發(fā)表于《都市快軌交通》，2005，18（1），51-53

杭州地鐵試驗(yàn)車站的設(shè)計(jì)與施工

章云泉
(杭州市地鐵集團(tuán)有限公司， 杭州市310003)

摘要 杭州地鐵秋濤路站位于汽車南站附近，橫跨秋濤路，下穿新開河。全長260米，寬18.9米，埋深-18米，有6個(gè)出入口。車站結(jié)構(gòu)為地下雙層島式車站，采用明挖法施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔咬合灌注樁。工期2年， 總投資約1.7億元（含征地拆遷等），土建費(fèi)用為8600萬元。本文分析了設(shè)計(jì)特色、工程技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)（包括圍護(hù)樁施工、建筑物保護(hù)、河道圍堰、基坑降水等），介紹了鉆孔咬合樁的施工要點(diǎn)，并提出了建設(shè)性的意見。
關(guān)鍵詞：地鐵； 鉆孔咬合樁；基坑支護(hù)；設(shè)計(jì)

1 工程概況
地鐵試驗(yàn)段秋濤路車站位于汽車南站附近，沿錢江新城婺江路，橫跨秋濤路，并穿越新開河。周邊環(huán)境復(fù)雜，管線眾多，交通繁忙。車站總長259.6m（含渡線100m），總寬18.9m，埋深-18m。結(jié)構(gòu)頂板覆土約5m。設(shè)有2座風(fēng)道，6個(gè)出入口。車站結(jié)構(gòu)為地下雙層島式車站，站臺(tái)寬度10m，總高13.31m。設(shè)計(jì)概算1.7億元（含征地拆遷等），工期24月。車站平面示意圖，見圖1。

2．工程地質(zhì)與水文條件
該工程位于錢塘江河口相沖海積堆積的粉性土及砂性土地區(qū)。工程地質(zhì)土層總體特征是高含水量和大孔隙比、高壓縮性、低強(qiáng)度。砂質(zhì)粉土，松散-中密，透水性強(qiáng)，易產(chǎn)生流沙、涌水；淤泥質(zhì)粘土，流塑~軟塑狀、高靈敏度、具觸變、流變特性弱透水；粉質(zhì)黏土，可塑-硬塑，中等壓縮性。圍巖分類均為I類。另外，在車站基坑范圍內(nèi)有古海塘，有條石。地下水分布為兩個(gè)含水層，即淺層潛水（靜止水位埋深0.85-3.45m）和深層承壓水（埋深23-28m）。
3．建筑設(shè)計(jì)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
該車站設(shè)計(jì)新穎，富有創(chuàng)意。由于新開河的原因，大膽采用長度達(dá)56m的超大型橢圓中庭式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，視野開闊，現(xiàn)代感強(qiáng)。同時(shí)，充分考慮人防、消防、防水以及無障礙設(shè)施及站臺(tái)屏蔽門系統(tǒng)，機(jī)電及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)，出入口達(dá)6個(gè)，完善的功能布局極大地方便乘客乘坐的需要。車站透視圖見圖2。

車站基坑支護(hù)采用Φ1000@750鉆孔咬合灌注樁，樁長35、33和28m不等。內(nèi)設(shè)Φ609的鋼管支撐6道，縱向間距4m。出入口部分基坑最埋深13m，采用SMW工法，樁徑Φ850。車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖見圖3。

