上海地铁“十”形换乘地铁车站施工技术

卿 凇

（腾达建设股份集团有限公司，上海市200011）

0 引言

地铁两线之间的换乘就平面而言无外乎是“十”形、“T”形、“L”形、站台同平面和通道五种方式的换乘。在轨道交通网络规划愈来愈复杂的城市，如果场地允许，线路之间多以“十”形相交为主。“十”形换乘方式，换乘客流分布均匀，换乘距离短，无高度损失，方向性强。盾构施工上、下无限界之虞，规模紧凑。因此，“十字”换乘的车站形式是不可避免的。它是网络优化的产物，也是地铁车站设计和施工值得深入探讨的课题。

已建成的上海轨道交通9号线西藏南路站与8号线陆家浜路站是典型的“十”形相交。针对上海特殊的地质条件和相对普遍的地面建筑密集、交通设施繁忙、地下管线众多、地下水位高等环境因素，希望以此项目的成功实例来阐述典型“十”形换乘施工常见的问题及相关技术。

1 工程概况

上海地铁9号线西藏南路站与地铁8号线陆家浜路站呈“十”形方式相交，东接中华路站，西至马当路站，位于陆家浜路下，骑跨西藏南路。总长为162.2 m，标准段宽度为22.9 m，为地下三层结构，基坑开挖深度约为22.8 m。车站端头井开挖深度为24.5 m。基坑保护等级为一级，平面位置见图1。

2 工程环境

2.1 地质情况

地基土的构成与特征可根据勘探孔资料，具体地层特性见表1。

该工程承压水主要分布于第⑦及第⑨层，根据上海地区的区域资料，第⑦层承压水埋深一般在3～11 m，均低于潜水水位，并呈周期性变化。勘察期间测得承压水水位埋深为8.07 m。原8号线陆家浜路站施工时(2005年)实测承压水水位埋深约8.30 m。

2.2 周边建筑物、交通及管线情况

2.2.1 周边建筑物

西藏南路站周边建筑物众多，并且距离车站基坑较近。（1）林荫大楼：16层居民楼，距离车站主体基坑为8.119 m；（2）陆家浜路1221弄：14层居民楼，与车站主体结构基坑最小距离为5.36 m。（3）银南大厦：地面18层建筑，混凝土结构，距离车站主体基坑25 m，距离附属结构基坑南侧仅2.5 m。（4）雅庐苑：混凝土28，距离主体基坑约8.7 m，距离其裙楼为4 m，5号出入口距离结构边线仅2 m，具体位置见图1。

2.2.2 交通环境

地铁9号线西藏南路车站建址在上海市西藏南路与陆家浜路交汇处，处于闹市区，周围建筑物密集，西藏南路及陆家浜路为上海市交通主干道，道路交通十分繁忙。

2.2.3 管线情况

原陆家浜路上的管线除Φ1650雨水管外，全部翻排到9号线西藏南路站主体南侧，即第二阶段施工的附属结构建址范围内（第一阶段翻交道路之下）。存有：上水Φ1000、煤气Φ300、Φ500、通信管24孔、电力32孔等5根管道；北侧为Φ1650雨水管，紧贴车站地下连续墙（先制作地下墙，后排雨水管），定为施工过程中保护的难点，具体位置见图1。陆家浜路上的管线全布置在8号线陆家浜路车站的顶板之上。

图1 9号线西藏南路车站与8号线陆家浜路车站总平面图

表1 地基土的构成及特性

3 施工技术措施

3.1 双侧便桥框架逆筑

应对施工场地狭小和交通疏解要求，结合第一道钢筋混凝土支撑制作施工双侧钢筋混凝土便桥，很好地解决了施工便道的问题，同时满足了社会交通的要求。双侧便桥较单侧半跨度便桥有其优点：（1）双侧可以同时施工作业，互不干涉；（2）出土方便，基坑内土方水平运输距离短；（3）地下墙、格构柱、第一道钢筋混凝土支撑受力均衡。双侧便桥平面见图2，实物照片见图3。

同时，为了保护周边建筑物及管线，采用下二层板为框架逆筑，大大地减小了基坑围护的变形，从而有效地保护好周边环境。框架逆筑法兼顺筑法和全逆筑法的优点：构造简单，施工方便，大大减少了围护结构的变形，同时还能满足进度和结构质量的要求。双侧施工便桥框架逆作施工见图4。

图2 9号线西藏南路站基坑双侧便桥平面图

图3 9号线西藏南路站基坑双侧便桥实物照片

图4 9号线西藏南路站基坑开挖剖面示意图

3.2 对称开挖

地铁9号线西藏南路车站基坑开挖量大、深度深、场地狭窄、周围环境要求高，因为设计支撑只在横向上布置，所以如果对已建成运行的地铁8号线陆家浜路站一侧进行先行开挖施工，势必导致另一侧的主动土压力极具增大，对基坑稳定尤其是正在运行的地铁8号线造成相当严重的变形影响。

根据以往的挖土施工经验，针对“十”形换乘车站工程特点，我们采取东西施工区对称开挖的形式，即9号线西藏南路站两侧基坑挖土同时进行，开挖前仔细对称划分挖土单元，开挖过程中严格规定了每个单元的挖土时间和支撑时间，以减少8号线围护变形，特别要求同时开挖的两侧土方深度落差控制在3 m以内以保证两个基坑对8号线的受力平衡。

