4.暗挖地鐵車站案例要點(diǎn)

1、暗挖地鐵車站案例一北京地鐵勁松車站一、工程概況勁松站位于東三環(huán)與大郊亭路相交的十字路口東側(cè)輔路下,跨路口設(shè)置,呈南北走向,從北向南按2下坡設(shè)置,線間距15m,為雙柱三聯(lián)拱雙層島式暗挖車站。車站與規(guī)劃地鐵M7線形成“十字形”換乘。車站結(jié)構(gòu)長(zhǎng)190m,共設(shè)4個(gè)出入口,兩座風(fēng)道。車站主體結(jié)構(gòu)及風(fēng)道采用柱洞逆筑法施工,出入口采用暗挖臺(tái)階法施工。車站總平面圖如圖1所示。圖1 車站總平面圖車站通過地層由上至下依次為雜填土、粉土層、粘土層、粉細(xì)砂、中粗砂、細(xì)砂和粉質(zhì)粘土,車站拱部結(jié)構(gòu)位于粉細(xì)砂層,中板以下結(jié)構(gòu)位于粉土2層和粉質(zhì)粘土層。車站所處位置地下水豐富,第一層上層滯水在結(jié)構(gòu)頂部,水量不大。第二層潛水在上

2、層導(dǎo)洞的拱腳位置,含水層巖性為中粗砂、粉細(xì)砂層,透水性好,水量較大。第三層層間潛水賦存于粉土2層,該層水分布在車站的中下部,疏干難度大,對(duì)施工影響很大。車站各部位所處地層如圖2所示。圖2 勁松車站結(jié)構(gòu)及地質(zhì)橫斷面圖工程重點(diǎn)及難點(diǎn)：（1）車站結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜,獨(dú)立及組合構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求高；（2）地面建(構(gòu))筑物多、地下管線多、沉降要求高；（3）工程水文地質(zhì)條件差、拱部開挖支護(hù)風(fēng)險(xiǎn)大；（4）施工工序繁多,施工難度大。二、車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）車站橫斷面設(shè)計(jì)（1）內(nèi)輪廓制定內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)時(shí)考慮以下因素:橫斷面與施工方法密切相關(guān),本站最終選用柱洞逆筑法施工,為配合鉆孔樁施工需要,采用直墻帶拱結(jié)構(gòu)斷面形式。根據(jù)車

3、站跨度及埋深條件,對(duì)單跨兩層大斷面、雙跨兩層聯(lián)拱、三跨兩層聯(lián)拱等幾種內(nèi)輪廓形式進(jìn)行了比較,因單跨兩層大斷面施工難度極大,并且,目前國(guó)內(nèi)在類似地層中尚無成功的先例。雙跨兩層聯(lián)拱斷面施工風(fēng)險(xiǎn)大,工序轉(zhuǎn)換多,廢棄工程量大,且樓梯及設(shè)備、管理用房布置不便。三聯(lián)拱斷面形式是使用功能較好的斷面形式,斷面利用率高,在國(guó)內(nèi)外,尤其是北京地鐵中已有成功實(shí)例。由于兩柱的減跨作用,使得單跨的跨度不超過8m,安全性高,風(fēng)險(xiǎn)小,且對(duì)防水較弱的聯(lián)拱的相交凹槽采用注漿回填的方法進(jìn)行堵水可達(dá)到理想效果,綜合比較后最終采用三聯(lián)拱斷面形式。除了設(shè)置臨時(shí)支頂措施外,在拱部?jī)?nèi)輪廓設(shè)計(jì)中考慮柱兩側(cè)拱型的嚴(yán)格對(duì)稱以及三聯(lián)拱力學(xué)的平衡,避

4、免因水平應(yīng)力的不均衡引起結(jié)構(gòu)位移而造成初支結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。（2）斷面結(jié)構(gòu)檢算斷面結(jié)構(gòu)參數(shù)是在對(duì)車站結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢算的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程類比后綜合確定的。結(jié)構(gòu)檢算采用“荷載- 結(jié)構(gòu)”模型,按確定的施工方法分別計(jì)算施工階段及運(yùn)營(yíng)階段結(jié)構(gòu)受力狀況。通過分析,確定車站結(jié)構(gòu)施工中的三個(gè)階段并據(jù)此確定結(jié)構(gòu)斷面參數(shù)。第一階段:站廳層開挖至中板附近,未施作中板,天梁與側(cè)墻邊樁之間及兩天梁之間設(shè)置臨時(shí)斜撐或橫撐,將邊樁冠梁及天梁視為固定支座,主要荷載由拱部初支承擔(dān),檢算初支的承載能力。如圖3所示。第二階段:車站中板施作完成,站廳層二襯結(jié)構(gòu)封閉,站臺(tái)層開挖至設(shè)計(jì)高程,二襯結(jié)構(gòu)未施作,邊墻設(shè)置鋼管混凝土支撐。第三階段:車站結(jié)

