大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法

《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》是中鐵二局股份有限公司、中鐵十局集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是劉澤、駱斌、蒲曉蓉、何開偉。該工法適用於土質地層大斷面單柱雙層結構淺埋暗挖捷運車站。

《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》主要的工法特點是：施工過程中充分發揮監控量測作用，根據監控量測提供的信息，最佳化設計、指導施工。

2011年9月30日，《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法
• 工法編號：GJEJGF206-2010
• 完成單位：中鐵二局股份有限公司、中鐵十局集團有限公司
• 主要完成人：劉澤、駱斌、蒲曉蓉、何開偉
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

伴隨城市捷運建設的不斷發展，捷運車站結構形式和施工方法呈現多元化。2003年北京捷運五號線蒲黃榆車站在暗挖捷運建設中首次採用寬22.6米、高16.3米的大跨單拱單柱雙層結構暗挖捷運車站，結構獨特新穎，而類似跨度和開挖斷面的暗挖捷運車站多採用三拱兩柱或單拱兩柱結構。車站位於北京市南二環和南三環之間交通繁忙的蒲黃榆主路與安樂林路十字交叉口正下方，如何確保新穎結構和周邊環境安全是個技術難題。

中鐵二局組織科技攻關，採用中洞法將大斷面暗挖捷運車站分為12個小洞室開挖；2003年3月開工，2005年12月完成車站主體結構；總結形成《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》。

工法特點

《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》的工法特點是：

一、大跨單拱單柱雙層結構暗挖捷運車站結構新穎，車站開挖斷面拱部為單一半徑，結構圓順，這對車站結構防水層的施工質量控制和保護有利。車站採用單柱結構，大斷面中部縱向設一排鋼管柱，站廳及站台層空間較雙柱結構寬敞。

二、大斷面採用中洞法分為小洞室分塊開挖，洞室形成封閉穩定結構，二次襯砌分層縱向分段施作。中洞開挖完成後從下往上施作中洞內結構，然後從上往下分層對稱開挖側洞，再從下往上分層施作側洞二襯，最終使車站初期支護與二次襯砌形成封閉穩定的結構。施工過程中充分發揮監控量測作用，根據監控量測提供的信息，最佳化設計、指導施工。

三、從上往下分層開挖中洞，中洞內形成穩定的初期支護和臨時支護體系。在中洞內分段施作部份底板及底縱梁、鋼管柱、中縱梁、部份頂板及頂縱梁，中洞內形成穩定的支撐體系，承受圍岩主要荷載，為左右邊洞開挖提供安全條件。分層對稱開挖左右側洞，有利於加快施工速度。分段分層代換、拆除臨時支護體系，分段分層施作側洞二次襯砌結構；支撐體系轉換過程中，充分發揮監控量測作用。

操作原理

適用範圍

《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》適用於土質地層大斷面單柱雙層結構淺埋暗挖捷運車站。開挖施工不允許帶水作業，可採取降水措施確保無水施工；要求開挖面具有一定的自立性，工作面土體的自立時間，應局以進行必要的初期支護作業，採取在開挖面前方對地層進行預加固和預處理，加強開挖面的穩定性，增加施工安全性。

工藝原理

《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》的工藝原理敘述如下：

將大跨度地質較差的隧道橫向分成左、中、右三部分，各部分豎向再分為小塊開挖，分塊洞室形成封閉結構，保證開挖期間安全。先從上往下分層開挖中洞土體，形成中洞初期支護和臨時支護結構，在臨時支護結構內施作永久襯砌結構（底縱梁及部份底板、鋼管柱、中縱梁、頂縱梁及部份頂板），初期支護和中洞內施作的永久襯砌結構形成中部穩定支撐體系，是承受圍岩荷載的主要部份；然後對稱開挖左右邊洞部分，左右邊洞同樣從上往下兩側對稱分塊開挖，分塊洞室封閉成環；之後在側洞內從下往上分層分段施作永久襯砌結構，最後形成大跨單拱單柱雙層暗挖捷運車站整體穩定結構。分塊洞室開挖體系轉換過程中，根據監控量測反饋的信息，必要時加設臨時支撐；二次襯砌施工支撐體系轉換時，根據監控量測信息，調整確定分段長度和臨時支撐代換拆除長度。