4．工程特點(diǎn)與技術(shù)難點(diǎn)
4．1 工程特點(diǎn)
4.1.1 意義深遠(yuǎn)
地鐵一號(hào)線工程是我市歷史上投資最大的城市基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，已經(jīng)列為杭州市“十大工程”之一和省市重點(diǎn)工程項(xiàng)目。地鐵試驗(yàn)段工程的開工標(biāo)志著從“紙上談兵”的規(guī)劃論證階段正式轉(zhuǎn)入“實(shí)施建設(shè)”階段，這是一次20年來的大跨越和實(shí)現(xiàn)“地鐵夢(mèng)”的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。因此，試驗(yàn)段工程必須確保工程質(zhì)量、安全和工期，做到萬無一失。
4.1.2 外部環(huán)境復(fù)雜
該車站橫跨城市主干道秋濤路，交通繁忙，只能倒邊施工；穿越新開河，不能斷流。車站范圍還涉及橋梁的撤除和復(fù)建；用地性質(zhì)復(fù)雜，集體土地和國有土地混雜其間，企業(yè)包括國有、集體和合資等，有住宅、商鋪，須拆遷18000平方米，動(dòng)遷難度大；建設(shè)單位涉及錢江新城指揮部、市河道指揮部、上城區(qū)農(nóng)居中心等4家單位，協(xié)調(diào)難度大； 管線種類多，數(shù)量達(dá)25條，有的埋深達(dá)6米，管徑1200mm，管線保護(hù)和遷改難度大。
4.1.3 基坑深
由于要穿越新開河，車站又要貫通，車站的底板埋深-18米，樁長達(dá)33~35米。
4.1.4 施工工序多
車站工程涉及鉆孔咬合樁、SMW工法樁、旋噴攪拌樁加固、截流圍堰、基坑開挖與結(jié)構(gòu)施工等多道工序，工序間相互穿插和制約，項(xiàng)目管理難度高。
4.2 技術(shù)難點(diǎn)
4.2.1鉆孔咬合灌注樁施工
鉆孔咬合灌注樁在國內(nèi)屬于新工藝，施工設(shè)備少，可施工25米以上樁長的更少。灌注樁緩凝和垂直度的監(jiān)測(cè)與控制以確保止水是難點(diǎn)之一。
4.2.2周邊建筑物保護(hù)
基坑附近3.5米處有一幢9層簡(jiǎn)易框架樓房，有50多戶居民，夯擴(kuò)短樁長僅6-7米。椐測(cè)量，現(xiàn)已發(fā)生位移。按常規(guī)采用旋噴樁加固保護(hù)。加固方案必須確保基坑開挖過程中樓房的不開裂及居民安全。
4.2.3交通組織
采用倒邊施工的方案， 必須確保軍便梁或排樁能夠承受重載車輛不間斷的通行，而不影響基坑開挖安全及保證道路不沉陷。
4.2.4基坑施工降水
根據(jù)水文資料，有潛水層和承壓水。基坑井點(diǎn)降水方法是保證基坑開挖安全的關(guān)鍵。
4.2.5 河流圍堰
新開河具有城市排洪和景觀功能，不能斷流。施工時(shí)圍堰加Φ1000泄洪管，以保證泄洪要求。但是在圍堰上實(shí)施鉆孔咬合樁存在一定的技術(shù)問題。
5．鉆孔咬合灌注樁施工
鉆孔咬合樁是一種新型的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于其樁心相互咬合，解決了傳統(tǒng)排樁相切時(shí)防水效果差的問題。該工藝最近已經(jīng)在深圳地鐵和南京地鐵等工程中得到應(yīng)用，也用于杭州市新城暗挖隧道的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中。該工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：防水效果好；成孔垂直精度高；套管護(hù)壁，干孔作業(yè)，無泥漿、無沖擊、無振動(dòng)、無噪聲，能安全文明施工；投資相對(duì)節(jié)省。可廣泛應(yīng)用于富水軟土、砂層和黏土地層的基礎(chǔ)工程，缺點(diǎn)是孔深大于25米的設(shè)備少，需要從境外購買或租賃。
鉆孔咬合樁有兩種樁型， A樁為素混凝土樁， B樁為鋼筋混凝土樁。采用套管護(hù)壁成孔，先間隔施工A樁，在A樁混凝土初凝前， 用液壓套管鉆機(jī)切割A(yù)樁部分樁體后施工A樁之間的B樁，最終形成A樁和B樁的咬合結(jié)構(gòu)。第一序采用超緩凝砼灌注，確保第二序的順利成孔。遇到孤石時(shí)采用沖擊錘擊碎。鉆孔咬合樁的施工難點(diǎn)在于A樁混凝土的緩凝和鉆孔過程中的垂直度的控制。
由于孔深25米以上和地質(zhì)條件，本工程采用3臺(tái)全套管鉆機(jī)（套管鉆機(jī)壓管，旋挖鉆機(jī)開挖取土）設(shè)備組合形式進(jìn)行鉆孔咬合樁施工。全液壓套管鉆機(jī)的型號(hào)有VLM20型和VRM2000型，旋挖鉆的型號(hào)有SD205-2型和C600型兩種。
根據(jù)旋挖鉆機(jī)鉆頭提升高度及作業(yè)半徑，在套管鉆機(jī)前搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)，將旋挖鉆置于平臺(tái)上，旋挖鉆機(jī)可隨作業(yè)平臺(tái)牽引滑行就位。平臺(tái)內(nèi)凈空高度要高于壓管機(jī)的最高行程高度，平臺(tái)頂高度應(yīng)滿足套管接長時(shí)套管頂與旋挖鉆頭間的最小作業(yè)空間。鉆孔咬合樁施工流程為：場(chǎng)地平整--導(dǎo)墻--樁機(jī)就位--吊裝套管—測(cè)垂直度—壓入套管—抓斗取土—套管鉆進(jìn)—測(cè)量孔深—吊放鋼筋籠—混凝土灌注—測(cè)定—樁機(jī)移位。