5、構(gòu)正常使用階段,考慮靜水壓力的作用。第三階段內(nèi)力計(jì)算結(jié)果如圖4、圖5。通過對(duì)第一階段初期支護(hù)強(qiáng)度檢算,及第二、三階段的抗裂組合檢算,同時(shí)考慮鋼管柱與頂板、底板交接區(qū)域及邊墻角隅區(qū)域內(nèi)力值較大,進(jìn)行了配筋加強(qiáng)、截面加厚或加肋,最終確定的主體結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)見表1。(3)超前支護(hù)在西北、西南風(fēng)道挑高段進(jìn)入主體斷面及東北豎井橫通道轉(zhuǎn)入主體施工共計(jì)四處開口處均采用拱部設(shè)管棚+小導(dǎo)管超前支護(hù)形式。管棚采用159mm,t = 8mm熱軋鋼管,環(huán)向間距0.3m,在西北、西南兩端設(shè)置長(zhǎng)度為18m,東北豎井施工通道內(nèi)向北、向南設(shè)置長(zhǎng)度分別為7m、18m；水煤氣管壁厚3.25mm,管長(zhǎng)L = 2.5m,環(huán)向間距0.3

6、m,沿大管棚間隙布置，縱向間距1m。主體其它地段采用32水煤氣管超前注漿加固，水煤氣管壁厚3.25mm，管長(zhǎng)L= 1.5m，環(huán)向間距0.3m，縱向間距0.5m。(4)初期支護(hù)采用格柵鋼架與網(wǎng)噴混凝土聯(lián)合支護(hù)，噴層厚300mm或350mm，6鋼筋網(wǎng),網(wǎng)格間距150mm，格柵鋼架縱向間距2榀/m。主體結(jié)構(gòu)及風(fēng)道挑高段圍護(hù)樁主體結(jié)構(gòu)邊導(dǎo)洞內(nèi)施作600mm鉆孔灌注樁，間距1m；風(fēng)道挑高段結(jié)合上下導(dǎo)洞施作1000mm挖孔樁，間距1.5m。邊樁間掛 6鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土封閉。主體結(jié)構(gòu)如圖6所示。三、施工方案（1）總體施工方案結(jié)合本站主體及風(fēng)道均采用洞樁法施工的特點(diǎn)，充分利用西北、西南風(fēng)井及東北臨時(shí)施工豎井

7、作為全車站主要施工通道，按照主體及風(fēng)道斷面均采用逆筑施工的設(shè)計(jì)思路來確定本站的總體施工方案。施工步序見圖7。（2）主要施工階段主體結(jié)構(gòu)群洞施工小導(dǎo)洞開挖遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”的原則組織施工,根據(jù)地質(zhì)情況選擇合適的超前支護(hù)參數(shù)和開挖步距,重點(diǎn)控制群洞效應(yīng)和二次擾動(dòng)對(duì)沉降的影響。本站先施工下導(dǎo)洞,后施工上導(dǎo)洞,上下導(dǎo)洞掌子面錯(cuò)開1020m。導(dǎo)洞開挖采用臺(tái)階法開挖,上臺(tái)階留核心土,臺(tái)階長(zhǎng)度控制在45m,在砂性地層中開挖步距采用0. 5m,粘性土可擴(kuò)大到0.75m。松散粉細(xì)砂地層環(huán)向間距應(yīng)適當(dāng)加密或采用雙排小導(dǎo)管。導(dǎo)洞內(nèi)鉆孔樁施工本站風(fēng)道及主體結(jié)構(gòu)均采用洞樁法施工,大量

8、的鉆孔樁需在導(dǎo)洞內(nèi)施工,與地面作業(yè)不同,洞內(nèi)鉆孔樁施工受導(dǎo)洞空間的限制,需要解決設(shè)備選型和文明施工環(huán)境兩個(gè)方面的問題。設(shè)備選型上需要根據(jù)不同的地質(zhì)條件,著重考慮輕型、鉆桿高度小的反循環(huán)鉆孔機(jī)械。本站以細(xì)顆粒地層為主,選用ZWY50A型自行式反循環(huán)鉆機(jī),對(duì)鉆架高度進(jìn)行改裝。泥漿采用膨潤(rùn)土,在自制泥漿池內(nèi)制備,泥漿池容量應(yīng)不小于單樁體積的1.2倍。洞內(nèi)縱向采用磚砌矮墻隔離出運(yùn)輸通道,在孔樁鉆進(jìn)過程中,泥漿循環(huán)利用。鋼管柱及頂、底縱梁施工底縱梁的施工：下層導(dǎo)洞完工后,從端頭向豎井口分段澆注底縱梁,分段長(zhǎng)度以1220m為宜,分段位置取鋼管柱縱向柱間距的1 /4處。底縱梁既是鋼管柱的擴(kuò)大基礎(chǔ),也是車站底