施工工藝

• 工藝流程

《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》的工藝流程：

降水（地下水位在結構底板以上時需降水）→施工準備→超前支護→注漿加固→中洞各分區開挖→中洞內防水層鋪設→中洞內底板、底縱梁→鋼管柱一→中洞內中縱梁（含部份中板）→頂縱梁、部份頂板→左右側洞拱部超前支護→注漿加固→左右側洞各分區對稱開挖→臨時支撐代換、拆除→防水層鋪設→側洞底板→側洞下邊牆、中板→上邊牆及拱部→二次襯砌背後注漿。大跨度單拱單柱雙層結構暗挖車站橫斷面參見下圖。

大跨度單拱單柱雙層結構暗挖車站橫斷面示意圖

操作要點

《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》的操作要點如下：

一、超前地層探測

採取雷達探測地層內管線，提前制定地下管線處理方案、保護措施。探測地層暗挖車站對應地層內含水、空洞、地下管線、地質情況等資料，為開挖施工採取措施、最佳化施工方案提供基礎信息。

二、結合部施工

車站兩端為結合部，是連線車站、風道、區間的交叉口群洞特殊結構，結合部與車站和風道位置關係示意圖參見下圖。結合部結構瘦高，頂部高於車站頂部，底部低於車站仰拱；採用CRD工法將大斷面分為多個小洞室分塊開挖，小洞室形成封閉結構；為車站開挖施工破口創造安全作業空間。

結合部與車站和風道位置關係示意圖

三、車站中洞法開挖

車站採用中洞法開挖，將大斷面分為小洞室分塊開挖。先施作車站中洞拱部超前支護（如超前長管棚），分層開挖中洞，頂部第一層開挖時在拱部施作超前小導管，開挖中洞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ；中洞開挖貫通後施作底縱梁、鋼管柱、頂縱梁；之後對稱開挖側洞V、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ，初期支護形成橢圓形封閉支護結構，最後從下往上分段、分層施作二次襯砌結構。

1.超前支護及注漿

車站主體開挖斷面大，超前支護可採用超前長管棚、大管棚或超前小導管；長管棚或小導管應根據地層特點注水泥漿、水泥水玻璃等漿液。

2.車站破口施工

（1）車站中洞破口施工

車站口部在結合部側為臨空面，土體容易坍塌，進洞前在結合部範圍內車站中洞對應位置設加強門框，車站口部5米範圍內各分區洞室內部開挖採用CRD工法分為小洞開挖，中間設臨時I25a工字鋼支撐，噴射C20混凝土形成臨時中隔壁，確保破口施工安全。中洞口部分塊參見下圖。

車站中洞口部施工分塊示意圖

（2）車站側洞破口

方法1：車站結合部圈樑二襯混凝土施工完成後，從結合部正面破口進洞。

方法2：從車站中洞內中隔壁上破口進入側洞開挖，破口前在中洞內設2米寬門框加強（如I25a工字鋼門框），保持破口部位穩定。破口後，進行橫向開挖，在側洞內掏槽開挖寬度1米，拱部徑向按30厘米間距施作2.5米長超前小導管，開挖1米立即掛網噴射混凝土封閉，逐步推進，側洞分區洞室形成操作空間後進行車站側洞的正向開挖。

3.車站分塊開挖

車站分塊開挖上下層縱向間隔長度宜控制在12~20米，防止由於台階過長或過短導致地層及初期支護結構變形過大。各洞室內部採用微台階法開挖，上台階高2米，台階長度2~3米，台階坡面坡度1:0.3；開挖施工過程中分區洞室必須及時封閉成環，保證洞室穩定。暗挖捷運車站開挖施工遵循“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測”。車站分塊洞室開挖時，在掌子面採取鑽孔探測開挖前方地層，每個洞室內設3個探測孔；分析鑽孔鑽屑、觀察是否滲漏，為開挖制定措施提供基礎資料。

4.初期支護施工

（1）格柵鋼架：初期支護格柵鋼架通常採用“8”位元組鋼筋，可採用定型模具製作“8”位元組鋼筋。鋼架節點採用螺栓連線，節點分節位置應避開彎矩較大部位，必須保證鋼架節點連線質量，必要時節點位置可採用同主筋直徑的鋼筋焊接加強。鋼架底部應回填密實，嚴禁支撐在鬆土上，可採用鋼板、加氣磚等墊實。

