暗挖地铁车站案例一
北京地铁劲松车站
一、工程概况
劲松站位于东三环与大郊亭路相交的十字路口东侧辅路下,跨路口设置,呈南北走向,从北向南按2‰下坡设置,线间距15m,为双柱三联拱双层岛式暗挖车站。车站与规划地铁M7线形成“十字形”换乘。车站结构长190m,共设4个出入口,两座风道。车站主体结构及风道采用柱洞逆筑法施工,出入口采用暗挖台阶法施工。车站总平面图如图1所示。
图1 车站总平面图
车站通过地层由上至下依次为杂填土、粉土层、粘土层、粉细砂、中粗砂、细砂和粉质粘土,车站拱部结构位于粉细砂层,中板以下结构位于粉土⑥2层和粉质粘土⑥层。车站所处位置地下水丰富,第一层上层滞水在结构顶部,水量不大。第二层潜水在上层导洞的拱脚位置,含水层岩性为中粗砂、粉细砂层,透水性好,水量较大。第三层层间潜水赋存于粉土⑥2层,该层水分布在车站的中下部,疏干难度大,对施工影响很大。车站各部位所处地层如图2所示。
图2 劲松车站结构及地质横断面图
工程重点及难点：（1）车站结构形式复杂,独立及组合构件对结构设计要求高；（2）地面建(构)筑物多、地下管线多、沉降要求高；（3）工程水文地质条件差、拱部开挖支护风险大；（4）施工工序繁多,施工难度大。
二、车站结构设计
（一）车站横断面设计
（1）内轮廓制定
内轮廓设计时考虑以下因素:①横断面与施工方法密切相关,本站最终选用柱洞逆筑法施工,为配合钻孔桩施工需要,采用直墙带拱结构断面形式。②根据车站跨度及埋深条件,对单跨两层大断面、双跨两层联拱、三跨两层联拱等几种内轮廓形式进行了比较,因单跨两层大断面施工难度极大,并且,目前国内在类似地层中尚无成功的先例。双跨两层联拱断面施工风险大,工序转换多,废弃工程量大,且楼梯及设备、管理用房布置不便。三联拱断面形式是使用功能较好的断面形式,断面利用率高,在国内外,尤其是北京地铁中已有成功实例。由于两柱的减跨作用,使得单跨的跨度不超过8m,安全性高,风险小,且对防水较弱的联拱的相交凹槽采用注浆回填的方法进行堵水可达到理想效果,综合比较后最终采用三联拱断面形
式。③除了设置临时支顶措施外,在拱部内轮廓设计中考虑柱两侧拱型的严格对称以及三联拱力学的平衡,避免因水平应力的不均衡引起结构位移而造成初支结构不稳定。
（2）断面结构检算
断面结构参数是在对车站结构进行检算的基础上,结合工程类比后综合确定的。结构检算采用“荷载- 结构”模型,按确定的施工方法分别计算施工阶段及运营阶段结构受力状况。通过分析,确定车站结构施工中的三个阶段并据此确定结构断面参数。
第一阶段:站厅层开挖至中板附近,未施作中板,天梁与侧墙边桩之间及两天梁之间设置临时斜撑或横撑,将边桩冠梁及天梁视为固定支座,主要荷载由拱部初支承担,检算初支的承载能力。如图3所示。
第二阶段:车站中板施作完成,站厅层二衬结构封闭,站台层开挖至设计高程,二衬结构未施作,边墙设置钢管混凝土支撑。
第三阶段:车站结构正常使用阶段,考虑静水压力的作用。
第三阶段内力计算结果如图4、图5。
通过对第一阶段初期支护强度检算,及第二、三阶段的抗裂组合检算,同时考虑钢管柱与顶板、底板交接区域及边墙角隅区域内力值较大,进行了配筋加强、截面加厚或加肋,最终确定的主体结构尺寸参数见表1。
(3)超前支护
在西北、西南风道挑高段进入主体断面及东北竖井横通道转入主体施工共计四处开口处均采用拱部设管棚+小导管超前支护形式。管棚采用φ159mm,t = 8mm热轧钢管,环向间距0.3m,在西北、西南两端设置长度为18m,东北竖井施工通道内向北、向南设置长度分别为7m、18m；水煤气管壁厚3.25mm,管长L = 2.5m,环向间距0.3m,沿大管棚间隙布置，纵向间距1m。主体其它地段采用φ32水煤气管超前注浆加固，水煤气管壁厚3.25mm，管长L= 1.5m，环向间距0.3m，纵向间距0.5m。