9、板的一部分,梁內(nèi)需要準(zhǔn)確預(yù)埋底板的兩層橫向主筋、鋼管柱柱腳板,柱內(nèi)鋼筋籠錨入筋等,防水層預(yù)留搭接并做好保護(hù)措施。鋼管柱的施工：鋼管柱的施工分吊裝、固定、鋼筋籠安裝和混凝土澆注四道工序。鋼管柱在上層導(dǎo)洞內(nèi)分節(jié)吊裝就位,分節(jié)長(zhǎng)度根據(jù)導(dǎo)洞高度預(yù)留足夠的起吊富余量,節(jié)長(zhǎng)定為3. 0m,各節(jié)之間采用高強(qiáng)螺栓連接。鋼管柱全部栓接完畢,將鋼管柱落在柱腳鋼板上,與柱腳板上的限位角鋼密貼,在孔口上、下部50 cm范圍內(nèi)灌注C20 混凝土,填充孔樁護(hù)壁與鋼管柱間空隙,中間部分填充砂子,防止鋼管柱偏移。鋼管柱內(nèi)混凝土采用C50 微膨脹混凝土。灌注中為保證管內(nèi)混凝土的搗固質(zhì)量,采用特制的12m長(zhǎng)振搗器振搗。頂縱梁的施

10、工：頂縱梁形狀特殊,呈倒“T”形,操作空間小,需制定針對(duì)性措施確保灌滿混凝土。搭設(shè)多功能可調(diào)腳手架操作平臺(tái),鋼筋綁扎在平臺(tái)上進(jìn)行,兩側(cè)預(yù)留與三聯(lián)拱二次襯砌相連的環(huán)向主筋。底模采用15mm厚膠合板,側(cè)模采用小塊鋼模,兩側(cè)倒角請(qǐng)專業(yè)廠家加工異型鋼模。分段長(zhǎng)度除第一段外均取6m (縱向一跨) ,分段位置取鋼管柱縱向柱間距的1/4處?？抗安棵扛?m設(shè)一根回填注漿管,頂縱梁完工后,對(duì)拱部進(jìn)行系統(tǒng)的回填注漿。三聯(lián)拱初支扣拱施工三聯(lián)拱初支扣拱施工在導(dǎo)洞間進(jìn)行,扣拱作業(yè)面從橫通道和風(fēng)道加高段開始,拱部超前施作159mm管棚及結(jié)構(gòu)馬頭門的加固。交叉口處護(hù)拱施工：橫通道及風(fēng)道加高段為結(jié)構(gòu)交叉部位,受力復(fù)雜,三聯(lián)拱

11、施工過程中將破壞導(dǎo)洞階段的初支受力體系,為保證扣拱施工前完成力學(xué)轉(zhuǎn)換,采取施作雙側(cè)護(hù)拱的做法,與出入口護(hù)拱、邊導(dǎo)洞冠梁形成一體。橫通道拱部設(shè)多道加強(qiáng)環(huán)內(nèi)套拱。如圖8所示。圖8 橫通道馬頭門加固三聯(lián)拱初支施工：借鑒既有車站施工經(jīng)驗(yàn),采取“邊拱先行,后中拱”的施工順序,頂縱梁之間的約束力變拉力為壓力,實(shí)現(xiàn)了三聯(lián)拱初支力學(xué)上最大限度的平衡,且水平支撐實(shí)施簡(jiǎn)單,更容易控制水平壓力。經(jīng)監(jiān)測(cè),頂縱梁之間承受最大壓力為10 kN,為此頂縱梁間設(shè)I25工字鋼予以支撐。三聯(lián)拱施工中,需要控制的重點(diǎn)是導(dǎo)洞破除的時(shí)間效應(yīng)和節(jié)點(diǎn)的連接質(zhì)量。兩邊拱初支盡量對(duì)稱同步,且必須超前中拱至少6m。在三聯(lián)拱初支未封閉前,應(yīng)保持中

12、導(dǎo)洞初支的完整性,扣拱下臺(tái)階的土方也不應(yīng)與掌子面緊跟,以約束導(dǎo)洞的變形,避免三聯(lián)拱初支產(chǎn)生失穩(wěn)性破壞。三聯(lián)拱二次襯砌施工三聯(lián)拱二次襯砌以導(dǎo)洞底板為基礎(chǔ)分段施工,分段長(zhǎng)度為69 m,分段位置與頂縱梁施工縫保持一致。三跨連續(xù)澆注,先對(duì)稱澆注邊拱,后澆注中拱,混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后方可拆除支撐桿件。拱部模板采用S3015可調(diào)鋼模,直墻采用平模,與頂縱梁接茬部位用可調(diào)絲桿調(diào)整高程并施加一定的預(yù)應(yīng)力,使施工縫接茬平順。中層板及中板上側(cè)墻施工充分利用施工空間優(yōu)勢(shì),開挖采用YC60 - 6挖機(jī)及小型拖拉機(jī)出碴,用人工清理余土至中板底部標(biāo)高,兩側(cè)挖溝槽深1.6m以上,滿足鋼筋接頭錯(cuò)開50%的要求。中層板采用土

