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铁道建筑 Ｍａｒｃｈ，：２００６ Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 文章编号：１００３．１９９５（２００６）０３．００４４－０３ 北京地铁十号线 呼家楼车站主体施工方案比选 王树才 ，黄治平 ，安玉波 （１．中铁十九局集团，辽宁辽阳 １１１０００；２．中铁十九局集团第三工程公司，辽宁辽阳 １１１０００） 摘要：通过对呼家楼车站的工程特点分析，对其施工方案的选择进行了论证和比选，从而推荐洞桩法施 工方案。通过三维有限元对洞桩法和ＣＲＤ法进行了模拟，并结合现场的监控量测数据进行了验证。 关键词：地铁 暗挖法 洞桩法 施工方案 中图分类号：Ｕ２３１ ．４文献标识码：Ｂ １ 工程概况 呼家楼车站是北京地铁十号线的中间站，车站位 于东三环与朝阳北路的交叉路口，呈南北走向。车站 施工速度快、有很好的实践经验等方面考虑，推荐采用 “ＣＲＤ”工法施工。因为呼家楼车站结构自身高度大、 跨度小的特点，“ＣＲＤ”工法与“中洞法”、“台阶法”的方 案比选占有比较明显的优势。但是初步设计文件中没 有考虑与“洞桩法”的方案比选。而“洞桩法”施工对于 这种高度大、跨度小的车站更具优越性。初步设计文 主体为分离岛式车站，采用高平直墙结构（主通道为： １２ ６２０ ｔｏｎｉ×１５ ７２５ ｍｍ，抬高段高为１８ ８００ ｍｍ）。车站 有多个洞室交汇。暗挖穿过部分地质情况复杂，包括 粉细砂和砂砾层等。地下水位高，大部分结构位于潜 水位以下，底板结构在承压水中。京广桥桥桩与车站 件中提到：“ＣＲＤ”工法对控制地表变形等环境影响要 劣于“中洞法”。事实上“洞桩法”在有效控制环境影响 方面更优于“中洞法”…。 ３．２施工方证 主体、桥桩与车站横通道最小距离仅２ ｍ，车站上方管 道密布，需要多处改移和安全防护。通过对呼家楼车 站特点的分析，我们对原“ＣＲＤ”（中隔墙法）施工方案 和“洞桩法”施工方案进行了论证和比选，从确保安全 暗挖法地铁车站断面尺寸一般较大，常用的几种 暗挖工法主要有“中洞法”、“ＣＲＤ”工法、台阶法、洞桩 法等。几种工法定性的比较见表１。 表１几种暗挖施工方法的定性比较 项 目 中洞法 “ＣＲＤ”法 台阶法 洞桩法 的角度出发，建议修改施工方法，采用“洞桩法”施工。 ２工程地质及水文地质 车站主要穿越第四系全新统冲洪积层，地层由上 而下依次为：杂填土、粉质粘土、粉土、粉细砂、中粗砂、 先施作中洞，两 分步 先开挖上半 先施作小导 主要技术特点 边对称开挖侧 施工 断面并留核 洞。并在其中 洞 控制地表沉降 施工技术 施工难度 施工安全性 施工进度 作业空间 废弃工程量 心土。再开挖 施作钻孔桩。 侧洞 下部 再扣拱继续 下挖，做二衬 最好 成熟 小 易保证 最慢 狭小 多 圆砾卵石。结构顶端大部分位于第二层地下水（潜水） 水位以上，结构底端位于第三层水（承压水）水头以下， 施工时需要进行降水。地下水对混凝土结构无腐蚀 较好 成熟 小 较好 慢 适中 较少 差 成熟 大 一般 快 较大 少 较好 较成熟 较大 一般 较快 小 少 性，对钢结构具弱腐蚀性，在干湿交替环境下对钢筋混 凝土中的钢筋具弱腐蚀性，在长期浸水条件下对钢筋 混凝土中的钢筋无腐蚀性。 ３施工方案的比选论证 ３．１施工方案的比选 初步设计文件中，对呼家楼车站的施工就“中洞 法”、“ＣＲＤ”工法、台阶法等方案进行了比选。从减少 工程造价 高 较高 低 较低 针对呼家楼站采用分离式车站的形式，结构断面 为单拱单跨断面，相对标准岛式站台车站来说，结构断 面跨度减小，施工风险降低。从结构上来说，采用洞桩 废弃工程量和工序倒换次数、避免对结构造成的影响、 维普资讯 http://www.cqvip.com
