地铁车站逆做顶板过河施工技术研究

地铁车站逆做顶板过河施工技术研究
摘要：地铁深基坑开挖和结构回筑受影响较多。

为了确保施工质量，需根据当
前车站施工标准，明确施工重难点，结合实际情况，采取对应的措施，根据现场
情况及时调整方案，保证施工质量及工期。

本文以杭州地铁4号线紫金港路站为
研究背景，对齐过河段基坑开挖及后期施工进行分析研究，对相关类似工程管理
人员提供新思路。

关键词：地铁；基坑；开挖；防水
1、工程概况
杭州地铁紫金港路站位于池华街（紫萱路~清池路）之间，该站台为地下二层
岛式车站，站台宽度为12.6m，车站总建筑面积为27566m2。

主体建筑面积为21118m2，附属建筑面积为6448m2。

车站共设置5个地铁出入口，4个物业区出
入口，共设两个紧急疏散口，三组风亭。

过河段基坑位于现状西河港桥下方，基坑总体长112m，宽度21.3m。

本文探
讨的是过河西段基坑，结构长度约35.8m～53.6m，基坑开挖深度5.986～7.439m，基坑围护结构采用35.51m深800mm地下连续墙及Φ850mm@600mmSMW工法桩，桩长16.5米。

支撑体系采用钢支撑及混凝土支撑结合的内支撑形式。

该车站
过河段段平面图如图1所示。

图1 紫金港路站过河段平面图
Fig.1 Floor plan of the crossing section of Zijingang Road Station
2、工程地质及水文条件
2.1工程地质
紫金港路站属湖沼相沉积平原地貌单元，第四系覆盖层厚度较大，浅部分布
有海积的淤泥质土；中部为冲湖积粘性土层、砂层、海积的淤泥质土、粘性土层，中下部为冲积、冲洪积的砂卵砾石层。

下伏基岩为白垩系下统朝川组泥质粉砂岩、砂砾岩、凝灰岩。

根据探勘孔揭露的地层结构、岩性特征、埋藏条件及物理学性质，结合周边
建构筑物详勘地质资料，紫金港路站场地勘探深度以内自上而下可分为：①0 碎
石填土、①2 素填土、①3 淤泥质填土、②2 层粉质粘土、④2 层淤泥质粘土、⑤1 层粉质粘土、⑤3 层粉质粘土夹粉土、⑥2 层（淤泥质）粘土、⑦1 层粉质
粘土、⑦夹层粉砂、⑧2 层粉质粘土、⑨1 层粉质粘土、⑨夹层粉砂、⑩1 层
粉质粘土、⑿2 层中砂、⑿3 层砾砂、⑿4 层圆砾、⑿夹层粉质粘土。

五里塘河河岸两侧为土质岸坡及人工岸坡，主要以粉质粘土为主；河流断面
处主要为塘泥及粉质粘土，其渗透系数为 2.0E-06cm/s，属微透水层。

河水与地下
水的水力联系较弱。

2.2水文条件
根据地下水的含水介质、赋存条件、水理性质和水力特征，勘探揭露范围内
场地地下水类型主要是第四纪松散岩类孔隙潜水、松散孔隙承压水和基岩裂隙水。

（1）孔隙潜水
沿线场地潜水主要赋存于浅（中）部填土层、粘性土层及粉土层中。

地下水
埋深为地面下1.6~2.5m，稳定水位埋深为地面下1.3~4.6m。

潜水主要受大气降水
与地下同层侧向径流补给，以竖向蒸发及地下同层侧向径流方式排泄，并随季节
性变化。

拟建场地潜水与附近河水呈水力互补状态，潜水位随季节和邻近河水水
位的变化而变化，年水位变幅约为1.0～2.0m。

（2）松散孔隙承压水
承压水主要分布于下部的⑥4 细粉砂、⑦3 粉砂、⑧2 细砂、⑨2 细粉砂、
⑩1 细粉砂、⑩2 含砾中砂、⑩3 砾砂、⒁2 含砾中砂、⒁3 砾砂、⒁4 圆砾、
⒂2 中砂、⒂3 砾砂中，含水层厚度不大。

承压水头在85国家高程分别为-1.33（AZ049）、-1.40m（AZ089）、-1.33m（AZ137）、-1.26m（AZ171），③、⑤、⑥、⑦等粘性土层构成该承压含水层的隔水顶板。

（3）基岩裂隙水
基岩裂隙水水量受地形地貌、岩性、构造、风化影响较大，补给来源主要为
上部第四系松散岩类孔隙潜水，次为基岩风化层侧向径流补给；径流方式主要通
过基岩内的节理裂隙、构造由高高程处向低高程处渗流。

根据本场地基岩岩性及
基岩内的节理构造判定，本场区基岩裂隙水水量较小、径流缓慢。

3、工程难点
3.1地下情况复杂
由于河中段基坑穿越西港河，为保证河道过流断面，河中段基坑需分两次围
堰分期施工，一期施工西侧围护结构及逆做顶板，二期施工东侧围护及过河段主
体结构施工。