（2）噴射混凝土：宜採用潮噴工藝或濕噴工藝。初期支護背後超挖採用噴射混凝土回填密實，噴射混凝土表面應大面平整。

（3）初期支護背後回填注漿：初期支護洞室施作封閉成環5後應進行初期支護背後回填注漿。

5.臨時支護施工

臨時支護常採用格柵鋼架或工字鋼，臨時支護施工要求同初期支護。

四、中洞內結構施工

大跨度單拱單柱結構暗挖捷運車站中洞法施工，中洞內縱向設底縱梁、鋼管柱和頂縱梁。中洞內永久結構施作後方可對稱開挖側洞；側洞開挖貫通變形趨於穩定後從下往上分段、分層施作二次襯砌結構。車站通常採用全包防水。大跨單拱單柱捷運車站底縱梁、鋼管柱和頂縱梁橫斷面參見下圖。

底縱梁、鋼管柱和頂縱梁橫斷面圖

1.大體積底縱梁施工

車站底縱梁位於車站中洞底部，是鋼管柱的底部支撐面，底縱梁體積大、鋼筋密，施工時將底縱梁和部分底板一起澆築，增大鋼管柱底部支撐面，確保底部穩定。

（1）縱向施工縫的設定

底縱梁採用分段灌注，分段長度為跨鋼管柱間距，為避免施工縫設定在跨中彎矩較大部位，分段選擇在縱向兩根鋼管柱間距的1/4位置，截面與梁中心線垂直。施工縫採用預埋注漿管和兩根遇水膨脹膩子條防水。

（2）底縱梁橫斷面尺寸確定

底縱梁為大體積混凝土結構，底縱梁高度高，頂部將承受鋼管柱、頂縱梁重量，可根據中洞底部分區空間，底縱梁和部分底板混凝土一起澆築，增大底縱梁與初期支護的接觸面。

（3）底縱梁大體積鋼筋綁紮

底縱梁鋼筋骨架高，鋼筋密集，綁紮時先架立鋼管定位支架，之後架設頂部縱筋、十字箍筋、底筋；為有效的保護防水層，防止鋼筋接頭焊接損傷防水層，鋼筋接頭採用接駁器連線。

（4）模板及混凝土灌注

側面模板採用木模外貼PVC板製作成定型模板，由於鋼筋密集，澆築斷面高，在側面縱向按1.5米間距設灌注孔。底縱梁及部分仰拱混凝土結構橫斷面參見下圖。

底縱梁及部分底板橫斷面圖

2.鋼管柱施工

單柱結構車站，鋼管柱直接支撐頂部荷載，對整個車站結構的穩定至關重要。鋼管柱縱向間距約~8米，鋼管柱高度高（如蒲黃榆車站鋼管柱高度10.4米），為便於吊裝及安裝，鋼管柱可分節製作、安裝，鋼管各節之間採用法蘭連線。可根據中洞分區高度，適當調整鋼管柱分節長度。鋼管柱從下往上分節吊裝，鋼管柱作為受壓構件，應保證鋼管柱安裝精度，安設後從頂部吊線錘測量鋼管柱軸線偏差和垂直度。鋼管柱節點採用法蘭連線，法蘭與鋼管柱焊接並設支撐牛腿，鋼管柱內在分節位置設連線鋼筋籠，即在鋼管柱底部與底縱梁連線位置、鋼管柱分節位置、頂部與頂縱梁連線位置均設連線鋼筋籠。鋼管柱安裝檢查合格後從頂部灌注微膨脹混凝土（如C50），混凝土內摻人微膨脹劑，防止混凝土收縮導致鋼管柱形成空洞，混凝土採用插入式搗固器振搗。

為防止鋼管柱偏移，同時保證車站中洞內臨時支撐體系的穩定，側洞開挖前應在中洞內對鋼管柱進行固定並將鋼管柱對應位置水平臨時支撐連線形成環框體系傳遞水平荷載。利用中洞內水平支撐加門框工字鋼和角鋼進行固定，防止側洞開挖引起鋼管柱偏移。在中洞內每層水平支撐鋼管柱對應位置截斷支撐，焊接工字鋼形成框型結構，並設角鋼斜撐。車站中洞內鋼管柱固定參見下圖。