２００６年第３期 北京地铁十号线呼家楼车站主体施工方案比选 ４５ 法施工，开挖步序简洁合理，工法比较成熟，若严格按 照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测” 的地铁施工方针行事，施工安全度也较高，地面沉降及 影响范围相对较小。洞桩法较之中洞法和ＣＲＤ法来 说，结构受力条件要好，地面沉降相对要小，断面利用 率较高，圬工废弃量要小，因而造价也相对较低。减少 了中洞法和ＣＲＤ施工的工序倒换次数，避免了两侧导 洞不能同步开挖对结构造成的群洞影响效应，且施工 速度快。洞桩法在北京地铁工程施工中已得到应用， 有很好的实践经验，因此，车站主体推荐采用洞桩法施 工 。 ４洞桩法和ＣＲＤ工法的数值分析比较 ４．１模型的建立 为了便于对比分析，洞室断面１２．６ ｍ×１４．５ ｍ，埋 深取９ ｍ，并采用统一地层条件，即从上到下主要有杂 填土、粉土、粉质粘土、粉砂、砾石、粉土、粉质粘土、粉 细砂、砾石地层。 ４．１．１ ＣＲＤ施工数值模拟 车站主体采用ＣＲＤ法，分四层八步施工。计算中 超前支护采用块体单元模拟，初期支护采用梁单元模 拟，二次衬砌采用块体单元模拟。采用的计算模型如 图１所示，图中不同的颜色代表不同的地层和材料。 向上计算到地表，两边各取了４０ ｍ，向下取２５ ｍ，两端 采用水平约束，底部采用竖直约束。共划分了３０ ９３０ 个单元，３２ １８８个节点。 图１ ＣＲＤ施工有限元模拟图 ４．１．２洞桩法施工数值模拟 采用的计算模型如图２所示，图中不同的颜色除 结构下部区域为计算所需定义的土层以外，其余颜色 代表不同的开挖或支护区域。取主洞拱圈的圆心为模 型的原点，上边界取到地表，向下取２５ ｍ，隧道中线两 边各取３０ ｍ，线路纵向取１５ ｍ。取地表为自由边界， 其他五个面都采用滚轴约束。共划分了３７ ７９０个单 元，４２ ５３８个节点。计算中采用不同的本构模型模拟 不同的材料，对于衬砌、边桩、横撑等应用线弹性模型， 而各层土体采用莫尔库仑模型。注浆超前支护采用改 变注浆加固区地层参数来实现，初期支护采用壳体单 元模拟，二次衬砌采用实体单元模拟，横撑采用梁单元 图２洞桩法施工有限元模拟图 模拟 。 ４．２ ＣＲＤ法和洞桩法的数值｝匕较（见表２） 表２两种工法的沉降值 沉 降分类 ＣＲＤ法 洞桩法 地表沉降／ｒａｍ 一２３．２５ 一ｌ９，２５ 拱顶沉降／ｒａｍ 一２８，４７ —２１．５０ 通过表２可以看出，洞桩法施工无论在地表沉降、 拱顶沉降均小于ＣＲＤ工法。因车站主体结构边墙较 高，故有很大的侧压力。而采用ＣＲＤ法施工需要的临 时支护和拆除量将很大。这部分侧压力尤其在初期支 护没有形成时可能很大，初期支护形成以后如果横向 支撑刚度不够，变形会进一步发展，使地层沉降难以控 制，这种情况在拆除临时支撑形成二次衬砌以前可能 更为严重。洞桩法完全避免这种力学转换，因此优越 于ＣＲＤ施工方法。 ５车站主体采用洞桩法的效果 在洞室开挖过程中，监控量测可以作为判断施工 方法成功与否的主要手段，同时为准确预报围岩位移 量、合理确定支护设置时间和施工参数提供依据，达到 反馈指导施工的目的。图３、图４是洞桩法施工中地 表及拱顶沉降曲线。 图３地表沉降曲线图 维普资讯 http://www.cqvip.com
