哈尔滨一号线车站施工工法研究与探讨
摘 要: 对哈尔滨地铁一号线地铁车站施工工法展开研究分析，将为今后的地铁车站施工工法的合理设计与施工提供借鉴作用。
关键词: 地铁; 车站; 施工; 工法; 研究
1 工程概况
哈尔滨市地铁一号线一期工程，线路起点位于医大二院站、经黑龙江大学站、理工大学站、电表厂站等站，终于哈尔滨东站。一期工程线路全长 14． 33 km，全部为地下线，设 16座地下车站以及太平桥车辆段。设控制中心 1 座、主变电所2 座及相应的机电系统专业配套工程。车站型式包括岛式站台、侧式站台、一岛一侧式站台; 车站结构形式包括双柱三跨、单柱双跨、三柱四跨式现浇钢筋混凝土结构。
2 地铁施工工法简介
2． 1 明挖法
明挖法是在围护结构施工后，沿基坑深度自上而下挖土和支撑，直至坑底，再自下而上地回筑车站内部结构，最后覆土并恢复道路。该方法技术简单、快速、经济，施工质量好。在各方条件具备时应优先采用。
适用条件: ( 1) 基坑开挖范围内无重要的市政管线或市政管线较少可以临时改移; ( 2) 施工影响范围内的道路交通流量不大; ( 3) 当车站基坑所处位置地面较为空旷。
2． 2 逆作法
在围护结构和中间桩柱施工后，先浇筑车站顶板，恢复地面道路。车站的内部结构施工随同基坑开挖，自上而下进行，本方法的优点是基坑变形小，对邻近建筑物影响小，占路时间短，顶板完成后即可恢复路面交通。
适用条件: ( 1) 车站覆土较浅，周围建筑物较近或对变形控制要求较高; ( 2) 交通繁忙，不能较长时间占路施工且组织临时交通难度较大。
2． 3 盖挖顺作法
盖挖顺作法是完成围护结构后，利用夜间交通量少的时间封闭道路开挖路面，在车站顶板上方架设军便梁及预制路面盖板形成临时路面，恢复交通，然后在临时路面下方按明挖顺作法施工车站内部结构，最后拆除临时路面、覆土、构筑永久路面。由于该方法可以在最短时间内建立临时路面系统、占用场地时间短，对地面交通干扰较小等优点。
适用条件: 当地面交通较繁忙，不宜长时间施工占路时。
2． 4 暗挖法
暗挖法包括浅埋暗挖法、盾构法、钻爆法。其中浅埋暗挖法是按照“新奥法”原理，采取适宜的辅助工法，对开挖周边地层预加固和预处理，采用足够刚性的复合衬砌为基本支护的适用于软土近地表隧道的暗挖施工方法，通常包括眼镜法、CRD 法、CD 法等方法，以及近年来发展起来的 PBA 工法。
适用条件: ( 1) 地面交通繁忙，不具备封路的施工条件;( 2) 车站顶板覆土较厚，土层条件较好，地下水位较低。
3 地铁一号线车站施工工法比选
3． 1 地铁一号线各车站主体结构施工方法选定
哈尔滨轨道交通一期工程由南向北，横贯整个哈尔滨市区。一期工程地下车站大部分设置在交通繁忙的主干道和道路十字交叉口之下，换乘站有平行布置型式，也有“T”型和“L”型相交型式。因此，车站土建工程施工时，必须保证路面交通的畅通，减少对市民出行及周边环境的影响，确保车站建设工期，控制土建工程造价。
根据哈尔滨地区气候特点，一年四季中严寒的冬季较长，会影响车站施工。而一座车站的土建施工通常需要一年以上的时间，因此，施工方案亦需充分考虑气候对车站建设工期的影响。对于受寒冷气候影响较大的明挖、逆作法车站，可通过分段、分期、增加施工作业面等综合措施，将气候的影响降低至最低程度，确保土建工程的施工工期。
3． 2 出入口和风道结构的施工方法选择
风道和出入口结构通常布置在主体结构的两侧。其施工方法主要根据所处场地的工程地质和水文地质条件、道路交通和地下管线等情况综合确定。
当风道和出入口埋深较浅，工程地质水文地质情况比较差，施工时具备交通疏解条件或对交通影响小时，其施工方法选择基坑法; 当施工对地面交通影响较大，而交通疏解又很困难，地下管线迁移量大或迁移困难，但地层强度经加固后满足浅埋暗挖法施工要求时，则采用浅埋暗挖法施工。
当风道和出入口埋深较大，且地下水为低于风道和出入口通道底板，地层条件进行处理后满足要求时，也可采用浅埋暗挖法施工; 出口部分采用基坑法施工。
