盖挖顺作法地铁车站的结构设计

摘　要：以沈阳地铁2号线北延伸线工程医学院站主体结构为例，介绍地铁车站盖挖顺作法的设计与施工、交通疏解以及车站在临时路面系统的掩盖下进行施工的方法。

关键词：地铁车站　盖挖顺作法 临时路面系统
1. 工程概况
　　（1） 站址环境
　　沈阳地铁医学院站位于黄河北大街西侧道路及省体育运动训练中心院内空地下方，沿黄河北大街南北向布置。车站东侧占黄河北大街3个车道，南端为省体育运动训练中心待拆迁的4层房屋，北端为沈阳市石油公司黄河加油站。
　　（2） 车站概况
　　车站主体结构总长167.8m，标准段宽度20.5m，顶板覆土厚度约为3.5m。主体结构为双层三跨钢筋混凝土箱型框架结构，站台为12m岛式站台。车站共设2个风道、4个出入口、1个安全疏散出入口（如图一）。

图一：结构总平面图
　　（3） 交通现状
　　黄河北大街（图一中阴影部分）是沈阳市北部的一条城市主干道，地面交通繁忙，为了减少地铁施工对地面交通的影响，保证市民正常出行，医学院站主体结构采用盖挖顺作法施工。
　　（4） 工程地质与水文地质
　　拟建工程场地地形较平坦，场地所处地貌单元为浑河冲洪积阶地。根据岩土工程地质勘察报告，拟建场地范围内的地层结构自上而下依次分布为：（1）杂填土、（2）粉质粘土、（3）泥砾。车站主要处于粉质粘土中。
　　根据岩土工程勘察报告，本段区间场区地下水为承压水。勘察期间地下水水位埋深为11.2～13.5m，勘察期间属枯水期。地下水主要赋存于浑河老扇冲积形成的中、粗砂层中。地下水水位季节性变幅在0.50～2.00m，抗浮设防水位设计标高为46.4m（地面下4.0m左右）。
2. 盖挖法设计
2.1 盖挖顺作法施工原理
　　在路面交通不能长期中断的道路下方修建地下结构时，可以采用盖挖顺作法施工。该方法首先是于现有道路上按所需宽度，由地面完成围护结构后，施工临时路面系统，恢复道路交通。而后在临时路面系统的支护下，由上而下挖基坑内土方，并加设钢支撑，直至地下结构底部的设计标高。然后再依照常规的施工顺序由下而上修筑车站主体框架结构和防水工程。最后回填土方，拆除临时路面系统恢复正式道路。
2.2 临时路面系统设计概况
　　本站主体结构盖挖临时路面系统的路面梁采用加强型六四式铁路军用梁（以下简称军用梁）。军用梁在基坑上横向布置，为临时路面系统的横梁，又是基坑开挖的第一道钢支撑，车站标准段军用梁总长21.5m，每片军用梁由4个加强三角、1个2.5m端构架和1个3m端构架等组成一个路面梁（如图二），按1.4米间距铺设于主体结构上方。路面板为钢筋混凝土预制板。该临时路面系统满足沿纵向分两幅拼装的要求。第一次拼装主体断面一半，一端梁支座为主体围护桩，另一端梁支座采用现浇混凝土，沿车站纵向形成条形基础。第二幅路面拼装完成后，与第一幅路面梁连接形成整体，满足车站主体盖挖期间总跨度的受力与变形要求。

图二：军用梁构造图
2.3 施工顺序
　　  车站主体结构采用盖挖顺作法施工，结构施工顺序为：施工场地一期围挡→施工主体结构基坑东侧围护桩及盖挖路面系统→施工场地二期围挡→施工主体结构基坑西侧围护桩，风道基坑围护桩及西侧盖挖路面系统→基坑降水→从风道出土开挖主体及风道基坑→施工车站主体结构→主体结构施工完成后，分期拆除盖挖路面系统，回填顶板覆土，恢复路面→施工出入口、风道、疏散通道及内部结构。
3. 施工围挡、交通疏解及施工步序
　　在主体围护桩及盖挖路面系统施工期间利用临时便道进行交通疏解，确保黄河北大街在车站施工期间不少于8车道，而且要车流顺直、畅通，人流合理、有序。待盖挖路面系统施工完成后，恢复正常交通。同时在盖挖路面系统下方进行车站主体结构的施工。
　　经过多次现场勘察，认真分析讨论，并经交通部门批准，确定分四期围挡进行交通疏解。
3.1 第一期围挡
　　占用黄河北大街西侧三个机动车道，并于车站西侧还3车道于黄河北大街（即采用占3还3的原则）。一期围挡期间用于施工车站东侧临时围挡，施作钻孔灌注桩及降水井，架设东半幅军便梁，铺设临时路面系统。（如图三）
3.2 第二期围挡
　　占用省体育运动训练中心院内空地，围挡退出道路，利用车站东半幅临时路面恢复交通。二期围挡用于：
　　（1） 施工临时路面：施工西侧临时围挡，施工钻孔灌注桩及降水井，架设西半幅军便梁，完成临时路面体系（如图四）。
　　（2） 土方开挖及钢支撑安装：降水至基坑底最低点以下0.5米后，从风道出土开挖主体及风道基坑，分别开挖基坑至第一、二、三道钢支撑以下0.5米处，架设钢支撑。（如图四）
　　（3） 主体框架结构施工：分层开挖至基底。浇筑底板垫层、敷设防水层；施工底板及部分侧墙。待混凝土强度达到85%以上，分别拆除第三、第二道及第一道钢支撑，施工侧墙、结构柱、中板梁、中板顶板梁、顶板及防水层。（如图五）
　　（4） 拆除西半幅军用梁：待顶板混凝土强度达到85%以上，施工素混凝土垫块，再拆除西半幅军用梁，分层回填顶板覆土。（如图六）
3.3 第三期围挡
　　三期围挡范围与一期围挡范围相同。用于车站东侧军用梁及铺设临时路面系统拆除，分层回填顶板覆土，恢复交通。施工内部结构，完成车站主体结构。封闭降水井。
3.4 第四期围挡
　　占用省体育运动训练中心院内空地，围挡退出道路。用于附属结构施工。

图三　　　　　　　　　　 图四
 
图五　　　　　　　　　　  图六
4. 施工监测
　　车站的施工离不开信息化反馈，即通过监控量测进行指导施工。通过对地表沉降、钢支撑轴力、军用梁杆件的受力情况等进行监控量测。确保周边建筑物、车站围护结构及临时路面系统的稳定和安全。
5. 结束语
　　在城市交通繁忙的交通主干道上修建地铁车站，盖挖顺作法相对于其他施工方法，既能减少对地面交通和周围环境的影响, 又能保证施工质量、安全、进度和预期的技术经济效益等众多突出优势。且加强型六四式铁路军用梁因其良好的承载性能和拆装简便的特点，在盖挖顺作法方案中得到了很好运用。具有良好的经济效益和社会效益。具有较高的科研、经济和社会推广价值。
6. 参考文献
　　（1） 施仲衡，地下铁道设计与施工。西安：陕西科技出版社，1997
　　（2） 刘宝国，盖挖顺作法在深圳地铁科学馆站的应用[J]。铁道标准设计，2004（10）