(4)初期支护
采用格栅钢架与网喷混凝土联合支护，喷层厚300mm或350mm，φ6钢筋网,网格间距150mm，格栅钢架纵向间距2榀/m。
主体结构及风道挑高段围护桩主体结构边导洞内施作φ600mm钻孔灌注桩，间距1m；风道挑高段结合上下导洞施作φ1000mm挖孔桩，间距1.5m。边桩间挂φ 6钢筋网并喷射混凝土封闭。
主体结构如图6所示。
三、施工方案
（1）总体施工方案
结合本站主体及风道均采用洞桩法施工的特点，充分利用西北、西南风井及东北临时施工竖井作为全车站主要施工通道，按照主体及风道断面均采用逆筑施工的设计思路来确定本站的总体施工方案。施工步序见图7。
（2）主要施工阶段 ①主体结构群洞施工
小导洞开挖遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的原则组织施工,根据地质情况选择合适的超前支护参数和开挖步距,重点控制群洞效
应和二次扰动对沉降的影响。本站先施工下导洞,后施工上导洞,上下导洞掌子面错开10～20m。导洞开挖采用台阶法开挖,上台阶留核心土,台阶长度控制在4～5m,在砂性地层中开挖步距采用0. 5m,粘性土可扩大到0.75m。松散粉细砂地层环向间距应适当加密或采用双排小导管。
②导洞内钻孔桩施工
本站风道及主体结构均采用洞桩法施工,大量的钻孔桩需在导洞内施工,与地面作业不同,洞内钻孔桩施工受导洞空间的限制,需要解决设备选型和文明施工环境两个方面的问题。设备选型上需要根据不同的地质条件,着重考虑轻型、钻杆高度小的反循环钻孔机械。本站以细颗粒地层为主,选用ZWY50A型自行式反循环钻机,对钻架高度进行改装。泥浆采用膨润土,在自制泥浆池内制备,泥浆池容量应不小于单桩体积的1.2倍。洞内纵向采用砖砌矮墙隔离出运输通道,在孔桩钻进过程中,泥浆循环利用。
③钢管柱及顶、底纵梁施工
底纵梁的施工：下层导洞完工后,从端头向竖井口分段浇注底纵梁,分段长度以12～20m为宜,分段位置取钢管柱纵向柱间距的1 /4处。底纵梁既是钢管柱的扩大基础,也是车站底板的一部分,梁内需要准确预埋底板的两层横向主筋、钢管柱柱脚板,柱内钢筋笼锚入筋等,防水层预留搭接并做好保护措施。
钢管柱的施工：钢管柱的施工分吊装、固定、钢筋笼安装和混凝土浇注四道工序。钢管柱在上层导洞内分节吊装就位,分节长度根据导洞高度预留足够的起吊富余量,节长定为3. 0m,各节之间采用高强螺栓连接。
钢管柱全部栓接完毕,将钢管柱落在柱脚钢板上,与柱脚板上的限位角钢密贴,在孔口上、下部50 cm范围内灌注C20 混凝土,填充孔桩护壁与钢管柱间空隙,中
间部分填充砂子,防止钢管柱偏移。钢管柱内混凝土采用C50 微膨胀混凝土。灌注中为保证管内混凝土的捣固质量,采用特制的12m长振捣器振捣。
顶纵梁的施工：顶纵梁形状特殊,呈倒“T”形,操作空间小,需制定针对性措施确保灌满混凝土。搭设多功能可调脚手架操作平台,钢筋绑扎在平台上进行,两侧预留与三联拱二次衬砌相连的环向主筋。底模采用15mm厚胶合板,侧模采用小块钢模,两侧倒角请专业厂家加工异型钢模。分段长度除第一段外均取6m (纵向一跨) ,分段位置取钢管柱纵向柱间距的1/4处。靠拱部每隔2m设一根回填注浆管,顶纵梁完工后,对拱部进行系统的回填注浆。
④三联拱初支扣拱施工
三联拱初支扣拱施工在导洞间进行,扣拱作业面从横通道和风道加高段开始,拱部超前施作φ159mm管棚及结构马头门的加固。