13、模法施工,每次澆注長(zhǎng)度24m。底模利用原狀土,鋪3 5 cm厚的M15號(hào)水泥砂漿。中縱梁人工挖溝槽,側(cè)面磚砌抹砂漿,土模陽(yáng)角采用2. 5號(hào)角鋼保護(hù),使棱角分明;土模上覆不易褶皺的地板膠,確保中板以下土方開挖時(shí)能順利脫模。中板以下側(cè)墻的接茬部位預(yù)澆注20 cm以上,逆筑混凝土接茬面用砂漿抹成15°以上斜角,鋪塑料隔離層。底板施工土方采用YC60-6挖機(jī)(帶破錘)及小型拖拉機(jī)開挖,分三步:第一步,開挖到導(dǎo)洞拱腳標(biāo)高,破除導(dǎo)洞拱頂;第二步,開挖兩導(dǎo)洞中間土體(拉槽) ,破除鋼管柱間導(dǎo)洞側(cè)墻;第三步,開挖導(dǎo)洞兩側(cè)到樁間的土體。底板分三幅,先中間,后兩邊,分段長(zhǎng)度為12m。中間澆注完后,及時(shí)對(duì)

14、稱施加兩側(cè)的支撐,腰梁和支撐均采用2 I25 工鋼。腰梁距離底板約3m,支撐每3m一根,利用千斤頂施加一定的預(yù)應(yīng)力,見圖9所示。兩側(cè)支撐安裝好后,土方繼續(xù)開挖到底板標(biāo)高,對(duì)稱施工兩側(cè)底板,強(qiáng)度達(dá)到70%后,拆除鋼支撐,施作側(cè)墻。圖9 中板以下臨時(shí)支撐方案四、學(xué)生掌握的主要問題（1）暗挖車站結(jié)構(gòu)和構(gòu)造；（2）暗挖車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法；（3）洞樁法施工的主要步驟。暗挖地鐵車站案例二北京地鐵黃莊車站一、工程概況地鐵黃莊車站是四號(hào)線車站與十號(hào)線車站的換乘站，10號(hào)線在上，4號(hào)線在下，兩車站呈“十”字型布置。本車站位于雙榆樹站與中關(guān)村站之間，在中關(guān)村大街與知春路交叉口處。四號(hào)線車站在現(xiàn)狀中關(guān)村大街下，呈

15、南北走向；十號(hào)線車站呈東西走向。地鐵黃莊站為地下兩層端頭廳式暗挖車站，總建筑面積為25122.164m2，車站有效站臺(tái)中心線埋深14.300m。本站共設(shè)6個(gè)出入口，6個(gè)出口均直達(dá)地面，四個(gè)換乘通道，兩條消防疏散通道。工程地質(zhì)：北京城區(qū)位于新華夏系第二沉降帶的區(qū)域構(gòu)造背脊之上，在勘探深度范圍內(nèi)未見斷層活動(dòng)跡象。區(qū)域內(nèi)第四紀(jì)覆蓋層厚度為100150m之間，其下為古生代二迭系礫巖和砂巖。根據(jù)地質(zhì)資料，與本工程有關(guān)的地層自上而下依次為：(1)人工填土層(Qml)房渣土雜填土1層：雜色，稍密，稍濕濕，含磚塊、石塊，局部為生活垃圾；該層厚度為02.0m。粉土素填土層：褐色褐黃色，濕，稍密，含磚渣、灰渣、水

16、泥塊、樹根等，局部為粉質(zhì)粘土填土；該層厚度為12.4m。以上兩層總厚度一般1.02.8m，層底標(biāo)高為50.0947.89m。(2)第四紀(jì)全新世沖洪積地層(Q42+3pl)粉細(xì)砂3層：褐黃色，中密，濕飽和，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=1134，屬中高壓縮性低壓縮性土，含云母、氧化鐵、少量礫石，局部夾粘性土薄層和中粗砂透鏡體；該層厚度為02.9m，層底標(biāo)高為50.0945.1m。(3)第四紀(jì)全新世沖洪積層(Q41al+pl)粉土層：褐黃色灰色，中密密實(shí)，濕飽和，壓縮模量Es=7.420.6MPa，屬中高壓縮性低壓縮性土，含云母、氧化鐵、姜石，局部夾粉質(zhì)粘土、粉砂透鏡體；該層厚度為03.2m。粉質(zhì)粘土1層：褐黃

17、色灰色，軟塑為主局部硬塑，壓縮模量Es=5.711.7MPa，屬中高壓縮性中低壓縮性土，含云母、氧化鐵、姜石、螺殼碎片，局部夾粉土透鏡體；該層厚度為0.82.8m。以上兩層總厚度一般1.65.45m，層底標(biāo)高為45.0942.99m。粉土2層：褐黃色灰色，密實(shí)，濕飽和，壓縮模量Es=6.515.8MPa，屬中高壓縮性中低壓縮性土，含云母、氧化鐵，局部夾粉質(zhì)粘土薄層或透鏡體；該層厚度為3.24.7m。粉細(xì)砂3夾層：褐黃色，密實(shí)，濕飽和，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=2054，屬低壓縮性土，含氧化鐵、個(gè)別礫石，局部夾中粗砂薄層或透鏡體；該層厚度為00.5m。以上兩層總厚度一般3.24.7m，層底標(biāo)高為40.39