同时河中段与西港河桥交叉施工，施工工序复杂。

西河港老桥为简
支梁，10m+20m+10m，宽34m，重力式桥台，桩基为1000mm钻孔桩，桥墩桩
基为1200mm钻孔桩。

新建西河港桥为简支梁，过河段基坑范围内桥台、桥墩结
构位于已完成顶板上方，过河段两侧桥梁采用1000mm钻孔桩基承台，桥台、桥
墩结构位于承台上方。

3.2工期紧迫
过河段施工节点是紫金港路站整体节点的重中之重，关系到工程整体工期，
并且需要赶在非汛期完成。

4、过河段基坑施工技术
4.1过河西施工工筹
桥台凿除、土方回填、一期围堰施工（过水断面12.5m）—将影响地墙及新
建桥梁、围护桩基施工的老桥桩基拔除—地墙、新建桥梁桩基打设、基坑内桩基、第一道混凝土支撑施工—基坑开挖，完成逆做顶板施工—地墙外桥台及桥梁上部
结构施工—逆做顶板上方桥梁上部结构、挡墙施工。

4.2基坑加固
由于过河段下穿西港河，本车站底板位于⑥ 2淤泥质粉质粘土，潜水水位在
地面以下0.5～5.0m左右，为满足工程进度要求，过河段基坑内加固形式采用裙
边+抽条加固。

过河段基底加固范围为坑底以下3m，采用∅800@600mm高压旋喷桩加固，SMW工法桩处阴角加固范围为地表至地表以下10m。

紫金港路站过河
段围堰挡水墙采用Φ850mm@600mmSMW工法桩共22根，桩长16.5米，桩内插700×300×13×24mmH型钢，型钢长度为17.5米，工法桩采用套打进行施工。

4.3基坑开挖
过河西段采用逆作法施工，技术原理是将高层建筑地下结构自上往下逐层施工，可以保障地铁工程的整体质量。

该施工方法步骤如下：进行施工准备—地基
加固—降水井施工—冠梁及第一道砼支撑施工—土方开挖—钢支撑架设—进行逆
做顶板施工—防水处理。

原方案采用明挖法施工，即河中间增加封堵墙，分东西两个基坑分别采用明
挖顺作法施工，先施工西侧围护及内部结构，全部完成后,再实施东侧围护及内部
结构。

原方案工期长，基坑分坑多，河中间围堰方案也无法满足河道过水断面不
少于50%的最低要求。

变更后先施工河道西侧及中间的围堰，围堰内抽水并回填
土方，围堰内施作西侧地连墙和河中间立柱桩。

在西侧基坑内开挖至车站的顶板底，施作结构逆做顶板结构及西侧桥台和桥梁下部结构。

完工后将围堰改至东侧，满足过水要求。

待河东侧围护结构与河西侧围护封闭后，河道段整个基坑整体开挖。

盖挖法施工取消河中间封堵墙，原过河段基坑斜撑大部分调整为直撑，有利
于基坑稳定和节约工期。

过河段基坑为保证河道2/3过水断面，采用逆作法施工，先做顶板，边开挖
边架支撑。

顶板完成，施工挡水墙与防水施工。

在该施工期间开挖时拟投入2台
小型挖机在坑内翻挖土方，1台长臂挖机进行土方的装运。

之后进行过河段基坑
明挖段围堰施工，及老桥拔桩，新桥成桩等工序，待过河段基坑明挖段围护结构
施工完毕后进行结构开挖施工，在该施工期间开挖时拟投入4台小型挖机在坑内
翻挖土方，2台长臂挖机进行土方的装运，开挖第六层土时投入1台抓斗进行土
方的装运。

基坑开挖深度5m以内土体采用标准臂挖掘机直接挖土装运。

开挖深度5m
以上的土体采用标准臂挖掘机或抓斗直接挖开挖深层土体，分层放坡挖土并将土
方垂直运出坑外装车外运。

同时在坑内布置小型液压挖掘机，开挖盖板以及长臂
挖机和抓斗工作半径以外的土方和支撑下的土方。

基坑开挖做到随挖随撑，及时
施加轴向预应力，并根据监测对支撑复加应力，以此减小围护结构变形。

图2 过河段基坑（一期）平面示意图
Fig.2 Schematic diagram of the foundation pit (Phase I) across the river 图3 过河段基坑纵剖示意图
Fig.3 Longitudinal section schematic diagram of the foundation pit across the river 4.3逆做顶板施工
过河段逆做顶板施工流程如图4所示，基坑进行开挖后架设第二道支撑（609钢支撑）然后按照如图所示Z字形施工逆做顶板，逆做顶板支撑概况表如表1所示。

图4 过河段逆做顶板施工流程
Fig.4 Construction process of reverse roofing across river section
图5 防水施工工艺流程图
Fig.5 Flow chart of waterproof construction process
表1 过河段逆做顶板段支撑概况表
地下结构的防水设计应遵循“以防为主、刚柔结合、多道设防、因地制宜、综
合治理”的原则。

逆做顶板的防水处理是该工序施工中的重点。

逆做顶板防水施工工艺流程图如图5所示。

过河段顶板采用防水涂料+天然钠基膨润土防水毯+钢纤维混凝土防水。

过河
段下压区顶板须在地墙切割凹槽，设置封边胶+止水条将防水毯封边收头设置于此。

过河段下压区顶板防水图如图6所示，
图6 过河段下压区顶板防水图
Fig.6 Flow chart of waterproof construction process
5、结语
过河西段基坑于2020年3月18日进行开挖施工，至4月1日全部开挖完成，共计开挖土方5500m2。

随后4月2日至4月14日进行逆做顶板施工，4月15
日至4月20日进行逆做顶板防水施工处理，整体工期34d。

相较原方案缩短了工期为后期施工打下了良好的基础。

在施工过程中，合理编制工筹、安排开挖、逆
做顶板制作、防水施工等相关工序，对整体工程的控制，取得了一定的成效。