車站中洞內鋼管柱固定示意圖

3.大體積頂縱梁施工

中洞內底縱梁、鋼管柱施工完成後分段施作頂縱梁；車站頂縱梁縱向貫通整個車站拱部，頂縱梁斷面大、鋼筋密，操作空間狹小，混凝土灌注難度大。頂縱梁頂部與初期支護接觸面小，為了增大頂縱梁承受荷載面積，頂縱梁與部份頂板一起施作。頂縱梁分段位置和長度與底縱梁對應，施工縫避免設定在跨中彎矩較大部位。

車站採用全包防水，頂縱梁頂部設防水板、無釘鋪設；為防止鋼筋焊接損傷防水層，鋼筋採用機械連線；為防止頂縱梁頂部出現空隙，在頂縱梁內預埋回填注漿管，注漿管頂部採用膠布包裹，防止頂縱梁混凝土灌注時封堵注漿孔，待車站拱部二次扣拱封閉後實施回填注漿，壓注水泥漿。頂縱梁混凝土灌注採用側面灌注法，在側面設定混凝土搗固孔；或採用拖管法灌注混凝土。可根據頂縱梁高度、操作空間等因素綜合考慮。大體積混凝土施工應採取措施防止混凝土開裂。

（1）施工縫設定

頂縱梁採取分段澆築，分段長度與底縱梁分段位置對應，即分段長度保持在兩根鋼管柱長度。分段施工縫設定在鋼管柱間距1/4位置，截面與中線垂直。側面考慮頂縱梁本身寬度小（如蒲黃榆車站頂縱梁寬1.4米），與頂部初期支護接觸面積小，受力不利；結合頂縱梁操作空間尺寸，頂縱梁和部分頂板混凝土一起澆築，增大頂部接觸面，有利於鋼管柱的穩定。

（2）施工支架及模板

車站中洞上下分層開挖，分層洞室底部設臨時水平支撐，無法直接承受頂縱梁大體積混凝土荷載，施工時支架從已施作的底縱梁開始往上搭設滿堂支架。滿堂支架搭設在中洞水平臨時工字鋼支撐上，支架與水平臨時工字鋼支撐間縱向鋪設一層150×150方木，頂部採用方木與水平支撐連線，頂托和底托調節高度，頂縱梁底部採用工字鋼及絲桿調節高度，確保支架豎向力的傳遞。

（3）大體積頂縱梁混凝土灌注

頂縱梁混凝土灌注方案有兩種：拖管法和側面灌注法。拖管法：在分段長度頂縱梁頂部埋設混凝土灌注管，灌注時邊灌注邊回拖。側面灌注法：從側面邊灌注邊搗固。頂縱梁鋼筋密，根據頂部操作空間情況，選擇適宜的灌注方法；操作空間小採用拖管法，操作空間滿足側面灌注操作時宜採用側面灌注法。

混凝土側面灌注施工方案：頂縱梁鋼筋密集，重量大，操作空間狹小，混凝土澆築時在側模上縱向按3米間距開口設混凝土灌注孔；側模下部縱向按1.2米間距、上部按2米間距設振搗孔，上孔距頂部30厘米，下部距鋼模頂30厘米；插入式搗固棒振搗密實。為防止灌注時頂部不飽滿，在頂縱梁側面縱向按5間距設回填注漿管，待車站拱部襯砌完成後進行回填注漿。混凝土澆築：頂縱梁按大體積混凝土工藝控制。施工過程控制減小混凝土內部的溫度峰值，做好“內部降溫、外部保溫”。

五、側洞二次襯砌施工

中洞法將車站分為多個洞室開挖，中間設臨時支護；車站二次襯砌施工必須對臨時支撐體系進行代換、拆除。二次襯砌施工臨時支撐拆除代換繁雜，縱向分段長度按中洞內頂縱梁、底縱梁分段長度的一半劃分，縱向每段長度控制在一跨鋼管柱間距。為避免一次性拆除代換過多原臨時支撐，影響車站初期支護結構的穩定，採取分段跳槽施工。車站側洞二次襯砌分層示意圖參見下圖。