18、38.80m。(4)第四紀(jì)晚更新世沖洪積層(Q3al+pl)卵石圓礫層：雜色，密實(shí)，濕飽和，重型動(dòng)力觸探N63.5=3090，剪切波速Vs=294.1412.3m/s，屬低壓縮性土，最大粒徑105mm，一般粒徑1030mm，粒徑大于20mm顆粒含量約為總質(zhì)量55，中粗砂充填，母巖成份為輝綠巖、砂巖和礫巖，局部夾砂土或粘性土透鏡體；中間含有中粗砂1層、粉土3層。中粗砂1層：褐黃色，密實(shí)，濕飽和，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=3255屬低壓縮性土，含礫石，局部夾粉土透鏡體，多以透鏡體形式分布；粉土3層：褐黃色灰色，密實(shí)，濕飽和，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=3235, 壓縮模量Es=6.89.4MPa，屬中高壓縮性中壓縮性土

19、；以上三層總厚度一般5.69.3m，層底標(biāo)高為33.9531.09m。粉土2層：褐黃色，密實(shí)，很濕，壓縮模量Es=11.024.7MPa，屬中低壓縮性低壓縮性土，含云母、氧化鐵，局部夾粘性土薄層或透鏡體；該層厚度為04.7m，層底標(biāo)高為31.229.23m。中粗砂1層：褐黃色，密實(shí)，飽和，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=3768，屬低壓縮性土，含個(gè)別礫石，局部夾粉土或中粗砂薄層或透鏡體；該層厚度為02.55m。卵石圓礫層：雜色，密實(shí)，飽和，重型動(dòng)力觸探N63.5=3390，剪切波速Vs=359.9475.6m/s，屬低壓縮性土，亞圓形，最大粒徑110mm，一般粒徑1525mm，粒徑大于20mm顆粒含量約為總質(zhì)

20、量的55；中粗砂充填，母巖成份為輝綠巖、砂巖和礫巖；該層較厚，基底以下5.0m范圍內(nèi)均為該層。水文地質(zhì)：車站場(chǎng)區(qū)第四紀(jì)地層中賦存上層滯水、潛水和承壓水。(1)上層滯水：賦存于粉土層或粉土2層，實(shí)測(cè)水位標(biāo)高為47.39m，相應(yīng)水位埋深為4.20m。本層地下水補(bǔ)給來源主要為大氣降水、管路滲漏和地面水體的側(cè)向徑流補(bǔ)給，該含水層穩(wěn)定性差、含水量較小，主要以蒸發(fā)和向下越流補(bǔ)給下層潛水方式排泄，同時(shí)也可以側(cè)向徑流形式向下游方向排泄。(2)潛水：賦存于粉細(xì)砂3層、卵石圓礫層、粉土2層。實(shí)測(cè)水位標(biāo)高為37.32m，相應(yīng)水位埋深為14.18m。該層水補(bǔ)給來源為大氣降水補(bǔ)給和側(cè)向徑流補(bǔ)給，以側(cè)向徑流和向下越流補(bǔ)給

21、下層承壓含水層，該層水與地表水有一定的水力聯(lián)系。(3)承壓水：賦存于卵石圓礫層及粉細(xì)砂1層，地下水連續(xù)分布，滲透系數(shù)大，為強(qiáng)透水層，實(shí)測(cè)水頭標(biāo)高為26.09m，相應(yīng)水位埋深為25.41m。本層水頭位于結(jié)構(gòu)底板以下。(4)歷史水位與設(shè)防水位歷史最高水位：1959年為4751m；19711973年為4251m。建議設(shè)防水位為4042m。(5)地下水的腐蝕性根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，潛水對(duì)鋼筋混凝土中的鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。工程特點(diǎn)：(1)本車站是地鐵四號(hào)線和十號(hào)線的換乘站，相當(dāng)于兩座車站，根據(jù)總體的施工安排，兩線車站要同期設(shè)計(jì)、施工。而且兩線車站都是暗挖車站，因此車站的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)、施工難度大。

22、(2)在車站的各端均設(shè)有一座蓋挖豎井，解決了從風(fēng)道開挖車站無法加大斷面的難題(受管線埋深控制)，為車站主體結(jié)構(gòu)的暗挖進(jìn)洞提供了作業(yè)空間，而且施工安全，節(jié)約工期。但是豎井施工場(chǎng)地狹小，位于現(xiàn)況道路上，交通車流量大，交通擁堵極為嚴(yán)重，施工條件很差，施工期如何減少對(duì)現(xiàn)況交通的影響尤為重要。(3)車站所在的路口地下管線眾多，其中十號(hào)線方向有兩條東西走向的控制管線，距離結(jié)構(gòu)較近：底埋深8.3m的3m×2.5m熱力方溝和底埋深9.7m的2.0m×2.3m電力方溝，另在十號(hào)線黃莊站結(jié)構(gòu)上方有一條1400的上水管與車站縱向平行，距離結(jié)構(gòu)僅12m。對(duì)施工技術(shù)要求較高。端頭蓋挖段地下管線眾多，