交叉口处护拱施工：横通道及风道加高段为结构交叉部位,受力复杂,三联拱施工过程中将破坏导洞阶段的初支受力体系,为保证扣拱施工前完成力学转换,采取施作双侧护拱的做法,与出入口护拱、边导洞冠梁形成一体。横通道拱部设多道加强环内套拱。如图8所示。
图8 横通道马头门加固
三联拱初支施工：借鉴既有车站施工经验,采取“边拱先行,后中拱”的施工顺序,顶纵梁之间的约束力变拉力为压力,实现了三联拱初支力学上最大限度的平衡,
且水平支撑实施简单,更容易控制水平压力。经监测,顶纵梁之间承受最大压力为10 kN,为此顶纵梁间设I25工字钢予以支撑。三联拱施工中,需要控制的重点是导洞破除的时间效应和节点的连接质量。两边拱初支尽量对称同步,且必须超前中拱至少6m。在三联拱初支未封闭前,应保持中导洞初支的完整性,扣拱下台阶的土方也不应与掌子面紧跟,以约束导洞的变形,避免三联拱初支产生失稳性破坏。
⑤三联拱二次衬砌施工
三联拱二次衬砌以导洞底板为基础分段施工,分段长度为6~9 m,分段位置与顶纵梁施工缝保持一致。三跨连续浇注,先对称浇注边拱,后浇注中拱,混凝土强度达到70%后方可拆除支撑杆件。拱部模板采用S3015可调钢模,直墙采用平模,与顶纵梁接茬部位用可调丝杆调整高程并施加一定的预应力,使施工缝接茬平顺。
⑥中层板及中板上侧墙施工
充分利用施工空间优势,开挖采用YC60 - 6挖机及小型拖拉机出碴,用人工清理余土至中板底部标高,两侧挖沟槽深1.6m以上,满足钢筋接头错开50%的要求。中层板采用土模法施工,每次浇注长度24m。底模利用原状土,铺3 ～5 cm厚的M15号水泥砂浆。中纵梁人工挖沟槽,侧面砖砌抹砂浆,土模阳角采用2. 5号角钢保护,使棱角分明;土模上覆不易褶皱的地板胶,确保中板以下土方开挖时能顺利脱模。中板以下侧墙的接茬部位预浇注20 cm以上,逆筑混凝土接茬面用砂浆抹成15°以上斜角,铺塑料隔离层。
⑦底板施工
土方采用YC60-6挖机(带破锤)及小型拖拉机开挖,分三步:第一步,开挖到导洞拱脚标高,破除导洞拱顶;第二步,开挖两导洞中间土体(拉槽) ,破除钢管柱间导洞侧墙;第三步,开挖导洞两侧到桩间的土体。底板分三幅,先中间,后两边,分段长
度为12m。中间浇注完后,及时对称施加两侧的支撑,腰梁和支撑均采用2 I25 工
钢。腰梁距离底板约3m,支撑每3m一根,利用千斤顶施加一定的预应力,见图9所示。两侧支撑安装好后,土方继续开挖到底板标高,对称施工两侧底板,强度达到70%后,拆除钢支撑,施作侧墙。
图9 中板以下临时支撑方案
四、学生掌握的主要问题
（1）暗挖车站结构和构造； （2）暗挖车站结构设计计算方法； （3）洞桩法施工的主要步骤。
暗挖地铁车站案例二
北京地铁黄庄车站
一、工程概况
地铁黄庄车站是四号线车站与十号线车站的换乘站，10号线在上，4号线在下，两车站呈“十”字型布置。本车站位于双榆树站与中关村站之间，在中关村大街与知春路交叉口处。四号线车站在现状中关村大街下，呈南北走向；十号线车站呈东西走向。地铁黄庄站为地下两层端头厅式暗挖车站，总建筑面积为25122.164m2，车站有效站台中心线埋深14.300m。本站共设6个出入口，6个出口均直达地面，四个换乘通道，两条消防疏散通道。
工程地质：北京城区位于新华夏系第二沉降带的区域构造背脊之上，在勘探深度范围内未见断层活动迹象。区域内第四纪覆盖层厚度为100～150m之间，其下为古生代二迭系砾岩和砂岩。根据地质资料，与本工程有关的地层自上而下依次为：
(1)人工填土层(Qml)
房渣土杂填土①1层：杂色，稍密，稍湿～湿，含砖块、石块，局部为生活垃圾；该层厚度为0～2.0m。
粉土素填土①层：褐色～褐黄色，湿，稍密，含砖渣、灰渣、水泥块、树根
