地铁天安西站施工总结(朱松柏)

地铁天安西站施工总结地铁天安西站施工总结 二公司 朱松柏 北京地铁天安门西站，自一九九二年十二月二十八日开工，到一九九九年九 月二十八日试运营，历时八年建成（含一年半停工）。前期暗挖与盖挖的方案之 争。施工中又经 CRD 中洞法变为洞、柱、墙暗挖法。横穿车站的七条管线改移方 案，欠拖不决，长达两年半之多。资金不足长期困扰着施工进度。后解决了资金， 于五十年大庆前昔胜利建成试运营。为总结经验，吸取教训，以利再战，简述如 下总结。 一、工程概况 1、概况 地铁天安门西站位于人民大会堂西侧长安街下，地面车辆不断，交通十分繁忙， 所处地理位置极其重要。车站主体结构全长期 226.1 米，宽 22.2 米，高 13.15 米， 车站结构为三拱，两柱直边墙双层框架结构，设置三个出入口，两个通风道。车 站最浅覆盖土厚度 5.7 米，过管线段，车站拱顶到管线基础厚度仅 1.02 米。穿过 地层为第四纪地层，从上到下依次为回填土，粘砂土，粉细砂，亚粘土，圆砾土， 砂粘土和砂层。该地质地下水较为丰富，分上层带水和潜水，上层滞水分布无规 律，在地下 515 米处，潜水位标高在 28.16 米左右，承压水标高在 26.0127.16 米之间，即车站底部有 2.53.5 米在地下水位以下，施工难度极大。 2、天安门西站洞、柱、墙法暗挖法 地铁天安门西站采用洞、柱、墙法暗挖法施工，施工程序：利用 1#出入口竖 井，经施工通道，进入底部小型导洞与上部小型导洞，柱间导洞相结合的开挖全 2 站贯通，做好导洞初期支护并注浆加固地层，施作地梁条基，形成纵横向梁式基 础，为桩、柱、墙的施工作业创造一个安全稳定的空间。采用多工作面平行作业 挖孔桩，施做中柱、边桩和花边墙，钢管柱与钢筋笼采用拼装式，花边墙采用就 地绑扎钢筋、立模灌筑砼。在桩、柱、墙施作完成后施作天梁，形成立体框架体 系。随后先中跨上导洞开挖初期支护，紧跟两边跨上导洞开挖初期支护，并依交 进行中跨、边跨二次衬砌，使顶部形成封闭稳定的结构。顺序先中跨后边跨挖土 到中层板之底，施作中层板二衬结构。下层仍依次施作底板仰拱、边墙，最后施 做站台层及其它工程。 车站结构中柱采用 600MM 钢管砼柱，其纵向间距 6.6 米，横向最大跨度为 8 米。钢管柱壁厚 16mm，分四节安装，用法兰与就地焊接连接，内灌注 C35 砼。 边桩采用 1000mm 及 800mm 钢筋笼砼桩。间距 2.5 米，钢筋笼分成四节吊装，底 部与条型基础就地焊接，其余均通过法兰连接，灌注砼，中柱与边桩均落在底部 条基上。施工期间的荷载由中柱、边桩传递到地梁条型基础上。 车站结构防水采用全封闭柔性防水层，材料原定采用 EVA 膜（车站结构顶部 设双层）后改为 ECB，背后铺贴 PE 泡沫板，砼为泵送 C30、S8 防水砼，并掺入 防裂型 FS-1 砼减水剂，增加密实性，确保二次模筑衬砌砼不渗水，天梁处防水， 除柔性防水层外，另埋设引水管穿过钢管柱引至底部排水沟。为保证在最不利条 件下天梁接缝处不渗水，不漏水。沉降缝采用中埋式橡胶止水带防水，纵向、横 向施工缝均采用二道橡胶止水条防水。施工降排水主要采用地表、洞内深井降水 措施，施工期间做到了无水作业。 3、本工程的施工难点 1首次采用洞、柱、墙法暗挖法施工地铁地下车站，技术新、工艺 新、材料新、方法新、熟悉和掌握该工法，需要学习，需要实践。 2工法中拱架结点联接，甩筋联接难度大，预留部位多，定位困难。 3施工工序转换多，应力多次变换，受力复杂。 4钢管柱，钢筋笼加工精度要求高。