实时跟踪监测8号线在开挖过程围护结构的变形和结构板的位移，及时进行数据分析，结果证明对称开挖过程中，轨道交通8号线所受到的影响均控制在设计和规程允许范围内。

3.3 封堵墙拆除对既有运行地铁的保护

西藏南路车站与陆家浜路车站内部换乘，原8号线陆家浜路站施工中已预留部分结构接头并采用地下墙形式的封堵墙封闭。与9号线西藏南路站贯通需拆除相应的封堵墙即外侧地下连续墙，施工过程中可能带来的机械扰动及灰尘对已运行的8号线环境和结构将产生直接影响。

现场情况进行分析后，拆除封堵墙应采用施工方便、震动小的施工方法，合理的施工方案有以下两种：（1）空压机人工凿除法；（2）人工机械切割法。两种方案比较见表2。

表2 施工方案比较表

结合实际情况和成本的要求，本工程采用了空压机人工凿除法。底板和下二层、下三层侧墙采用了1 m宽的后浇带，待顶板封顶后，逐步进行浇筑。同时，在封堵墙拆除过程中8号线内侧加设密封板，防止由于运行列车经过产生虹吸效应把施工灰尘带入地铁内部。

3.4 承压水施工技术（针对环境影响的控制）

在开挖深度较深的基坑的开挖过程中，要考虑基坑底部承压含水层的水压力，按照计算及观测水位，按需要对承压水进行降压，保障基坑安全。

十字交错车站施工中特别注意从单纯的“降承压水”改变为“承压水治理”，严格以“按需降水”的原则控制抽水量，尤其是开挖工序中以换乘站相交节点为最先进行开挖施工，完成底板结构制作，待达到强度要求，首先关停此处承压井，使得此节降承压水周期缩短，沉降影响最小化。而后逐步依次完成东西施工区的结构制作。如图5所示：①—⑤为降承压水的影响范围线；阴影部分中①为结构最先制作。

图5 9号线西藏南路站换乘节点处降承压水影响和结构制作流程示意图

3.5 换乘段接头的处理技术

换乘节点规划设计时，考虑到后施工车站降承压水带来的沉降影响，先施工的车站加深作为封堵墙地下墙以阻断水流，降低后期施工降水带来的风险。同时在两车站相交处做成凹陷型沉降施工缝形式（见图6），有利于技术上对沉降和防水控制。凹陷型施工缝进行两次施工，先施工底板底以下部分（厚度和配筋同底板），纵向钢筋采用植筋的方法与地下墙联接成整体，主要抵抗承压水和防止新老结构沉降差过大；沉降趋于稳定后，采用后浇带的形式制作凹陷型上部，即底板部分，使新老底板连接成整体（钢筋采用接驳器联接），同时采用必要的防水措施，如预埋压浆管，必要时进行压浆处理。

图6 9号线西藏南路站与8号线陆家浜路站换乘节点处理示意图

施工时建议加大换乘车站节点处即已运行车站周围的基坑的地基加固面积，具体加固范围可根据实际情况由设计进行承载力计算。有利于防止施工挖土造成运营中的车站横向及纵向的位移，减少新制结构的差异沉降。

4 施工监测结果

“十”形换乘新车站的大基坑开挖施工必定会对原运行车站造成一定影响，所以在整个过程中需要加强对原有车站的监测，保证其沉降位移等主要指标都控制在安全稳定的范围内，并及时预测发展趋势，尽可能降低和防范施工中带来的风险。本车站施工过程中，对顶板沉降、立柱桩的沉降、墙体位移、地面沉降及周边建筑物、管线的沉降均进行了重点监测，监测成果如下：

（1）既有结构8号线陆家浜路车站的沉降

施工监测结果显示，地铁9号线西藏南路车站基坑开挖和结构制作的过程中，已运行的地铁8号线沉降最大值控制在9 mm以内，受控在设计和规程允许范围之内，以下为8号线车站沉降量最大的两个点DC6、XC6的变化曲线见图7。

图7 DC6、XC6的沉降量变化曲线图

（2）地下墙的水平位移

地下连续墙位移监测孔有20个，其中I9和I20位移最大，从图8、图9的位移曲线可以看出，位移量均低于一级基坑允许最大位移变形（34.3 mm）。

图8 I9位移图

（3）周边建筑物及地面沉降观测

当9号线西藏南路站结构封顶时，临近建筑物沉降量最大为12.9 mm，是雅庐苑群房的F22点，大大低于允许沉降值（34.3 mm），周边建筑物未发现明显的裂缝，整个结构制作完成时，测得地面沉降量最大为7.81 mm，路面未发现明显的沉降。

图9 I20位移图

5 总结

上海地铁车站的交错换乘已十分普遍，“十”形相交更具典型意义，由与已运行的8号线陆家浜路车站呈“十”形换乘的9号线西藏南路车站施工结果来看，地铁“十”形换乘车站采用以上施工技术措施后，对周边环境的保护尤其是降低对既有车站的施工影响有很大帮助，并且也进一步提高施工质量。