等，局部为粉质粘土填土；该层厚度为1～2.4m。以上两层总厚度一般1.0～2.8m，层底标高为50.09～47.89m。
(2)第四纪全新世冲洪积地层(Q42+3pl)
粉细砂②3层：褐黄色，中密，湿～饱和，标准贯入击数N=11～34，属中高压缩性～低压缩性土，含云母、氧化铁、少量砾石，局部夹粘性土薄层和中粗砂透镜体；该层厚度为0～2.9m，层底标高为50.09～45.1m。
(3)第四纪全新世冲洪积层(Q41al+pl)
粉土③层：褐黄色～灰色，中密～密实，湿～饱和，压缩模量Es=7.4～20.6MPa，属中高压缩性～低压缩性土，含云母、氧化铁、姜石，局部夹粉质粘土、粉砂透镜体；该层厚度为0～3.2m。
粉质粘土③1层：褐黄色～灰色，软塑为主局部硬塑，压缩模量Es=5.7～11.7MPa，属中高压缩性～中低压缩性土，含云母、氧化铁、姜石、螺壳碎片，局部夹粉土透镜体；该层厚度为0.8～2.8m。以上两层总厚度一般1.6～5.45m，层底标高为45.09～42.99m。
粉土④2层：褐黄色～灰色，密实，湿～饱和，压缩模量Es=6.5～15.8MPa，属中高压缩性～中低压缩性土，含云母、氧化铁，局部夹粉质粘土薄层或透镜体；该层厚度为3.2～4.7m。
粉细砂④3夹层：褐黄色，密实，湿～饱和，标准贯入击数N=20～54，属低压缩性土，含氧化铁、个别砾石，局部夹中粗砂薄层或透镜体；该层厚度为0～0.5m。以上两层总厚度一般3.2～4.7m，层底标高为40.39～38.80m。
(4)第四纪晚更新世冲洪积层(Q3al+pl)
卵石圆砾⑤层：杂色，密实，湿～饱和，重型动力触探N63.5=30～90，剪
切波速Vs=294.1～412.3m/s，属低压缩性土，最大粒径105mm，一般粒径10～30mm，粒径大于20mm颗粒含量约为总质量55％，中粗砂充填，母岩成份为辉绿岩、砂岩和砾岩，局部夹砂土或粘性土透镜体；中间含有中粗砂⑤1层、粉土⑤3层。
中粗砂⑤1层：褐黄色，密实，湿～饱和，标准贯入击数N=32～55属低压缩性土，含砾石，局部夹粉土透镜体，多以透镜体形式分布；
粉土⑤3层：褐黄色～灰色，密实，湿～饱和，标准贯入击数N=32～35, 压缩模量Es=6.8～9.4MPa，属中高压缩性～中压缩性土；
以上三层总厚度一般5.6～9.3m，层底标高为33.95～31.09m。
粉土⑥2层：褐黄色，密实，很湿，压缩模量Es=11.0～24.7MPa，属中低压缩性～低压缩性土，含云母、氧化铁，局部夹粘性土薄层或透镜体；该层厚度为0～4.7m，层底标高为31.2～29.23m。
中粗砂⑦1层：褐黄色，密实，饱和，标准贯入击数N=37～68，属低压缩性土，含个别砾石，局部夹粉土或中粗砂薄层或透镜体；该层厚度为0～2.55m。
卵石圆砾⑦层：杂色，密实，饱和，重型动力触探N63.5=33～90，剪切波速Vs=359.9～475.6m/s，属低压缩性土，亚圆形，最大粒径110mm，一般粒径15～25mm，粒径大于20mm颗粒含量约为总质量的55％；中粗砂充填，母岩成份为辉绿岩、砂岩和砾岩；该层较厚，基底以下5.0m范围内均为该层。
水文地质：车站场区第四纪地层中赋存上层滞水、潜水和承压水。 (1)上层滞水：赋存于粉土③层或粉土④2层，实测水位标高为47.39m，相应水位埋深为4.20m。本层地下水补给来源主要为大气降水、管路渗漏和地面水体的侧向径流补给，该含水层稳定性差、含水量较小，主要以蒸发和向下越流补
给下层潜水方式排泄，同时也可以侧向径流形式向下游方向排泄。