車站側洞二次襯砌分層示意圖

車站為單柱結構，鋼管柱是關鍵，臨時支撐拆除時必須保持鋼管柱穩定，二次襯砌結構施工必須對稱施工。車站原臨時支撐體系繁雜，為確保初期支護結構穩定，二次襯砌施工必須對原臨時支撐體系進行代換拆除，車站二次襯砌施工分為上下層：仰拱襯砌一下邊牆襯砌一中板及中縱梁一上邊牆襯砌一拱部二襯。襯砌分層拆除代換可根據試驗段監測結果適當調整，其中上邊牆和拱部可採用台架一次性施作。

（1）仰拱二次襯砌施工臨時支撐拆除代換

仰拱施工時對中隔壁支撐進行代換拆除。採用水平工字鋼代換法。首先進行仰拱部位基面清理，塗抹防水砂漿；仰拱中隔壁位置豎向工字鋼支撐採用水平工字鋼代換法，在分段長度內第Ⅳ層中隔壁一定高度（如1.5米）位置掏槽安設2根水平工字鋼，之後間隔1榀截斷3榀水平工字鋼下的豎向中隔壁工字鋼支撐，鋪設空隙內防水層及墊層；在鋪設好的防水層上墊2層無紡布及一塊鋼板，恢復1榀豎向支撐，截斷未拆除的豎向工字鋼支撐，鋪設代換部位仰拱防水層，確保每2米有一根豎向工字鋼支撐到仰拱上。綁紮鋼筋、澆築仰拱混凝土，最後在每個空隙位置內恢復1根豎向工字鋼支撐。仰拱防水採用2層無紡布，並在防水層表面鋪設7厘米厚的細石混凝土保護層，施工縫部位安設兩道遇水膨脹膩子條，設預埋注漿管。二次襯砌施工仰拱水平工字鋼代換參見下圖。

仰拱二次襯砌支撐拆除代換

（2）下邊牆二次襯砌施工支撐拆除代換仰拱混凝土澆築並恢復第四層豎向中隔壁支撐後，在第Ⅳ層左右側洞內加設工字鋼門框，門框直接支撐到仰拱二次襯砌混凝土上，之後截斷左右側洞外側第Ⅲ層水平支撐，進行下邊牆基面處理，施做下邊牆二次襯砌混凝土。

（3）中板及中縱梁施工臨時支撐拆除代換

下邊牆施工後間隔一榀恢復一根第Ⅲ層側洞外側截斷位置水平工字鋼支撐；中板距車站第二層水平支撐距離太近時，中板二次襯砌施工前先進行第二層水平支撐代換拆除，在第二層每個洞內水平支撐上1米位置縱向每米設定一根橫向水平I25a工字鋼支撐，拆除分段長度內原第二層水平工字鋼支撐。中板施工架設滿堂支架，中板位置中隔壁破除混凝土後採用水平工字鋼代換法（縱向每3榀截斷1榀，代換方法同仰拱水平工字鋼代換法），豎向支撐阻礙鋼筋橫穿時在鋼支撐上穿孔通過。

六、監控分析

該工法施工中監控量測對確保工程安全至關重要，必須全過程監測暗挖捷運周邊建（構）築物和地下管線的變形，以及洞內結構變形，及時反饋工序施工階段變形數值，指導設計和施工。主要監測項目為地表沉降、建築物沉降及傾斜、拱頂沉降、水平收斂、圍岩壓力、結構內力、地下水位。

勞動力組織

《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》通常設兩個豎井，開展平行作業，24小時開展3班作業，施工管理做到“情況清楚、重點突出、措施得力、盯住不放”。主要工序循環時間：無水黏土層洞室開挖2米/天；砂層內洞室開挖1米/天。勞動力人員配置見下表。

勞動力人員配置表

崗位工種	人數	崗位工種	人數
測量及監測	5人	開挖班	40人
專業工程師	6人	支護班	40人
領工員	4人	鋼筋班	26人
安全員	4人	綜合班	30人
質量員	4人	起重設備司機	4人
工班長	8人	反挖、空壓機等司機	8人
機修工	4人	電工	2人
其他輔助工人	10人	門衛	4人

材料設備

《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》無需特別說明的材料，機具設備可根據實際靈活調整；設備參見下表。

