換乘車站頂板半蓋挖法修建技術(shù)研究

施玉晶

（中鐵隧道勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 511400）

1 工程概況

福州地鐵4 號(hào)線一期工程塔頭站位于福州市晉安區(qū)，沿東大路自西向東敷設(shè)，與沿六一北路南北敷設(shè)濱?？炀€T 型換乘，同期設(shè)計(jì)，同期施工。車站緊鄰晉安河、站后區(qū)間下穿晉安河及塔頭橋，受塔頭橋橋樁控制，車站為楔形站臺(tái)，全長(zhǎng)256.8m；車站周邊建筑及管線密集，東大路為福州市內(nèi)主干路交通量極大。車站受制于周邊環(huán)境、交通疏解、管線密集、工期緊張，確定采用頂板半蓋挖法施工。

2 車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 車站設(shè)計(jì)邊界條件。

根據(jù)福州市相關(guān)部門要求，車站施工期間需滿足借一還一的要求，雙向6 車道；周邊建筑物密集，圍擋距離建筑物最小凈距為5 米；地下管線密集，車站外側(cè)無(wú)遷改路徑。車站頂板埋深3.5m，底板埋深17.4m；底板邊墻均位于淤泥層。

2.2 車站工法比選

根據(jù)本站周邊環(huán)境條件、交通疏解要求、工程造價(jià)、工期、社會(huì)影響等綜合考慮對(duì)比；確定采用頂板半蓋挖法施工（圖1）；

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

頂板半蓋挖工法一期施工臨時(shí)鋼管柱及半幅永久頂板；二期施工車站基坑開挖及底板、中板、梁柱、另外半幅頂板；但其施工工序轉(zhuǎn)換復(fù)雜，在拆除臨立柱過程中，結(jié)構(gòu)受力體系轉(zhuǎn)換是整個(gè)工程成功的關(guān)鍵。

3 半蓋挖結(jié)構(gòu)計(jì)算

由于車站位于城市主干道上，按城A 級(jí)橋梁荷載進(jìn)行取值。通過對(duì)車站施工工序的計(jì)算分析知：第一鋼管柱會(huì)產(chǎn)生一定彎矩值，加上流塑橫向剪切柱子彎矩會(huì)更大，需要采取措施減小變形；第二二期頂板和半蓋挖頂板初始應(yīng)力不一致，半蓋挖頂板由單次超靜定結(jié)構(gòu)變成多次超靜定狀態(tài)，在空間上有扭轉(zhuǎn)傾向，結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行二次分配，對(duì)永久頂縱梁、柱的抗扭性能、抗彎剛度等構(gòu)件力學(xué)性能有很高要求（圖2）；第三頂板半蓋挖法結(jié)構(gòu)體系與二期圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)剛度差異導(dǎo)致差異性沉降、附加應(yīng)力（圖3）；在設(shè)計(jì)施工中應(yīng)采用有效措施避免上述問題。

圖2 開挖過程分析

圖3 差異性沉降分析

4 結(jié)論

本車站頂板半蓋挖法設(shè)計(jì)及研究非常成功，較合理地協(xié)調(diào)和解決地鐵車站施工用地、工期要求緊張與地面交通、周邊環(huán)境之間的沖突關(guān)系，并有較大的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。