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（騰達(dá)建設(shè)股份集團(tuán)有限公司，上海市200011）

0 引言

地鐵兩線之間的換乘就平面而言無外乎是“十”形、“T”形、“L”形、站臺(tái)同平面和通道五種方式的換乘。在軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃愈來愈復(fù)雜的城市，如果場地允許，線路之間多以“十”形相交為主?！笆毙螕Q乘方式，換乘客流分布均勻，換乘距離短，無高度損失，方向性強(qiáng)。盾構(gòu)施工上、下無限界之虞，規(guī)模緊湊。因此，“十字”換乘的車站形式是不可避免的。它是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的產(chǎn)物，也是地鐵車站設(shè)計(jì)和施工值得深入探討的課題。

已建成的上海軌道交通9號(hào)線西藏南路站與8號(hào)線陸家浜路站是典型的“十”形相交。針對上海特殊的地質(zhì)條件和相對普遍的地面建筑密集、交通設(shè)施繁忙、地下管線眾多、地下水位高等環(huán)境因素，希望以此項(xiàng)目的成功實(shí)例來闡述典型“十”形換乘施工常見的問題及相關(guān)技術(shù)。

1 工程概況

上海地鐵9號(hào)線西藏南路站與地鐵8號(hào)線陸家浜路站呈“十”形方式相交，東接中華路站，西至馬當(dāng)路站，位于陸家浜路下，騎跨西藏南路?？傞L為162.2 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度為22.9 m，為地下三層結(jié)構(gòu)，基坑開挖深度約為22.8 m。車站端頭井開挖深度為24.5 m?；颖Ｗo(hù)等級為一級，平面位置見圖1。

2 工程環(huán)境

2.1 地質(zhì)情況

地基土的構(gòu)成與特征可根據(jù)勘探孔資料，具體地層特性見表1。

該工程承壓水主要分布于第⑦及第⑨層，根據(jù)上海地區(qū)的區(qū)域資料，第⑦層承壓水埋深一般在3～11 m，均低于潛水水位，并呈周期性變化?？辈炱陂g測得承壓水水位埋深為8.07 m。原8號(hào)線陸家浜路站施工時(shí)(2005年)實(shí)測承壓水水位埋深約8.30 m。

2.2 周邊建筑物、交通及管線情況

2.2.1 周邊建筑物

西藏南路站周邊建筑物眾多，并且距離車站基坑較近。（1）林蔭大樓：16層居民樓，距離車站主體基坑為8.119 m；（2）陸家浜路1221弄：14層居民樓，與車站主體結(jié)構(gòu)基坑最小距離為5.36 m。（3）銀南大廈：地面18層建筑，混凝土結(jié)構(gòu)，距離車站主體基坑25 m，距離附屬結(jié)構(gòu)基坑南側(cè)僅2.5 m。（4）雅廬苑：混凝土28，距離主體基坑約8.7 m，距離其裙樓為4 m，5號(hào)出入口距離結(jié)構(gòu)邊線僅2 m，具體位置見圖1。

2.2.2 交通環(huán)境

地鐵9號(hào)線西藏南路車站建址在上海市西藏南路與陸家浜路交匯處，處于鬧市區(qū)，周圍建筑物密集，西藏南路及陸家浜路為上海市交通主干道，道路交通十分繁忙。

2.2.3 管線情況

原陸家浜路上的管線除Φ1650雨水管外，全部翻排到9號(hào)線西藏南路站主體南側(cè)，即第二階段施工的附屬結(jié)構(gòu)建址范圍內(nèi)（第一階段翻交道路之下）。存有：上水Φ1000、煤氣Φ300、Φ500、通信管24孔、電力32孔等5根管道；北側(cè)為Φ1650雨水管，緊貼車站地下連續(xù)墻（先制作地下墻，后排雨水管），定為施工過程中保護(hù)的難點(diǎn)，具體位置見圖1。陸家浜路上的管線全布置在8號(hào)線陸家浜路車站的頂板之上。

圖1 9號(hào)線西藏南路車站與8號(hào)線陸家浜路車站總平面圖

表1 地基土的構(gòu)成及特性

3 施工技術(shù)措施

3.1 雙側(cè)便橋框架逆筑

應(yīng)對施工場地狹小和交通疏解要求，結(jié)合第一道鋼筋混凝土支撐制作施工雙側(cè)鋼筋混凝土便橋，很好地解決了施工便道的問題，同時(shí)滿足了社會(huì)交通的要求。雙側(cè)便橋較單側(cè)半跨度便橋有其優(yōu)點(diǎn)：（1）雙側(cè)可以同時(shí)施工作業(yè)，互不干涉；（2）出土方便，基坑內(nèi)土方水平運(yùn)輸距離短；（3）地下墻、格構(gòu)柱、第一道鋼筋混凝土支撐受力均衡。雙側(cè)便橋平面見圖2，實(shí)物照片見圖3。