機具設備配備表

序號	機械名稱	規格型號	主要指標	數量	備註
1	噴漿機	TK-961	5立方米/小時 8.6千瓦	8台	噴射混凝土
2	空壓機	4L-22/8	20立方米/分鐘	3台	/
3	水平導向鑽機	FDP-15D	800-1500	1套	長管棚施工
4	門式起重機	MQ25/10	10噸/5噸	2台	豎井垂直運輸
5	注漿泵	CZJ-30	5兆帕 30升/分鐘	4台	注漿
6	風鑽	YT-28	/	10台	小導管鑽孔
7	煤電鑽	/	/	10台	鑽探測孔
8	挖掘機	DH55	0.3立方米	2台	/
9	強制拌合機	JS500	500升	2台	/
10	防水板焊縫機	ZPR-210	/	4台	/
11	混凝土輸送泵	HB60D	60立方米/小時	2台	/
12	卷揚機	KK10	10噸	2台	/
13	抽水機	BW250	30米揚程	3台	/
14	裝載機	ZL40C	2立方米	2台	/
15	自卸汽車	VOLVOFM7	19噸	5台	/
16	灑水車	WX5101GSSE	8000升	1台	/
17	內燃發電機	250GF	200千瓦	1台	/
18	變壓器	ST-500	500千伏安	2台	/
19	插入式搗固器	ZX-50	5厘米直徑	10台	/
20	鋼筋切斷機	GQ-40	Φ6-405.5千瓦	4台	/
21	鋼筋彎曲機	CW-40	Φ6-40.4千瓦	4台	/
22	鋼筋調直機	GT6/12B	/	4台	/
23	木工機械	/	/	/	/
24	全站儀	徠卡	/	1台	/
25	精密水準儀	DSZ2	/	2台	/
26	機動翻斗車	/	/	6台	/
27	試驗設備	/	/	整套	/
28	軸流式通風機	/	/	1台	/
29	局扇	/	/	10台	洞內通風

機械設備將根據實際情況靈活配置，滿足開展多個平行工作面的需要。

質量控制

《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》的質量控制要求如下：

大跨單拱單柱雙層捷運車站淺埋暗挖中洞法施工重點：中洞內結構的穩定、施工過程中工序頻繁轉換接頭處理、支撐體系代換拆除、防水層施工質量及保護。

一、超前支護施工質量控制，不同地層配置不同的漿液，注漿改善地層。

二、初期支護和臨時支撐節點連線質量控制。開挖洞室分塊多，多次擾動引起變形，節點鋼板可能無法完全密貼，採取加墊鋼板加長連線螺栓，鋼筋綁焊加強等措施。

三、分區洞室拱腳必須回填墊實，採用鋼板、加氣混凝土塊等鋪墊，減小洞室沉降變形。

四、鋼管柱節點連線質量控制。節點法蘭、螺栓、牛腿等焊接和連線到位，鋼管柱節點位置連線鋼筋籠設定、採用微膨脹混凝土，防止鋼管柱內產生空隙。

五、鋼管柱為受壓構件，必須保證鋼管柱垂直；側洞開挖前應對鋼管柱採取固定措施，防止鋼管柱產生偏移和彎矩變形。

六、頂縱梁頂部容易產生空隙，頂縱梁施工時確保頂部混凝土密實並預埋回填注漿管，在二襯混凝土封閉後應進行回填注漿。

七、二次襯砌施工支撐拆除代換頻繁，採取先代換後拆除，分段實施；確保原支撐體系的穩定。

八、二襯鋼筋接頭採用機械連線，接頭未連線前戴上鋼筋帽，防止刺破防水層。

安全措施

採用《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

暗挖捷運車站施工應遵守《中華人民共和國安全生產法》、《建設工程安全生產管理條例》、《建築機械使用安全技術規程》、《施工現場臨時用電安全技術規範》等安全法規和制度。