23、特別是十號(hào)線方向(海淀南路和知春路下)地下管線眾多，施作圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)有較大難度。(4)三拱兩柱雙層車站結(jié)構(gòu)高度大，橫向跨度大，采用臨時(shí)支護(hù)拆除數(shù)量較少、工序轉(zhuǎn)換數(shù)較少、施工進(jìn)度較快的暗挖逆作法施工。該工法新穎，吸取了蓋挖逆作法和樁洞法(PBA)的特點(diǎn)，洞內(nèi)柱、洞內(nèi)樁施工新技術(shù)與一般工程或傳統(tǒng)地鐵施工方法相比，具有其特有特點(diǎn)。(5)本工程規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用的施工方法多，兩線車站相交，不同施工方法相交與過渡，主體結(jié)構(gòu)與附屬結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)間的相交等接點(diǎn)眾多，形成了本車站所特有的空間復(fù)雜結(jié)構(gòu)與施工體系。二、車站結(jié)構(gòu)四號(hào)線車站結(jié)構(gòu)形式由五部分組成：車站兩端為蓋挖兩層多跨矩形框架結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)15.75m，凈

24、寬46.0m，覆土厚度4.5m左右，車站兩端廳是頂部為三連拱的兩層三跨框架結(jié)構(gòu)，暗挖施工，長(zhǎng)度均為63.7m，凈寬21.5m，拱頂覆土6.85m；中間為單層三跨三連拱結(jié)構(gòu)，暗挖施工，長(zhǎng)約33.80m，凈寬22.1m，拱頂覆土11.95m；車站總長(zhǎng)216.7m，島式站臺(tái)寬度14m。橫斷面如圖1所示，其它設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。十號(hào)線車站縱向由三部分組成：車站兩端為蓋挖兩層三跨矩形框架結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)13.5m，凈寬21.6m，覆土厚度3.9m左右；中間是頂部為三連拱的兩層三跨框架結(jié)構(gòu)，暗挖法施工，中間暗挖結(jié)構(gòu)長(zhǎng)126.3m，凈寬21.6m，拱頂覆土5.33m；十號(hào)線車站總長(zhǎng)156.908m，側(cè)式站臺(tái)寬度7.

25、5m。橫斷面如圖2所示，其它設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。表1 車站主體結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件尺寸項(xiàng)目十號(hào)線三連拱兩層三跨結(jié)構(gòu)四號(hào)線三連拱兩層三跨結(jié)構(gòu)支護(hù)結(jié)構(gòu)初襯厚350mm樁10002000mm初襯厚350mm樁10002000mm內(nèi)襯墻厚度800mm內(nèi)襯墻厚800mm頂板厚度800mm(拱部最小)700mm(拱部最小)頂縱梁寬×高1400mm×2330mm1400mm×2500mm中樓板厚度300mm400mm中縱梁寬×高1400mm×1200mm1800×1000mm中橫梁寬×高2000mm×1200mm中柱800鋼管砼柱(t=16

26、mm)底板厚度1500mm1000mm底縱梁寬寬×高1400mm×2100mm1600×2200mm三連拱的兩層三跨框架結(jié)構(gòu)，由側(cè)墻、梁、板、柱及三連拱等構(gòu)件組成?？v向采用縱梁體系，設(shè)有兩排中間立柱，樓板及底板橫向形成三跨連續(xù)結(jié)構(gòu)。在板和梁、板和墻交界處設(shè)置受力斜托，以改善板的受力條件。主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻為挖孔灌注樁加內(nèi)襯墻重合結(jié)構(gòu)，挖孔灌注樁作為施工期間的基坑支護(hù)，同時(shí)兼作永久結(jié)構(gòu)受力的一部分，樁與內(nèi)襯墻之間設(shè)置防水隔離層。拱頂采用三連拱復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)形式，初期支護(hù)為鋼筋格柵拱、網(wǎng)噴射混凝土結(jié)構(gòu)，二次襯砌為模筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，初期支護(hù)與二次襯砌之間設(shè)置防水夾層；二次襯砌

27、采用縱梁體系。因?yàn)樯喜扛餐梁奢d巨大，頂?shù)卓v梁尺寸較大，立柱采用鋼管混凝土柱。鋼管混凝土柱強(qiáng)度等級(jí)C40,鋼管混凝土柱內(nèi)的混凝土應(yīng)采用無收縮混凝土，以保證梁的剪力通過管壁與混凝土之間的摩阻力傳給核心混凝土。圖1 四號(hào)線車站雙層暗挖段橫剖面圖圖2 十號(hào)線車站橫剖面圖三、車站施工本站上下兩層結(jié)構(gòu)高度較大，車站的橫向跨度大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為控制施工引起的地面沉降和保證結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，對(duì)比分析還有幾種暗挖方法，綜合本工程的特點(diǎn)，采用“暗挖逆作法”即吸取蓋挖逆作法與施工優(yōu)化的PBA工法的優(yōu)點(diǎn)。其基本思想是通過暗挖形成結(jié)構(gòu)的上層頂蓋，采用逆作完成下層開挖及各層墻、板內(nèi)襯。(1)主要施工步序主體暗挖施工時(shí)，先從兩端