(2)潜水：赋存于粉细砂④3层、卵石圆砾⑤层、粉土⑥2层。实测水位标高为37.32m，相应水位埋深为14.18m。该层水补给来源为大气降水补给和侧向径流补给，以侧向径流和向下越流补给下层承压含水层，该层水与地表水有一定的水力联系。
(3)承压水：赋存于卵石圆砾⑦层及粉细砂⑦1层，地下水连续分布，渗透系数大，为强透水层，实测水头标高为26.09m，相应水位埋深为25.41m。本层水头位于结构底板以下。
(4)历史水位与设防水位
历史最高水位：1959年为47～51m；1971～1973年为42～51m。 建议设防水位为40～42m。 (5)地下水的腐蚀性
根据工程地质勘察报告，潜水对钢筋混凝土中的钢筋和钢结构具有弱腐蚀性。
工程特点：(1)本车站是地铁四号线和十号线的换乘站，相当于两座车站，根据总体的施工安排，两线车站要同期设计、施工。而且两线车站都是暗挖车站，因此车站的结构复杂，设计、施工难度大。
(2)在车站的各端均设有一座盖挖竖井，解决了从风道开挖车站无法加大断面的难题(受管线埋深控制)，为车站主体结构的暗挖进洞提供了作业空间，而且施工安全，节约工期。但是竖井施工场地狭小，位于现况道路上，交通车流量大，交通拥堵极为严重，施工条件很差，施工期如何减少对现况交通的影响尤为重要。
(3)车站所在的路口地下管线众多，其中十号线方向有两条东西走向的控制
管线，距离结构较近：底埋深8.3m的3m×2.5m热力方沟和底埋深9.7m的2.0m×2.3m电力方沟，另在十号线黄庄站结构上方有一条φ1400的上水管与车站纵向平行，距离结构仅1～2m。对施工技术要求较高。端头盖挖段地下管线众多，特别是十号线方向(海淀南路和知春路下)地下管线众多，施作围护结构时有较大难度。
(4)三拱两柱双层车站结构高度大，横向跨度大，采用临时支护拆除数量较少、工序转换数较少、施工进度较快的暗挖逆作法施工。该工法新颖，吸取了盖挖逆作法和桩洞法(PBA)的特点，洞内柱、洞内桩施工新技术与一般工程或传统地铁施工方法相比，具有其特有特点。
(5)本工程规模大，结构复杂，采用的施工方法多，两线车站相交，不同施工方法相交与过渡，主体结构与附属结构和附属结构间的相交等接点众多，形成了本车站所特有的空间复杂结构与施工体系。
二、车站结构
四号线车站结构形式由五部分组成：车站两端为盖挖两层多跨矩形框架结构，长15.75m，净宽46.0m，覆土厚度4.5m左右，车站两端厅是顶部为三连拱的两层三跨框架结构，暗挖施工，长度均为63.7m，净宽21.5m，拱顶覆土6.85m；中间为单层三跨三连拱结构，暗挖施工，长约33.80m，净宽22.1m，拱顶覆土11.95m；车站总长216.7m，岛式站台宽度14m。横断面如图1所示，其它设计参数如表1所示。
十号线车站纵向由三部分组成：车站两端为盖挖两层三跨矩形框架结构，长13.5m，净宽21.6m，覆土厚度3.9m左右；中间是顶部为三连拱的两层三跨框架结构，暗挖法施工，中间暗挖结构长126.3m，净宽21.6m，拱顶覆土5.33m；
十号线车站总长156.908m，侧式站台宽度7.5m。横断面如图2所示，其它设计参数见表1。
表1 车站主体结构主要构件尺寸
项目 十号线三连拱两层三跨结构 初衬厚350mm 支护结构 桩φ1000@2000mm 内衬墙厚度 顶板厚度 顶纵梁宽×高 中楼板厚度 中纵梁宽×高 中横梁宽×高 中柱 底板厚度 底纵梁宽宽×高 1500mm 1400mm×2100mm 800mm 800mm(拱部最小) 1400mm×2330mm 300mm 1400mm×1200mm 2000mm×1200mm φ800钢管砼柱(t=16mm) 1000mm 1600×2200mm 桩φ1000@2000mm 内衬墙厚800mm 700mm(拱部最小) 1400mm×2500mm 400mm 1800×1000mm 四号线三连拱两层三跨结构 初衬厚350mm 三连拱的两层三跨框架结构，由侧墙、梁、板、柱及三连拱等构件组成。