一、作業人員安全

工人必須接受安全教育、培訓，考試合格後方可上崗。作業工人應配備勞動防護用品。每個分項工程施工前對工人進行安全技術交底。

二、機械設備安全

起重設備、壓力容器（如空壓機）應經專業機構檢測，合格後方可使用。設備定期保養、維護，使用前進行檢查。使用過程中配置必要的防護裝置。

三、洞內結構安全

暗挖車站開挖洞室分塊多，洞室分步開挖對洞內初期支護結構多次擾動；應加強監控量測，根據監測信息，判斷洞內結構是否穩定。分塊洞室開挖後應及時封閉成環，洞室支護體系之間節點連線應牢固，確保初期支護和臨時支護施工質量。現場預備臨時支撐等應急物資，便於洞室變形異常時加設支撐。

四、地面建築物和管線安全

車站開挖前分析受開挖影響的地面建築和管線，制定加固措施。建築物採取地面注漿、設防護樁、洞內注漿加固、加強初期支護和臨時支護等措施。管線採取內套管、洞內注漿等措施，確保管線安全。加強監測量測，及時反饋車站開挖過程中地面建築和管線的變形，為更改設計參數、最佳化施工方案、採取加固措施等提供基礎資料。

五、洞內運輸安全

車站分塊開挖，採取在中隔壁上破口設定門框等措施，統籌規劃運輸線路，洞內渣土運輸線路上設定明顯的指示牌，專人指揮；分區洞室渣土運輸車輛嚴格按規劃線路運行；確保洞內運輸安全。

六、開挖過程中掌子面安全

車站分塊洞室開挖常採用微台階法開挖，上台階高度控制在2米左右，掌子面形成斜坡。砂層洞室內部採用環形開挖保留核心土，核心土長度控制在l左右，防止開挖掌子面塌方。

七、暗挖法車站開挖施工主要安全檢查項目

臨時用電，腳手架、施工機械、起重吊裝設備、邊口防護、安全管理內業資料。

環保措施

《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》的環保措施如下：

一、成立大跨單拱單柱雙層暗挖捷運車站施工環境衛生管理組織機構，在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章，加強對施工燃油、材料、設備、廢水、垃圾、棄渣等的控制。遵守有防火及廢棄物處理的規章制度，做好交通環境疏導，充分滿足便民要求，認真接受城市交通管理。

二、將施工場地設定在圍擋範圍內，場地內地面進行硬化，合理布置，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔文明；對場地及周邊道路口進行灑水，防止塵土飛揚，污染周圍環境。

三、對施工中可能影響到的各種地下管線、地面設施制定可靠的防止損壞的實施措施，加強監測，施工前向全體施工人員詳細交底。

四、場地內設立專用排漿溝、集水坑，車輛進出大門位置設洗車槽，防止泥土帶出施工區域。

五、開挖渣土按當地環保要求的指定地點和方案進行合理堆放和處治。

六、選用環保機械，避免噪聲擾民。

效益分析

《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》的效益分析如下：

一、該工法成功解決了大跨度單拱單柱雙層結構暗挖捷運車站施工難題；結構獨特，施工工法新穎，為類似暗挖車站設計和施工提供技術指標；促進了淺埋暗挖捷運施工技術的發展，社會效益和技術效益顯著。

二、將大斷面淺埋暗挖捷運車站分為多個小洞室開挖，確保大斷面車站施工質量和安全。

三、該工法將大斷面分為多個洞室分塊開挖，中洞分塊開挖，左右側洞對稱開挖，形成多個平行作業面，加快了施工進度。

四、大斷面中洞法施工時在洞內設臨時支撐體系，結構施工支撐拆除後可多次利，節約資源；單柱結構充分利用站內空間，較雙柱結構節約投資。

套用實例

《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》在北京捷運五號線02標段蒲黃榆車站工程的套用情況如下：

一、工程簡介

工程名稱：北京捷運五號線蒲黃榆車站工程；工程地點：北京市豐臺區蒲黃榆路；結構形式：寬22.6米、高16.3米大跨單拱單柱雙層島式結構暗挖車站；開工日期：2003年3月；竣工日期：2007年6月；北京捷運五號線蒲黃榆車站位於北京市豐臺區南二環和南三環之間交通繁忙的蒲黃榆主路下。蒲黃榆車站起止里程K2+931.1~K3+099.1，全長168米，為單拱單柱雙層島式暗挖車站。站體中心裡程K3+000，車站主體結構位於直線上，呈南北走向，-0.3%的縱坡。

