凝土支撑、腰梁底面上30 cm处停止开挖，人工开挖土方至腰梁、混凝土支撑底面。

2)平整腰梁、混凝土支撑底面土方，铺设5 cm厚砂浆垫层，形成钢筋混凝土支撑、腰梁的底模，混凝土支撑砂浆垫层按照跨度的1/400起拱。

3)凿出事先预埋在连续墙上的腰梁接驳器，并凿除腰梁对应部位连续墙混凝土保护层，绑扎腰梁钢筋，施工腰梁及混凝土支撑。当混凝土支撑与腰梁分开浇筑施工时，需在腰梁浇筑混凝土时预埋混凝土支撑钢筋。

4 结语

西丽站主体结构于2015年3月10日完成封顶。通过对超宽地铁车站快速施工技术的研究，优化了基坑合理分区和施工顺序，使得西丽站施工期节点得以保证，为后续大禹3号盾构机按时下井提供了场地条件，也为西西区间右线提前两个月实现贯通的目标打下了坚实基础。