纵向采用纵梁体系，设有两排中间立柱，楼板及底板横向形成三跨连续结构。在板和梁、板和墙交界处设置受力斜托，以改善板的受力条件。主体结构侧墙为挖孔灌注桩加内衬墙重合结构，挖孔灌注桩作为施工期间的基坑支护，同时兼作永久结构受力的一部分，桩与内衬墙之间设置防水隔离层。拱顶采用三连拱复合衬砌结构形式，初期支护为钢筋格栅拱、网喷射混凝土结构，二次衬砌为模筑钢筋混凝土结构，初期支护与二次衬砌之间设置防水夹层；二次衬砌采用纵梁体系。因
图1 四号线车站双层暗挖段横剖面图 图2 十号线车站横剖面图 为上部覆土荷载巨大，顶底纵梁尺寸较大，立柱采用钢管混凝土柱。钢管混凝土柱强度等级C40,钢管混凝土柱内的混凝土应采用无收缩混凝土，以保证梁的剪力通过管壁与混凝土之间的摩阻力传给核心混凝土。
三、车站施工
本站上下两层结构高度较大，车站的横向跨度大，结构复杂。为控制施工引起的地面沉降和保证结构施工质量，对比分析还有几种暗挖方法，综合本工程的
特点，采用“暗挖逆作法”即吸取盖挖逆作法与施工优化的PBA工法的优点。其基本思想是通过暗挖形成结构的上层顶盖，采用逆作完成下层开挖及各层墙、板内衬。
(1)主要施工步序
①主体暗挖施工时，先从两端盖挖竖井进洞，采用中隔壁法暗挖形成上下四个导洞，在导洞内施做边柱、中间立柱、顶、底纵梁及边跨拱顶、底板二次衬砌；
②暗挖形成中跨拱部导洞，在导洞内施做中跨拱部二次衬砌，形成逆作施工的拱顶结构；
③向下开挖基坑至中楼板下，施做上部侧墙及中楼板，中楼板施做后向下继续开挖基坑至基底，施做垫层、敷设结构防水层后施做下部侧墙及结构底板，完成车站的主体结构。
其施工步序如图3与图4所示。 (2)施工步骤详述
①主体暗挖施工时,先从两端盖挖竖井进洞,采用中隔壁法暗挖形成上下四个导洞,导洞的开挖、支护考虑洞群效应所引起的地面下沉，因此先施工下导洞，后施工上导洞，一～四导洞分别错开滞后20m，导洞超前在拱部采用φ108mm＠500mm的管棚辅以φ42mm的小导管进行超前支护。
②在下导洞内敷设防水层，施作底纵梁，在上导洞内自上而下施作边柱和中间立柱，边柱采用φ1000＠2000挖孔灌注桩，中间立柱为φ800＠6000的钢管柱。钢管柱是车站的主要承载和传力结构，其安装和加工定位的精度至关重要。
③在上导洞内敷设防水层，施作顶纵梁。
④分段凿除上下导洞内的临时中隔壁，敷设底板、拱部防水层，施作边跨拱
及拱部二次衬砌。
⑤施作中跨拱部超前支护，开挖中跨拱部土体并施作初期支护。十号线车站中间跨度很大，为11.6m，故中跨开挖采用中隔壁法施工。
⑥分段凿除中跨上导洞部分初期支护，施作中跨拱部二次衬砌，形成逆作施工的拱顶结构。
⑦凿除基坑内上导洞剩余部分临时初期支护，边开挖边施作边柱间土体喷锚支护至中楼板底标高；敷设侧墙防水层，施作内衬墙，中纵梁和楼板。
⑧继续开挖基坑并施作柱间喷锚支护，凿除基坑内下导洞的临时初期支护，开挖基坑至底板设计标高处。
⑨施作底板垫层，敷设防水层，施作底板及下层内衬墙，完成结构主体。
地面
超前支护
初期支护
导洞四
导洞三
导洞二
导洞一
第一步
地面
二次第五
地面 地面
冠梁
二次边柱
钢管
底纵第二步
第三步
地面
地面
二次二次中楼中楼土模
第六
第七图3 四号线双层暗挖结构施工步序示意图
地面 初期支
超前支
第四步
地面
结构防水素混凝土垫
第八
地
面 超前支护
初期导支护
导洞四
洞三
导导
洞二第一步： 采用中隔壁法,暗挖先后形