同時(shí)，為了保護(hù)周邊建筑物及管線，采用下二層板為框架逆筑，大大地減小了基坑圍護(hù)的變形，從而有效地保護(hù)好周邊環(huán)境?？蚣苣嬷骓樦ê腿嬷ǖ膬?yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單，施工方便，大大減少了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，同時(shí)還能滿足進(jìn)度和結(jié)構(gòu)質(zhì)量的要求。雙側(cè)施工便橋框架逆作施工見圖4。

圖2 9號(hào)線西藏南路站基坑雙側(cè)便橋平面圖

圖3 9號(hào)線西藏南路站基坑雙側(cè)便橋?qū)嵨镎掌?/p>

圖4 9號(hào)線西藏南路站基坑開挖剖面示意圖

3.2 對稱開挖

地鐵9號(hào)線西藏南路車站基坑開挖量大、深度深、場地狹窄、周圍環(huán)境要求高，因?yàn)樵O(shè)計(jì)支撐只在橫向上布置，所以如果對已建成運(yùn)行的地鐵8號(hào)線陸家浜路站一側(cè)進(jìn)行先行開挖施工，勢必導(dǎo)致另一側(cè)的主動(dòng)土壓力極具增大，對基坑穩(wěn)定尤其是正在運(yùn)行的地鐵8號(hào)線造成相當(dāng)嚴(yán)重的變形影響。

根據(jù)以往的挖土施工經(jīng)驗(yàn)，針對“十”形換乘車站工程特點(diǎn)，我們采取東西施工區(qū)對稱開挖的形式，即9號(hào)線西藏南路站兩側(cè)基坑挖土同時(shí)進(jìn)行，開挖前仔細(xì)對稱劃分挖土單元，開挖過程中嚴(yán)格規(guī)定了每個(gè)單元的挖土?xí)r間和支撐時(shí)間，以減少8號(hào)線圍護(hù)變形，特別要求同時(shí)開挖的兩側(cè)土方深度落差控制在3 m以內(nèi)以保證兩個(gè)基坑對8號(hào)線的受力平衡。

實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測8號(hào)線在開挖過程圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和結(jié)構(gòu)板的位移，及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果證明對稱開挖過程中，軌道交通8號(hào)線所受到的影響均控制在設(shè)計(jì)和規(guī)程允許范圍內(nèi)。

3.3 封堵墻拆除對既有運(yùn)行地鐵的保護(hù)

西藏南路車站與陸家浜路車站內(nèi)部換乘，原8號(hào)線陸家浜路站施工中已預(yù)留部分結(jié)構(gòu)接頭并采用地下墻形式的封堵墻封閉。與9號(hào)線西藏南路站貫通需拆除相應(yīng)的封堵墻即外側(cè)地下連續(xù)墻，施工過程中可能帶來的機(jī)械擾動(dòng)及灰塵對已運(yùn)行的8號(hào)線環(huán)境和結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生直接影響。

現(xiàn)場情況進(jìn)行分析后，拆除封堵墻應(yīng)采用施工方便、震動(dòng)小的施工方法，合理的施工方案有以下兩種：（1）空壓機(jī)人工鑿除法；（2）人工機(jī)械切割法。兩種方案比較見表2。

表2 施工方案比較表

結(jié)合實(shí)際情況和成本的要求，本工程采用了空壓機(jī)人工鑿除法。底板和下二層、下三層側(cè)墻采用了1 m寬的后澆帶，待頂板封頂后，逐步進(jìn)行澆筑。同時(shí)，在封堵墻拆除過程中8號(hào)線內(nèi)側(cè)加設(shè)密封板，防止由于運(yùn)行列車經(jīng)過產(chǎn)生虹吸效應(yīng)把施工灰塵帶入地鐵內(nèi)部。

3.4 承壓水施工技術(shù)（針對環(huán)境影響的控制）

在開挖深度較深的基坑的開挖過程中，要考慮基坑底部承壓含水層的水壓力，按照計(jì)算及觀測水位，按需要對承壓水進(jìn)行降壓，保障基坑安全。

十字交錯(cuò)車站施工中特別注意從單純的“降承壓水”改變?yōu)椤俺袎核卫怼?，?yán)格以“按需降水”的原則控制抽水量，尤其是開挖工序中以換乘站相交節(jié)點(diǎn)為最先進(jìn)行開挖施工，完成底板結(jié)構(gòu)制作，待達(dá)到強(qiáng)度要求，首先關(guān)停此處承壓井，使得此節(jié)降承壓水周期縮短，沉降影響最小化。而后逐步依次完成東西施工區(qū)的結(jié)構(gòu)制作。如圖5所示：①—⑤為降承壓水的影響范圍線；陰影部分中①為結(jié)構(gòu)最先制作。