28、蓋挖豎井進(jìn)洞，采用中隔壁法暗挖形成上下四個(gè)導(dǎo)洞，在導(dǎo)洞內(nèi)施做邊柱、中間立柱、頂、底縱梁及邊跨拱頂、底板二次襯砌；暗挖形成中跨拱部導(dǎo)洞，在導(dǎo)洞內(nèi)施做中跨拱部二次襯砌，形成逆作施工的拱頂結(jié)構(gòu)；向下開挖基坑至中樓板下，施做上部側(cè)墻及中樓板，中樓板施做后向下繼續(xù)開挖基坑至基底，施做墊層、敷設(shè)結(jié)構(gòu)防水層后施做下部側(cè)墻及結(jié)構(gòu)底板，完成車站的主體結(jié)構(gòu)。其施工步序如圖3與圖4所示。(2)施工步驟詳述主體暗挖施工時(shí),先從兩端蓋挖豎井進(jìn)洞,采用中隔壁法暗挖形成上下四個(gè)導(dǎo)洞,導(dǎo)洞的開挖、支護(hù)考慮洞群效應(yīng)所引起的地面下沉，因此先施工下導(dǎo)洞，后施工上導(dǎo)洞，一四導(dǎo)洞分別錯(cuò)開滯后20m，導(dǎo)洞超前在拱部采用108mm500m

29、m的管棚輔以42mm的小導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù)。在下導(dǎo)洞內(nèi)敷設(shè)防水層，施作底縱梁，在上導(dǎo)洞內(nèi)自上而下施作邊柱和中間立柱，邊柱采用10002000挖孔灌注樁，中間立柱為8006000的鋼管柱。鋼管柱是車站的主要承載和傳力結(jié)構(gòu)，其安裝和加工定位的精度至關(guān)重要。在上導(dǎo)洞內(nèi)敷設(shè)防水層，施作頂縱梁。分段鑿除上下導(dǎo)洞內(nèi)的臨時(shí)中隔壁，敷設(shè)底板、拱部防水層，施作邊跨拱及拱部二次襯砌。施作中跨拱部超前支護(hù)，開挖中跨拱部土體并施作初期支護(hù)。十號(hào)線車站中間跨度很大，為11.6m，故中跨開挖采用中隔壁法施工。分段鑿除中跨上導(dǎo)洞部分初期支護(hù)，施作中跨拱部二次襯砌，形成逆作施工的拱頂結(jié)構(gòu)。鑿除基坑內(nèi)上導(dǎo)洞剩余部分臨時(shí)初期支護(hù)，

30、邊開挖邊施作邊柱間土體噴錨支護(hù)至中樓板底標(biāo)高；敷設(shè)側(cè)墻防水層，施作內(nèi)襯墻，中縱梁和樓板。繼續(xù)開挖基坑并施作柱間噴錨支護(hù)，鑿除基坑內(nèi)下導(dǎo)洞的臨時(shí)初期支護(hù)，開挖基坑至底板設(shè)計(jì)標(biāo)高處。施作底板墊層，敷設(shè)防水層，施作底板及下層內(nèi)襯墻，完成結(jié)構(gòu)主體。第二步地面冠梁邊柱鋼管柱底縱梁第三步二次襯砌地面第四步地面超前支護(hù)初期支護(hù)地面素混凝土墊層防水層結(jié)構(gòu)底板第八步中樓板二次襯砌地面第七步地面二次襯砌土模中樓板第六步第五步二次襯砌地面初期支護(hù)超前支護(hù)地面導(dǎo)洞四導(dǎo)洞三導(dǎo)洞一導(dǎo)洞二第一步圖3 四號(hào)線雙層暗挖結(jié)構(gòu)施工步序示意圖導(dǎo)洞一導(dǎo)洞二導(dǎo)洞四導(dǎo)洞三初期支護(hù)超前支護(hù)第一步：采用中隔壁法,暗挖先后形成上下四個(gè)導(dǎo)洞地面鋼

31、管柱邊柱第二步：在下導(dǎo)洞內(nèi)敷設(shè)防水層、施作底縱梁，在上導(dǎo)洞內(nèi)自上而下施作邊樁、中間立柱地面二次襯砌第三步：分段鑿除上下導(dǎo)洞內(nèi)的臨時(shí)中隔壁，敷設(shè)底板、拱部防水層，施作底板及拱部二次襯砌地面初期支護(hù)超前支護(hù)第四步：施作中跨拱部超前支護(hù)，采用中隔壁法開挖中跨拱部土體并形成中跨拱部初期支護(hù)地面二次襯砌第五步：分段鑿除中跨臨時(shí)中隔壁及基坑內(nèi)上導(dǎo)洞的部分初期支護(hù)，施作中跨拱部二次襯砌；地面地面中樓板土模第六步：鑿除基坑內(nèi)下導(dǎo)洞的剩余初期支護(hù)，邊開挖邊施作邊樁間噴錨支護(hù)至中樓板底標(biāo)高處；敷設(shè)側(cè)墻防水層，施作內(nèi)襯墻、中樓板中樓板第七步：繼續(xù)開挖基坑并施作樁間噴錨支護(hù)，鑿除基坑內(nèi)下導(dǎo)洞的臨時(shí)初期支護(hù)，開挖基坑至