洞一 成上下四个导洞
地面
二次 衬砌 第五步：分段凿除中跨临时中隔壁及基
坑内上导洞的部分初期支护，施作中跨拱部二次衬砌；
地
地
面
面
二次 衬砌
边钢管
柱
第二步：在下导洞内敷设防水层、施
第三步：分段凿除上下导洞内的临时中
作底纵梁，在上导洞内自上隔壁，敷设底板、拱部防水层，而下施作边桩、中间立柱
施作底板及拱部二次衬砌
地地面
面
中中
楼板 土模
第六步：凿除基坑内下导洞的剩余初期支护，
第七步：继续开挖基坑并施作桩间喷锚支边开挖边施作边桩间喷锚支护至中护，凿除基坑内下导洞的临时初期支护，开挖楼板底标高处；敷设侧墙防水层，基坑至底板设计标高处。
施作内衬墙、中楼板
图4 十号线双层暗挖结构施工步序示意图
地面
初期
超前
第四步：施作中跨拱部超前支护，采用中隔
壁法开挖中跨拱部土体并形成中跨拱部初期支护
地面
结构底防素混凝土第八步：结构底板垫层，敷设防水层，施作底板及下层内衬砌墙，完成主体结构
四、施工监控量测
监测内容：结合本标段工程的实际情况，拟对盖挖竖井及暗挖车站支护结构及受施工影响的周围地层、地下管线、建筑物等进行安全监测。监测项目以位移监测为主，同时辅以应力、应变监测，各种监测数据应相互印证，确保监测结果的可靠性。
暗挖车站施工监测项目分为常规监测项目和选测项目，如表2。
表2 车站暗挖段监测测点布置、监测手段与监测频率表 类序别 号 1 观测名称 方法及 工具 量 测 频 率 断面距离 1-7天 7-15天 15-30天 30天以后 2次/天 备 注 地层及支护情况现场观测每次开挖后观察 地质描述 立即进行 常规监测项目 地表、地面建筑、精密水准每次开挖后2 地下构筑物与管2次/天 1次/天 1次/2天 1次/3天 施工拆撑时频率适当加密 仪 立即进行 线的沉降观测 3 拱顶下沉 精密水准每次开挖后仪 收敛计 立即进行 每次开挖后立即进行 2次/天 1次/天 1次/2天 开挖后立即进行或施工拆撑时频率适当加密,拆撑后立即进行 开挖后立即进行或施工拆撑时频率适当加密,拆撑后立即进行 开挖后立即进行或施工拆撑时频率适当加密,拆撑后立即进行 4 净空收敛 2次/天 1次/天 1次/2天 5 底部隆起 精密水准每次开挖后仪 立即进行 2次/天 1次/天 1次/2天 1 土层位移 多点位移选择2个代表计 性量测断面 2次/天 1次/天 1次/2天 1次/3天 1次/2-3天 1次/2-3天 选测项目 2 拱架内衬主筋内钢筋计、选择2个代表力 围岩压力 频率仪 性量测断面 2次/天 1次/天 1次/2天 3 压力盒传选择2个代表感器 性量测断面 1次/天 1次/天 1次/2天
监测测点的布置：车站盖挖竖井施工监测测点布置如图5所示；双层暗挖断面监测测点布置布置如图6所示。
三号风亭 北三号出入口 四号出入口 十号线 残疾人电梯地面厅 紧急疏散口 五号出入口 四号线 残疾人电梯地面厅 二号出入口 四号线 中 关 村 大 街 六号出入口 十号线 墙背土体侧压力 一号出入口 二号风亭 一号风亭与四号风亭结合 支护结构水平和竖直位移 基坑周边的地面沉降 地下水水位
图5 车站盖挖竖井施工监测测点布置图
10m
6m 4m 2m 2m 2m 2m 2m 2m 2m 4m
610m
地面 D 图6 双层暗挖断面监测测点布置图
20m
地表沉降 拱顶下沉
净空收敛
底板隆起
围岩压力
钢管柱应变
格栅内衬主筋内力
20m
量测控制标准:在信息化施工中，监测后应及时对各种数据进行整理分析，判断其稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。计划建立Ⅲ级管理标准(表3)。