圖5 9號(hào)線西藏南路站換乘節(jié)點(diǎn)處降承壓水影響和結(jié)構(gòu)制作流程示意圖

3.5 換乘段接頭的處理技術(shù)

換乘節(jié)點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到后施工車站降承壓水帶來的沉降影響，先施工的車站加深作為封堵墻地下墻以阻斷水流，降低后期施工降水帶來的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)在兩車站相交處做成凹陷型沉降施工縫形式（見圖6），有利于技術(shù)上對沉降和防水控制。凹陷型施工縫進(jìn)行兩次施工，先施工底板底以下部分（厚度和配筋同底板），縱向鋼筋采用植筋的方法與地下墻聯(lián)接成整體，主要抵抗承壓水和防止新老結(jié)構(gòu)沉降差過大；沉降趨于穩(wěn)定后，采用后澆帶的形式制作凹陷型上部，即底板部分，使新老底板連接成整體（鋼筋采用接駁器聯(lián)接），同時(shí)采用必要的防水措施，如預(yù)埋壓漿管，必要時(shí)進(jìn)行壓漿處理。

圖6 9號(hào)線西藏南路站與8號(hào)線陸家浜路站換乘節(jié)點(diǎn)處理示意圖

施工時(shí)建議加大換乘車站節(jié)點(diǎn)處即已運(yùn)行車站周圍的基坑的地基加固面積，具體加固范圍可根據(jù)實(shí)際情況由設(shè)計(jì)進(jìn)行承載力計(jì)算。有利于防止施工挖土造成運(yùn)營中的車站橫向及縱向的位移，減少新制結(jié)構(gòu)的差異沉降。

4 施工監(jiān)測結(jié)果

“十”形換乘新車站的大基坑開挖施工必定會(huì)對原運(yùn)行車站造成一定影響，所以在整個(gè)過程中需要加強(qiáng)對原有車站的監(jiān)測，保證其沉降位移等主要指標(biāo)都控制在安全穩(wěn)定的范圍內(nèi)，并及時(shí)預(yù)測發(fā)展趨勢，盡可能降低和防范施工中帶來的風(fēng)險(xiǎn)。本車站施工過程中，對頂板沉降、立柱樁的沉降、墻體位移、地面沉降及周邊建筑物、管線的沉降均進(jìn)行了重點(diǎn)監(jiān)測，監(jiān)測成果如下：

（1）既有結(jié)構(gòu)8號(hào)線陸家浜路車站的沉降

施工監(jiān)測結(jié)果顯示，地鐵9號(hào)線西藏南路車站基坑開挖和結(jié)構(gòu)制作的過程中，已運(yùn)行的地鐵8號(hào)線沉降最大值控制在9 mm以內(nèi)，受控在設(shè)計(jì)和規(guī)程允許范圍之內(nèi)，以下為8號(hào)線車站沉降量最大的兩個(gè)點(diǎn)DC6、XC6的變化曲線見圖7。

圖7 DC6、XC6的沉降量變化曲線圖

（2）地下墻的水平位移

地下連續(xù)墻位移監(jiān)測孔有20個(gè)，其中I9和I20位移最大，從圖8、圖9的位移曲線可以看出，位移量均低于一級基坑允許最大位移變形（34.3 mm）。

圖8 I9位移圖

（3）周邊建筑物及地面沉降觀測

當(dāng)9號(hào)線西藏南路站結(jié)構(gòu)封頂時(shí)，臨近建筑物沉降量最大為12.9 mm，是雅廬苑群房的F22點(diǎn)，大大低于允許沉降值（34.3 mm），周邊建筑物未發(fā)現(xiàn)明顯的裂縫，整個(gè)結(jié)構(gòu)制作完成時(shí)，測得地面沉降量最大為7.81 mm，路面未發(fā)現(xiàn)明顯的沉降。

圖9 I20位移圖

5 總結(jié)

上海地鐵車站的交錯(cuò)換乘已十分普遍，“十”形相交更具典型意義，由與已運(yùn)行的8號(hào)線陸家浜路車站呈“十”形換乘的9號(hào)線西藏南路車站施工結(jié)果來看，地鐵“十”形換乘車站采用以上施工技術(shù)措施后，對周邊環(huán)境的保護(hù)尤其是降低對既有車站的施工影響有很大幫助，并且也進(jìn)一步提高施工質(zhì)量。