32、底板設(shè)計(jì)標(biāo)高處。地面第八步：結(jié)構(gòu)底板墊層，敷設(shè)防水層，施作底板及下層內(nèi)襯砌墻，完成主體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)底板防水層素混凝土墊層地面 圖4 十號(hào)線雙層暗挖結(jié)構(gòu)施工步序示意圖四、施工監(jiān)控量測(cè)監(jiān)測(cè)內(nèi)容：結(jié)合本標(biāo)段工程的實(shí)際情況，擬對(duì)蓋挖豎井及暗挖車站支護(hù)結(jié)構(gòu)及受施工影響的周圍地層、地下管線、建筑物等進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目以位移監(jiān)測(cè)為主，同時(shí)輔以應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測(cè)，各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)相互印證，確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性。暗挖車站施工監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分為常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目，如表2。表2 車站暗挖段監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置、監(jiān)測(cè)手段與監(jiān)測(cè)頻率表類別序號(hào)觀測(cè)名稱方法及工具斷面距離量 測(cè) 頻 率備 注1-7天7-15天15-30天30天以后常規(guī)監(jiān)測(cè)

33、項(xiàng)目 1地層及支護(hù)情況觀察現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)地質(zhì)描述每次開挖后立即進(jìn)行2次/天2地表、地面建筑、地下構(gòu)筑物與管線的沉降觀測(cè)精密水準(zhǔn)儀每次開挖后立即進(jìn)行2次/天1次/天1次/2天1次/3天施工拆撐時(shí)頻率適當(dāng)加密3拱頂下沉精密水準(zhǔn)儀每次開挖后立即進(jìn)行2次/天1次/天1次/2天開挖后立即進(jìn)行或施工拆撐時(shí)頻率適當(dāng)加密,拆撐后立即進(jìn)行4凈空收斂收斂計(jì)每次開挖后立即進(jìn)行2次/天1次/天1次/2天開挖后立即進(jìn)行或施工拆撐時(shí)頻率適當(dāng)加密,拆撐后立即進(jìn)行5底部隆起精密水準(zhǔn)儀每次開挖后立即進(jìn)行2次/天1次/天1次/2天開挖后立即進(jìn)行或施工拆撐時(shí)頻率適當(dāng)加密,拆撐后立即進(jìn)行選測(cè)項(xiàng)目 1土層位移多點(diǎn)位移計(jì)選擇2個(gè)代表性量測(cè)斷面

34、2次/天1次/天1次/2天1次/3天2拱架內(nèi)襯主筋內(nèi)力鋼筋計(jì)、頻率儀選擇2個(gè)代表性量測(cè)斷面2次/天1次/天1次/2天1次/2-3天3圍巖壓力壓力盒傳感器選擇2個(gè)代表性量測(cè)斷面1次/天1次/天1次/2天1次/2-3天監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)的布置：車站蓋挖豎井施工監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置如圖5所示；雙層暗挖斷面監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置布置如圖6所示。二號(hào)出入口三號(hào)出入口四號(hào)出入口十號(hào)線四號(hào)線三號(hào)風(fēng)亭殘疾人電梯地面廳緊急疏散口五號(hào)出入口中關(guān)村大街二號(hào)風(fēng)亭六號(hào)出入口殘疾人電梯地面廳四號(hào)線十號(hào)線一號(hào)出入口北圖5車站蓋挖豎井施工監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置圖支護(hù)結(jié)構(gòu)水平和豎直位移墻背土體側(cè)壓力基坑周邊的地面沉降地下水水位一號(hào)風(fēng)亭與四號(hào)風(fēng)亭結(jié)合地表沉降拱頂下沉凈空收斂底板隆起圍巖壓力鋼管柱應(yīng)變格柵內(nèi)襯主筋內(nèi)力6m4m2m2m2m2m2m2m2m4m6m地面10m20m10m20m圖6雙層暗挖斷面監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布置圖D量測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn):在信息化施工中，監(jiān)測(cè)后應(yīng)及時(shí)對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，判斷其穩(wěn)定性，并及時(shí)反饋到施工中去指導(dǎo)施工。計(jì)劃建立級(jí)管理標(biāo)準(zhǔn)(表3)。表3 監(jiān)測(cè)控制級(jí)管理標(biāo)準(zhǔn)管理等級(jí)管理位移施工狀態(tài)U0Un/3可正常施工Un3U0Un2/3應(yīng)注意，并加強(qiáng)監(jiān)測(cè)U0Un2/3應(yīng)采取加強(qiáng)支護(hù)等措施注：表中U0為實(shí)測(cè)位移值；Un 為允許位移值Un的取值，也就是監(jiān)測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)定及招標(biāo)文件要求，提出控制基準(zhǔn)見表4。表4 監(jiān)