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1、深圳地铁科学馆车站的设计与施工技术[摘要]阐述和比较了地铁车站采用盖挖顺作、盖挖逆作和暗挖法的技术特点,阐明了深圳地铁科学馆站采用盖挖顺作法施工的关键技术,并对一种新型临时路面系统的设计与施工进行了详细的介绍。[关键词]地铁车站;盖挖顺作法;路面系统科学馆站位于深圳市上步路与松岭路之间、深南中路行车道下方,全长222.5ｍ,为10ｍ岛式站台,双层双跨(局部3跨)钢筋混凝土框架结构。深南中路为深圳市东西向市区主干道,道路总宽度50ｍ,机动车道为8车道,宽28.5ｍ。道路两侧为大片绿化地和停车场,建筑
2、物相距100ｍ。本标段范围内地面已开辟为商业区,地形平坦开阔,地面标高在3.4～11ｍ,附近有深圳市委等重要部门和高层建筑。此外,地下管线种类繁多,所处位置错综复杂。工程区域属海冲积平原和台地,地表覆第四系全新人工堆积层,海积冲积层及第四系中更新统残积层,下伏燕山期花岗岩层。工程范围内,地下水按赋存介质分为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水。地下水埋深2.2～5.1ｍ,水位变幅0.5～1.0ｍ,车站范围内无砂层,粘性土层具弱透水性。1车站设计方案比选科学馆站初步设计方案有3种:①暗挖法;②盖挖半逆作法;③
3、盖挖顺作法。暗挖法施工主要工序为:工序1 人工开挖导洞并支护后,在洞内开挖中桩和侧墙围护桩,浇注底纵梁、中柱、顶纵梁,灌注侧墙围护桩及桩顶纵梁。工序2 施作拱顶超前短管棚,锚喷支护,完成拱部初期支护;开挖下半断面至中板面;安装第1道钢支撑,施工中板侧墙锚喷支护。工序3 开挖至基坑底,施作侧墙及基底垫层,由下至上铺设防水层,模筑框架结构,拆钢支撑。盖挖半逆作法施工主要工序为:工序1 施工一侧人工挖孔桩,再施工中间临时立柱,开挖基坑至顶板底面,浇注半幅顶板后,恢复路面。工序2 施工另一侧人工挖孔桩,开
4、挖基坑至顶板底面,浇注半幅顶板后,恢复路面。在顶板下开挖基坑土方,采用顺筑法施工底板、侧墙、中板。3种工法的技术特点比较如表1所示。从上面分析可见,盖挖顺作法对地面交通影响不大,工期较短,能保证主体结构防水质量、减小管线迁移,施工安全度比暗挖法有较大提高,防水效果好,成本较省。最后确定车站采用盖挖顺作法施工。2车站临时路面系统的设计与施工2.1车站临时路面系统的优化科学馆站临时路面系统原设计如图1所示。经过比较论证,临时路面系统变更采用20ｍ跨六四式加强型军用简支梁,如图2所示。2.2车站军用梁临
5、时路面系统的设计4六四加强型军用梁在基坑上横向布置,作为基坑临时路面梁,间距2ｍ,跨径20ｍ,共计111片,军用梁如图3所示。军用梁之间于两端和中部设置纵向联结系梁,另设置纵向斜杆联结系梁,以加强主梁整体稳定和沿基坑纵向的刚度。除中部纵向联结系梁为适应本设计而作的特别设计外,其余纵向联结构件均为军用梁系列定型产品。路面板两端搁置在军用梁上弦杆上缘上,采用Ｕ形螺栓压板联结,军用梁下弦杆端部与冠梁顶紧,作为基坑围护的第1道支撑,如图4所示。2.3车站围护结构与临时路面系统的施工科学馆站围护结构为人工挖
6、孔桩,共计506根,其中主体围护桩407根,出入口及风道围护桩9根。结合交通疏解,围护桩共分4阶段施工。第1阶段,将北侧人行道拓宽4.25ｍ作为行车道,占用南侧3车道(宽11.25ｍ)及人行道,东西向长230ｍ。施工。第1阶段,将北侧人行道拓宽4.25ｍ作为行车道,占用南侧3车道(宽11.25ｍ)及人行道,东西向长230ｍ。施工南侧主体围护桩、出入口及风道围护桩、出入口及风道路面系统。第2阶段,将南侧人行道拓宽4.25ｍ作为行车道,占用北侧3车道(宽11.25ｍ)及人行道,东西向长230ｍ,施工北
7、侧主体围护桩、出入口及风道围护桩、出入口及风道路面系统。第3阶段,占用北侧主体围护桩以南11.5ｍ宽道路,施工北半幅军用梁、临时路面系统及车站东西端头桩。第4阶段,占用南侧主体围护桩以北11.5ｍ宽道路,施工南半幅军用梁、临时路面系统及车站东西端头桩。3车站主体结构的施工3.1车站土方的开挖车站设计采用盖挖顺作法施工,出入口通道斜坡段采用明挖施工。车站施工时,可利用风亭、风道和出入口作为施工出土、进料通道。科学馆站主体土方东西向长222.5ｍ,南北向宽18.9ｍ,开挖深度16.8ｍ,土方总量7万ｍ
8、3。由南侧3、4号风道作为主要出土口,分3个阶段施工。第1阶段,施工与军用梁安装同步进行,用机械开挖地面以下2ｍ范围内土方;第2阶段,开挖地面以下2～9ｍ范围内土体,开挖底面线为中板(即3、4号风道面)标高,由地面修筑25%斜坡道进入,本阶段土方运输机械位于中板(风道)面,由车站两端向中央同时进行;第3阶段,施工地面以下9～16.8ｍ范围内土体。本阶段土方运输机械仍位于中板(风道)面处,机械由下向上倒土,本阶段土方属盖挖,由车站中央向两端同时进行并可与主体结构混凝土浇筑平行流水作业