3． 3 车站主体的围护结构施工方法选择
3. 3. 1 施工方法比选
根据基坑深度，环境条件及工程地质和水文地质条件，本工程地下车站可选择的围护结构方案如下。
( 1) Φ800@1 300 钻孔灌注桩
本方案采用Φ800 钻孔灌注桩，桩中心间距 1 300 mm，基坑内设钢支撑。适用于岗阜状高原区的地下二层车站。由于地下水位低于坑底，桩间无需设截水帷幕。本方案的优点是施工技术、工艺简单，适用范围广、造价较低，而且可同时配备多个台班，达到缩短工期的目的。其缺点是钻孔灌注桩施工时浆液对环境有一定污染。
( 2) Φ800@1 000 钻孔灌注桩 + 止水帷幕
本方案采用 Φ800 钻孔灌注桩，桩中心间距 1 000 mm，基坑内设钢支撑。桩间采用 Φ600 旋喷桩止水。适用于松花江河漫滩区的地下二层车站。由于地下水位较高，侧向压力较大，采用 Φ800 桩径，桩间设 Φ600 旋喷桩止水。本方案灌注桩的优点与方案( 1) 相同，造价比钻孔咬合桩和地下连续墙方案低，缺点是钻孔灌注桩施工时浆液对环境有一定污染，旋喷桩的成桩质量受地层影响较大。
( 3) Φ1 000@800 钻孔咬合桩
钻孔咬合桩采用相互咬合钻孔灌注桩形成挡土和防渗结构，施工工艺先进，采用全套管钻进、干式成孔。施工时将工程桩分为一序桩、二序桩，一序桩采用低标号缓凝型混凝土，二序桩为钢筋混凝土桩( 主受力桩) ，一序桩与二序桩相互咬合，既挡土又防渗。该方案的优点是施工进度快，质量好，无泥浆污染。对基坑周边建筑物影响小，其造价比钻孔灌注桩高，比地下连续墙方案低。但需专门的机具，对施工设备的性能和施工队伍操作技术要求高，施工不当易造成渗漏水。
( 4) 600 mm 厚地下连续墙
本方案采用 600 mm 厚地下连续墙，基坑内设钢支撑。地下连续墙施工技术成熟、速度快，基坑变形较小，并以整体性好，刚度大，防渗性能好见长，但造价较高。岗阜状高原区的车站站址地下水位低于结构底板，毋须防渗帷幕，不予采用。松花江河漫滩区的车站站址地下水位高，地下连续墙可作为方案之一。地下墙既可作为基坑开挖阶段的围护结构，又可与内衬形成叠合墙( 或复合墙) ，成为使用阶段主体结构的一部分，共同承受外部荷载。该方案的优点是: 结构整体性好，刚度大，防渗性能和耐久性好，施工时对基坑周边的地层扰动小。缺点是需要专门的成槽设备，造价也较高。
( 5) 人工挖孔桩
本方案采用Φ1 200 的人工挖孔桩，其优点是成孔主要由人工完成，造价较低，缺点是桩径大，人工开挖工程量大，挖孔时间长，效率较低，而且危险性高、井下作业环境恶劣，施工时侧壁变形也相对较大。
3． 3． 2 地铁一号线车站主体围护结构施工方法选定
本工程地下车站主体结构根据工程水文地质条件可分为两类: 一类是岗阜状高原区，另一类是松花江河漫滩区。对不同主体结构的基坑选择围护结构，应根据站位所处的工程地质和水文地质条件，按照技术可行、经济合理的原则，根据基坑深度和周围环境条件及施工方法等因素，进行方案比选。首先应根据站位环境所确定基坑保护等级，确定基坑水平位移和地表沉降的限制，使得围护结构能满足上述要求，并满足施工的可行性，再经技术、经济比较后确定最终的围护结构型式。
4 工程投资分析
各工法经济指标对比如下，明挖法车站为 6 850 元/m2，盖挖法车站为 7 050 元/m2，暗挖车站为 10 800 元/m2，因此明挖法比较经济。
5 结 语
哈尔滨市轨道交通一期工程的车站建设情况复杂，必须根据地面交通、地下管线、城市周边建筑物、工程地质及水文地质情况以及各车站不同的工程环境和建设条件，本着科学严谨的态度，因地制宜，借鉴并吸收国内外地铁车站建设的成功经验，在满足使用和运营的功能的基础上，推出了结构安全可靠、保护周边环境、缓解交通影响、确保建设工期、控制工程造价等几方面具有综合优势的技术方案，加之科学严密的施工组织与管理，为哈尔滨地铁一号线科学合理的建设提供有力保障。
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