摘要：受多方面条件制约，暗挖法已成为地铁车站修建的必选，合理科学选其修筑技术对暗挖车站安全、快速施工至关重要。本文详细阐述了各种修建方法的原理、优缺点、适用条件，并对各修筑技术进行了对比分析，可供暗挖地铁车站的设计及施工参考。
关键词：地铁车站；侧洞法；中洞法；PBA法；一次扣拱暗挖逆作法；柱洞法
目前，中国已有30多个城市开始地铁建设，由于城市规划前瞻性不够和受到地铁车站周边复杂环境的制约，暗挖法已成为越来越多地铁车站修建的必选方法。暗挖车站施工方法主要有双侧壁导坑法、侧洞法、中洞法及PBA法、柱洞法和一次扣拱暗挖逆作法，选择一种适宜的方法对车站安全、快速施工至关重要。
1施工技术原理与特点
1.1双侧壁导坑法
该法最早应用于北京地铁西单站，现主要用于大跨度石介质围岩条件下地铁车站的修建，如重庆地铁的多个暗挖车站。双侧壁导坑法又称眼镜工法，施工时先开挖两侧的导洞，并及时进行初期支护，然后施工部分侧墙二衬，再分部开挖剩余部分，最后拆除初支进行剩余二次衬砌施工。施工流程见表1。
表1双侧壁导坑法施工流程
1.2侧洞法
侧洞法是先采用“CRD”法同步开挖两个侧洞，初支封闭后，在侧洞内自下而上施作基础、立柱、边墙和边拱，顶住两侧洞上部土体，再在中部自上而下开挖并完成中拱、隔板和基础。施工流程见表2。该法必须同步推进两个较大跨度的侧洞，以免产生不均匀推力，对地层扰动范围较大。
表2侧洞法施工流程
1.3中洞法
中洞法是先采用“CRD”法开挖中洞，完成中洞封闭后，在中洞较大空间内自下而上完成基础、立柱、中隔板、顶梁和中拱，使之在中洞内形成对上部土体的刚性支撑；然后再开挖侧洞，采用正台阶法或“CRD”法完成两侧洞开挖支护和二次衬砌，并逐渐将侧洞顶部荷载通过中洞初支转移到梁、柱结构上。施工流程见表3。该法工序单纯，初期支护自上而下，每一步封闭成环，环环相扣，二次衬砌自下而上施作，施工质量易得到保证。
表3中洞法施工流程
1.4 PBA法
PBA（pile、beam、arch）法即洞桩法，是目前暗挖地铁车站中使用最多的施工方法。该法是将浅埋暗挖和盖挖法进行了有机的结合, 先做多个分离导洞，在小导洞内先做支护桩再加拱的暗挖技术；在边导洞内施工车站的边桩，在中导洞内施工梁柱，然后在桩柱体系间进行初期支护和二次衬砌扣拱，形成车站的顶部结构，并在顶部结构的保护下由上至下逆筑车站结构。一般三跨双层车站采用六导洞，其施工流程见表4。该法由于有桩做围护，再加上桩顶冠梁，便成为一个很好的围护体系；边桩可起到部分隔离作用，下沉量很小。
表4PBA（六导洞法）施工流程
1.5柱洞法
柱洞法具有PBA和中洞法的特点，施工是先在立柱位置施做导洞，在导洞内做底梁、柱、顶纵梁，然后施工柱洞间的中洞初支与二衬，形成整个大中洞的稳定体系；其它和压力转换的原理和中洞法相洞。单层车站柱洞法施工流程见表5。
表5柱洞法施工流程
1.6一次扣拱暗挖逆作法
一次扣拱暗挖逆作法（以下简称暗挖逆作法）是近两年新出现的暗挖车站施工技术，在北京地铁黄庄站首次提出并成功实施，目前使用此方法修建完成的车站还较少。暗挖逆作法，是结合PBA工法和盖挖逆作法而演绎出的新技术，基本原理是通过暗挖形成结构的上层顶盖，采用逆作完成下层开挖及各层墙、板内衬。施工流程示意见表6。该法施工风险小，施工空间大，速度快，采用较少数目的大导洞，解决了传统暗挖法导洞数量多、导洞较小、施工空间小、结构受力多次转换、土体重复扰动等技术问题。拱顶和基础底板能一次性、完整地形成，对提高结构稳定性、加快施工速度、提高施工安全性，起到至关重要的作用。
表6暗挖逆作法施工流程
2修建技术对比分析
暗挖地铁车站修建技术对比见表7。结果发现，双侧壁导坑法在作业环境方面各方法均差；工程进度方面中洞法最慢，暗挖逆作法最快，较PBA法快10%左右，较侧洞法、中洞法、柱洞法快15% ～18%；防水效果中洞法与暗挖逆作法较好；造价方面PBA法与暗挖逆作法均较低，三拱两柱双层车站暗挖逆作法造价约为41万元/m；控制沉降方面，PBA法与暗挖逆作法效果显著，北京地铁黄庄站的沉降值与其他方法修建的车站相比，暗挖逆作法沉降量可较中洞法、侧洞法与柱洞法减少50% ～65% ,与PBA法相当；适用结构断面方面，PBA法最广，侧洞法、中洞法、柱洞法较灵活，而暗挖逆作法就受到了只能修建奇数跨的制约。在相同条件下，建议暗挖车站选择修建技术时按如下顺序考虑：暗挖逆作法→PBA法→中洞法→柱洞法→侧洞法。暗挖逆作法不仅实现了暗挖车站修建技术的重大突破，而且在城市大规模的地下商业、地下停车场等地下工程建设中具有广阔的推广价值。
表7 施工技术对比表
3结语
我国暗挖车站规模和复杂程度是世界少有的，修建技术还有待完善。特别是复杂结构受力转换过程中，沉降控制的手段和如何减少初支废弃量；注浆技术、材料的研究和发展，作业环境的改善等等，都是今后值得重视的问题。随着新材料和结构理论的不断发展，新的车站暗挖修建技术将会不断出现。
参考文献:
[1] 王梦恕等著.中国隧道及地下工程修建技术.北京：人民交通出版社，2010.
[2] 黄美群．一次扣拱暗挖逆作法修建地铁车站新技术[J]．都市快轨交通．2009，22(6)
[3] 乐贵平.北京地铁”复―八线”与“五号线”地下车站施工技术比较. 市政技术.2004.22(6).
作者简介：黄金伟（1979.6--），男，汉，河南渑池人，本科学历，工程师，主要从事地下工程技术管理工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。