6．結(jié)論與建議
6.1 由于各地的地質(zhì)條件不同，施工方法具有明顯的地域特性
杭州地鐵試驗(yàn)段工程為弄清軟土和粉土條件下進(jìn)行大規(guī)模施工積累施工和管理經(jīng)驗(yàn)。一般試驗(yàn)段選擇在具有地質(zhì)代表性、拆遷少，易實(shí)施的地段，或影響工期的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。而杭州市地鐵試驗(yàn)段秋濤路站地質(zhì)條件復(fù)雜、交通繁忙、動(dòng)遷量大，具有市區(qū)施工的代表性。同時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用新型的鉆孔咬合樁工藝，值得很好總結(jié)。
6.2 車站設(shè)計(jì)方案切實(shí)可行，但實(shí)施難度大
車站（中間站）設(shè)計(jì)方案橫跨城市主干道，下穿新開河， 地下雙層貫通，有6個(gè)出入口。雖然工程難度和投資增加許多，但是從城市發(fā)展和吸引客流的長遠(yuǎn)來看是值得的。
6.3 車站設(shè)計(jì)的平面布置及出入口的位置還有優(yōu)化和改進(jìn)的余地
設(shè)計(jì)人員一定要多次深入現(xiàn)場(chǎng)踏勘，比如9層樓房的保護(hù)問題（無論是拆除還是旋噴樁保護(hù)）涉及資金上千萬元。設(shè)計(jì)概算中的動(dòng)遷費(fèi)用估算嚴(yán)重偏低也值得我們吸取教訓(xùn)。
6.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案需要充分論證
鉆孔咬合灌注樁有其許多優(yōu)點(diǎn)，但是樁長超過25米由于可選液壓鉆機(jī)稀少，嚴(yán)重影響工期。應(yīng)該與地下連續(xù)墻方案進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選。但是在樁長在18米左右的圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有一定的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在據(jù)報(bào)道，SMW樁工法已用于地鐵工程而且達(dá)到-16米的記錄。因此，同樣值得方案比選。
6.5 實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)非常重要
建議對(duì)工程重點(diǎn)和難點(diǎn)要進(jìn)行專題研究論證，確保工程質(zhì)量和安全。同時(shí)要考慮許多不確定因素對(duì)工期的影響，優(yōu)化工序組合，進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。

參考文獻(xiàn)
[1] 劉建國.套管鉆機(jī)鉆孔咬合樁設(shè)計(jì)與施工.地鐵與輕軌.2001（3）， 2-4
[2]中鐵一局.杭州市地鐵一號(hào)線試驗(yàn)段秋濤路站實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì).2004.3
[3]北京城建設(shè)計(jì)院.杭州市地鐵秋濤路站初步設(shè)計(jì).2003.12

The Design and construction of test station for Hangzhou metro
Zhang Yunquan
(Hangzhou Metro Co, ltd, Hangzhou 310003)
Abstract: The test station lies near Bus terminal S., across Qiutao Rd and under Xinkai river. There are six outlets with 260m in length and 18.9m in width for this station. The underground structure has two levels in type of “island”. Using cut-and-cover construction method and mechanized hole-biting pile technology, it will be completed in 2 years, funding 170 million yuan(RMB) including land requisition and buildings demolition etc. The budget in civil works is 86 million. These contents are analyzed in design characteristics, technical difficulties such as biting piles, building near site protection , river dam and underground water treatment.Some suggestions are also made in this paper.
Keywords: metro ; mechanized hole biting pile; design