铁 道 建筑 Ｍａｒｃｈ，２０【）６ Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 文章编号：１００３．１９９５（２００６）０３ ００４６．０３ 目 ０ 地铁十号线光华路车站侧洞通过跨街天桥施工技术 苏兆峰 ，王树才 ，郑鹏武 （１．中建国际建设公司，北京 １０００２６；２．中铁十九局集团，辽宁辽阳 １１１０００； ３．北京交通大学，北京１０００４４） 摘要：结合北京地铁十号线光华路车站通过山海丹过街天桥的工程实例，详述施工要点，并建立隧道三 雏施工开挖模型，模拟双侧壁导坑法的施工步骤、计算ＣＲＤ工法引起的地表沉降。通过模拟的地表沉 降数据与实际地表沉降数据相比较，得出施工方法的安全性和有效性。 关键词：地铁隧道施工 沉降双侧壁导坑法 中图分类号：Ｕ２３１ ．２文献标识码：Ｂ １ 工程概况 山海丹过街天桥位于东三环路京广桥引桥南侧规 划的商务中心街与东三环路的交叉路口上，与地铁十 更新统冲洪积层，从上至下地层为粉质粘土、粉细砂、 中粗砂、圆卵砾石、粉质粘土。侧洞拱部为圆卵砾石 层，底部为粉质粘土。勘察虽未测到上层滞水。但车站 顶部为砂质粉土层及粉细砂层，地下管线渗漏可形成 号线光华路车站正交。光华路车站主体为单跨三洞地 下局部双层分离岛式结构，中洞为双层结构，两侧洞为 上层滞水，分布不均匀，对暗挖施工的影响较大。 据调查，山海丹过街天桥基础形式为桩基础，桩长 单层结构，车站主体为南北向布置，中洞与侧洞净间距 为４．５４ ｍ。侧洞全长１４７．２ ｍ，由北向南２‰下坡，初 期支护厚度３００ ｍｍ，开挖宽度１０．９ Ｉ＇ｔｌｌ，高度９．５ ｎｌ，采 用ＣＲＤ工法施工。 １６ ｍ，其基础侵入到光华路站结构，影响车站中洞、侧 洞和出人口施工的共有８座基础。侵入侧洞２．７８ ｍ。 ２侧洞贯通的必要性 据北京市轨道交通建设指挥部办公室“办公室专 车站主要通过第四系全新统冲洪积层和第四系晚 时间（月一日） ３－９ ３－２９ ４－１８ ５－８ ５－２８ ６－１７ ７－７ 地下构筑物的现状，道路宽度，交通状况等）、地铁的功 能要求、线路平面位置、隧道埋深及开挖宽度等多种因 素的制约，同时也会对施工期间的地面交通和城市居 民的正常生活产生直接影响。因此合理的选用施工方 法对于减低工程造价，更好地实现设计意图具有非常 重要的意义。洞桩法对地铁车站施工非常有效，特别 是车站主体结构周边环境稳定性要求较高时更能发挥 其独特的作用。 参 考 文 献 图４拱顶沉降曲线圈 ［１］施仲衡．地下铁道设计与施工［Ｍ］．陕西：陕西科学技术出版 社，１９９７． ６结束语 通过以上分析可以看出，地铁的施工方法有很多 ［２］高成雷．浅埋暗挖洞桩法的三维有限元模拟分析［Ｊ］．石家 庄铁道学院学报，２００２，（３）：４４—４７． 种，施工方案对于结构形式的选择和地铁土建工程的 造价有决定性的影响。施工方案的选定，一方面受沿 收稿日期：２００５。１１—２８ （责任审编 孟庆伶） 线工程地质和水文地质条件、环境条件（地面建筑物和