北京捷運五號線蒲黃榆車站在暗挖捷運建設中首次採用22.6米寬大跨度單拱單柱雙層島式結構。車站開挖高度16.3米，寬22.6米，開挖斷面面積312.87平方米。車站正線長168米，其中兩側為風道與車站和區間的結合部，兩端結合部寬度均為11米，車站主體結構標準斷面長度146米。車站主體結構標準斷面拱部最小覆蓋層厚度5米，平均覆蓋層厚度約5.5米，車站兩側結合部拱部最小覆蓋層厚度4.5米。車站附屬結構包括2個風亭、4個出入口、2個風道。車站設站廳和站台雙層結構，站台寬度11.8米。蒲黃榆車站橫斷面圖參見下圖。

蒲黃榆車站橫斷面示意圖

二、施工分析

蒲黃榆車站設兩個豎井，設定兩個作業工區，從東南豎井和東北豎井開展平行作業。總體開挖順序：豎井開挖→風道開挖→結合部開挖→車站主體開挖；出入口作為調節工序，從出入口明挖段往車站方向開挖。

風道開挖方案：風道斷面高12.8米、寬9.8米，採用CRD工法分為上下三層六部9個洞室開挖結合部開挖：結合部斷面高19.2米、寬11米，採用CRD工法分為上下四層八部12個洞室開挖。車站主體結構施工方案：車站主體結構斷面高16.3米、寬22.6米。針對蒲黃榆車站特殊結構形式，採用中洞法施工。將大斷面分為12個洞室開挖，先施作車站中洞拱部超前長管棚，開挖過程中在超前長管棚之間施作超前小導管，開挖中洞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，中洞開挖貫通後施作底縱梁、鋼管柱、頂縱梁；中洞內底縱梁、鋼管柱、頂縱梁施工完成後對稱開挖側洞V、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ，初期支護形成橢圓形封閉支護結構，最後從下往上分段分層進行二次襯砌施工，仰拱、下邊牆、中板、上邊牆、拱部，最後進行站台層施工。車站分塊開挖上下層間隔長度控制在12~20米，防止台階過長或過短導致地層及初期支護結構變形過大。各洞室內部採用微台階法開挖，上台階高2米，台階長度2~3米，台階坡面坡度1:0.3；開挖施工過程中分區洞室及時封閉成環，保證了洞室穩定。中洞分區開挖橫斷面參見下圖1，側洞分區開挖橫斷面參見下圖2。

三、施工效果

大斷面分為小洞室開挖，遵循淺埋暗挖施工“十八字”方針，分塊洞室開挖後及時封閉成環，洞室內部採用微台階法開挖，解決了特殊結構形式車站暗挖法大斷面開挖施工難題。

暗挖車站開挖前進行周邊環境調查和探測，為開挖施工方案的編制和建築物及地下管線的保護提供基礎資料。車站開挖施工過程中通過監控量測，及時反饋信息，指導施工，確保施工安全。該工程及周邊環境的安全始終處於受控狀態，未發生一起重大安全質量事故。結合部19.2米瘦高結構頂部覆土厚度僅4.5米，開挖時拱部污水管尚未改移，管線及結構和地層均處於安全狀態。車站中洞拱頂通過污水管、雨水管、自來水管、安樂林形天橋、時代芳群高層建築等建（構）築物，均未出現異常破壞，天橋及管線沉降控制在30毫米內。車站二次襯砌施工臨時支撐拆除代換（重大風險點）施工過程中的沉降控制在10毫米內，水平收斂最大4毫米，鋼管柱偏移控制在1毫米內。有效的保護了周邊環境和地下管線。

四、存在問題

大跨度單拱單柱捷運車站中洞法開挖，局部洞室分塊尺寸不太合理。其中車站側洞V區尖角分塊開挖不利於受力，開挖及初期支護施工難度大，初期支護鋼架節點設定在V區拱部應力較大部位也不合理。這對側洞開挖地表及拱頂沉降控制和施工質量控制不利。地層內滲漏水應提前處理。車站拱部地層內污水管和雨水管長期滲漏，拱部粉土地層受到軟化，導致對應部位地表和拱頂沉降較大。

榮譽表彰

2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《大斷面單拱單柱雙層捷運車站中洞法施工工法》被評定為中國國家二級工法。