發表于《都市快軌交通》，2005，18（1），51-53
杭州地鐵試驗車站的設計與施工
章云泉
(杭州市地鐵集團有限公司， 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個出入口。車站結構為地下雙層島式車站，采用明挖法施工，圍護結構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），土建費用為8600萬元。本文分析了設計特色、工程技術特點和難點（包括圍護樁施工、建筑物保護、河道圍堰、基坑降水等），介紹了鉆孔咬合樁的施工要點，并提出了建設性的意見。
關鍵詞：地鐵； 鉆孔咬合樁；基坑支護；設計
1 工程概況
地鐵試驗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。周邊環境復雜，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。結構頂板覆土約5m。設有2座風道，6個出入口。車站結構為地下雙層島式車站，站臺寬度10m，總高13.31m。設計概算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。工程地質土層總體特征是高含水量和大孔隙比、高壓縮性、低強度。砂質粉土，松散-中密，透水性強，易產生流沙、涌水；淤泥質粘土，流塑~軟塑狀、高靈敏度、具觸變、流變特性弱透水；粉質黏土，可塑-硬塑，中等壓縮性。圍巖分類均為I類。另外，在車站基坑范圍內有古海塘，有條石。地下水分布為兩個含水層，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．建筑設計與圍護結構設計
該車站設計新穎，富有創意。由于新開河的原因，大膽采用長度達56m的超大型橢圓中庭式結構設計，視野開闊，現代感強。同時，充分考慮人防、消防、防水以及無障礙設施及站臺屏蔽門系統，機電及控制系統設計先進，出入口達6個，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。
車站基坑支護采用Φ1000@750鉆孔咬合灌注樁，樁長35、33和28m不等。內設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。車站圍護結構設計圖見圖3。
4．工程特點與技術難點
4．1 工程特點
4.1.1 意義深遠
地鐵一號線工程是我市歷史上投資最大的城市基礎設施項目，已經列為杭州市“十大工程”之一和省市重點工程項目。地鐵試驗段工程的開工標志著從“紙上談兵”的規劃論證階段正式轉入“實施建設”階段，這是一次20年來的大跨越和實現“地鐵夢”的轉折點。因此，試驗段工程必須確保工程質量、安全和工期，做到萬無一失。
4.1.2 外部環境復雜
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建；用地性質復雜，集體土地和國有土地混雜其間，企業包括國有、集體和合資等，有住宅、商鋪，須拆遷18000平方米，動遷難度大；建設單位涉及錢江新城指揮部、市河道指揮部、上城區農居中心等4家單位，協調難度大； 管線種類多，數量達25條，有的埋深達6米，管徑1200mm，管線保護和遷改難度大。
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、基坑開挖與結構施工等多道工序，工序間相互穿插和制約，項目管理難度高。
4.2 技術難點
4.2.1鉆孔咬合灌注樁施工
鉆孔咬合灌注樁在國內屬于新工藝，施工設備少，可施工25米以上樁長的更少。灌注樁緩凝和垂直度的監測與控制以確保止水是難點之一。
4.2.2周邊建筑物保護
基坑附近3.5米處有一幢9層簡易框架樓房，有50多戶居民，夯擴短樁長僅6-7米。椐測量，現已發生位移。按常規采用旋噴樁加固保護。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
根據水文資料，有潛水層和承壓水。基坑井點降水方法是保證基坑開挖安全的關鍵。
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。施工時圍堰加Φ1000泄洪管，以保證泄洪要求。但是在圍堰上實施鉆孔咬合樁存在一定的技術問題。
5．鉆孔咬合灌注樁施工
鉆孔咬合樁是一種新型的圍護結構，由于其樁心相互咬合，解決了傳統排樁相切時防水效果差的問題。該工藝最近已經在深圳地鐵和南京地鐵等工程中得到應用，也用于杭州市新城暗挖隧道的圍護結構中。該工藝具有以下優點：防水效果好；成孔垂直精度高；套管護壁，干孔作業，無泥漿、無沖擊、無振動、無噪聲，能安全文明施工；投資相對節省。可廣泛應用于富水軟土、砂層和黏土地層的基礎工程，缺點是孔深大于25米的設備少，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， 用液壓套管鉆機切割A樁部分樁體后施工A樁之間的B樁，最終形成A樁和B樁的咬合結構。第一序采用超緩凝砼灌注，確保第二序的順利成孔。遇到孤石時采用沖擊錘擊碎。鉆孔咬合樁的施工難點在于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米以上和地質條件，本工程采用3臺全套管鉆機（套管鉆機壓管，旋挖鉆機開挖取土）設備組合形式進行鉆孔咬合樁施工。全液壓套管鉆機的型號有VLM20型和VRM2000型，旋挖鉆的型號有SD205-2型和C600型兩種。
根據旋挖鉆機鉆頭提升高度及作業半徑，在套管鉆機前搭設作業平臺，將旋挖鉆置于平臺上，旋挖鉆機可隨作業平臺牽引滑行就位。平臺內凈空高度要高于壓管機的最高行程高度，平臺頂高度應滿足套管接長時套管頂與旋挖鉆頭間的最小作業空間。鉆孔咬合樁施工流程為：場地平整--導墻--樁機就位--吊裝套管—測垂直度—壓入套管—抓斗取土—套管鉆進—測量孔深—吊放鋼筋籠—混凝土灌注—測定—樁機移位。
6．結論與建議
6.1 由于各地的地質條件不同，施工方法具有明顯的地域特性
杭州地鐵試驗段工程為弄清軟土和粉土條件下進行大規模施工積累施工和管理經驗。一般試驗段選擇在具有地質代表性、拆遷少，易實施的地段，或影響工期的關鍵節點。而杭州市地鐵試驗段秋濤路站地質條件復雜、交通繁忙、動遷量大，具有市區施工的代表性。同時，圍護結構采用新型的鉆孔咬合樁工藝，值得很好總結。
6.2 車站設計方案切實可行，但實施難度大
車站（中間站）設計方案橫跨城市主干道，下穿新開河， 地下雙層貫通，有6個出入口。雖然工程難度和投資增加許多，但是從城市發展和吸引客流的長遠來看是值得的。
6.3 車站設計的平面布置及出入口的位置還有優化和改進的余地
設計人員一定要多次深入現場踏勘，比如9層樓房的保護問題（無論是拆除還是旋噴樁保護）涉及資金上千萬元。設計概算中的動遷費用估算嚴重偏低也值得我們吸取教訓。
6.4 圍護結構方案需要充分論證
鉆孔咬合灌注樁有其許多優點，但是樁長超過25米由于可選液壓鉆機稀少，嚴重影響工期。應該與地下連續墻方案進行綜合技術經濟比選。但是在樁長在18米左右的圍護結構具有一定的優勢。現在據報道，SMW樁工法已用于地鐵工程而且達到-16米的記錄。因此，同樣值得方案比選。
6.5 實施性施工組織設計非常重要
建議對工程重點和難點要進行專題研究論證，確保工程質量和安全。同時要考慮許多不確定因素對工期的影響，優化工序組合，進行動態管理。
參考文獻
[1] 劉建國.套管鉆機鉆孔咬合樁設計與施工.地鐵與輕軌.2001（3）， 2-4
[2]中鐵一局.杭州市地鐵一號線試驗段秋濤路站實施性施工組織設計.2004.3
[3]北京城建設計院.杭州市地鐵秋濤路站初步設計.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