表3 监测控制Ⅲ级管理标准 管理等级 Ⅲ Ⅱ Ⅰ 管理位移 U0＜Un/3 Un／3≤U0≤Un2/3 U0＞Un2/3 施工状态 可正常施工 应注意，并加强监测 应采取加强支护等措施 注：表中U0为实测位移值；Un 为允许位移值
Un的取值，也就是监测控制标准。根据有关规范规定及招标文件要求，提出控制基准见表4。
表4 监测控制标准 序号 监测项目 基坑侧壁 1 地表沉降 中洞 侧洞 2 3 4 建筑物沉降 建筑物倾斜 基坑水平收敛 允许沉降 5 地下管线 限制转角 6 暗挖隧道 中洞 1～1.5° 20 mm 控制标准 30 mm 20 mm 10 mm 30 mm 3‰ 20mm 30mm 依据 招标文件及相应的规范、规程、理论计算
水平收敛 侧洞 20 mm 根据上述监测管理基准，可选择监测频率：一般在Ⅲ级管理阶段监测频率适当放大一些；在Ⅱ级管理阶段则注意加密监测次数；在I级管理阶则密切关注，加强监测，监测频率可达到1～2次/天或更多。
量测数据分析与预测:在取得监测数据后，要及时进行整理，绘制位移或应力的时态变化曲线图，即时态散点图。
在取得足够的数据后，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移值或应力值，预测结构和建筑物的安全状况。
典型的动态回归曲线示意图如图7所示。
控制值 位移(应力) 时间t
图7 时态回归曲线示意图
采用的回归函数有：
U =Alg(1+t)+B U=t/(A+Bt) U=Ae-B/t U=A (e-Bt- e-Bt0) U=Alg[(B+t)/(B+t0)]
式中，U——变形值(或应力值) ；
A、B——回归系数； t、t0——测点的观测时间(d)。
为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，全部监测数据均由计算机管理，每次监测必须有监测结果，及时上报监测日报表，并按期向施工监理、设计单位提交监测月报，并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图，对当月的施工情况进行评价并提出施工建议。
五、学生掌握的主要问题
（1）暗挖双层车站结构和构造； （2）暗挖车站结构设计参数； （3）暗挖逆作法施工的主要步骤； （4）车站施工中监控量测。
暗挖地铁车站案例三
北京地铁天安门西站
一、车站结构
天安门西站设计为暗挖三拱两柱双层直墙平底结构，车站的横断面如图1所示。
图1 天安门西站横断面图
二、车站结构施工
车站总体施工顺序如图2所示。
天安门西站的施工方法在本质上与浅埋暗挖洞桩法是一致的，但是与王府井和东单车站的施工方法又有所不同。它是浅埋暗挖法与盖挖逆筑法的有机结合，与传统的暗挖法相比，天安门西站在施工上具有如下特点：
(1)利用既有成熟技术进行合理组合，减少了施工的风险性，使大型、复杂的地下结构的施工方便、容易；
(2)采用这种方法可以修建多跨、多层的地下结构；与传统的工法(CRD、CD、双侧壁导坑法等)相比，减少了因施工工序引起的地表沉降量的叠加；
(3)受力明确，简化了力的多次转换过程；
(1)导洞开挖及支护 (2)施作桩、柱、顶梁、底梁 (3)上层开挖、支护、衬砌
(4)下层开挖、支护、衬砌
图2 天安门西站施工顺序图
(4)可以多工作面、多工序地平行作业，有利于缩短工期；
(5)与修建大型地下结构传统采用的CRD法相比，废弃的临时支护少，有利于降低工程造价；
(6)施工中安全性较高。
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