吊装就位空间小，定位困难。 5车站结构顶部，接近管线群底部，开挖造成的地表及管线基础下 沉，施工安全难度大。 6出碴进料同用一个竖井受到限制。洞内开挖、挖孔、衬砌及破除 初期支护等工序既有平行作业，又有交叉作业，均受运输制约。 3 7天梁施工空间小，技术要求高，施工工作量大难度大，预留预埋 钢筋甩筋，防水板接头多，是受力结构的核心部分。 8天、地梁的防水层的保护，始终是一切工作中重中之重的工作， 最后要达到不渗不漏。 9施工测量精度要求高，难度大，单导线不能闭合，且后视距离短， 稍有误差，上导洞预留节点板初支扣拱时就有可能联接不上的问 题出现，后果不堪设想。 10地梁下导洞横断面净孔尺寸小，横向甩筋和预留防水板接头困 难很大，地梁为了钢筋联接螺栓增加了上万个接头。 二、施工方法 地铁天安门西站采用洞、柱、墙法暗挖法施工。洞上、下八个小导洞及 柱下若干个横向联接导洞。柱70 根钢管柱和 197 根护壁 桩，均采用人工挖 孔桩、护壁、再吊装钢管柱和钢筋笼，最后灌注砼。墙沿车站四周每 7.5 米 设长 1.5 米厚 0.4 米的花边墙一道。在柱上、桩上、墙上做天梁形成立体的框架结 构。初支扣拱和二次衬砌拱部钢筋砼均座落在上述天梁结构上。接着做中层板、 底板、边墙、站台层。 4 （1）导洞施工 导洞施工采用小型机械配合人工开挖，短台阶留核心土，台阶长度 23 米。 开挖前在起拱线以上采用小导管超前预注浆，以达到加固地层，确保安全施工和 (1)(2) (3) (4) (5) (6) (7)(8) (9) (10) (11) 5 有效控下沉之目的。注浆管环向间距 0.3 米，注浆管长度根据导洞钢支撑间距确 定，保证纵向二排导管在地层中的水平搭接长度大于 1 米。 桩上导洞每榀钢支撑间距 1.25 米，每榀施作小导管一次，管长 2.5 米；柱上 导洞每 0.5 米架设一榀钢支撑，是根据三跨钢支撑间距确定的，每两榀钢支撑施 作一次小导管注浆，小导管长度 2.5 米；桩下导洞在起拱线以上布置小导管注浆， 边墙在砂层中时，边墙设注浆管注改性水玻璃或水泥浆加固周围地层，防止塌坍； 桩下导洞钢支撑间距为 1 米，每一榀施作小导管一次（含锁脚锚杆管），管 长 2 米；柱下导洞钢支撑间距为 0.7 米，每两榀钢支撑施作小导管一次，小导管 长度 2.5 米。 站端两头横导洞，用正台阶法施工，分上、下两层，拱部施工完毕后再施工 下部，由于端头横导洞比桩、柱均高出很多，故在每榀钢支撑中部设16 工字钢 临时支撑，在导洞相交处及附近钢支加密，加大初支参数，每榀钢支撑排小导管 一次并预注浆，小导管长度保证导管在地层中的水平搭接长度大于 1 米。 所有已施工的上、下导洞在施作的同时，应预留的注浆管，纵向每两米设一环注 浆管，环向间距 1.52.0 米一根注浆管，对初支注浆管背后注水泥浆加固形成自然 拱，改善受力状况。其目的是控制地表下沉和为下一道工序桩、柱人工挖孔桩的 施工安全。在柱下导洞施工中增设了小导洞底部小导管注浆加固地层，纵横每 1 米梅花形布置注浆管，管长 1.0 米，以此加固条基以下 2 米地基，提高地基承载 力和条基稳定。 车站底部有 2.53.5 米在水中，且为承压水，车站下导洞施工前应进行地表深 井降水，保证下导洞施工时处于无水作业。以保证施工质量，提高施工速度。在 施工前已考虑地表深井降水不能保证无水作业的备用降水方案洞内轻型井点 降水和注浆堵水以利施工顺利进行。 导洞施工顺序：为了导洞的稳定和安全，应先施工下导洞，后施工上导洞。 施工下导洞时也应跳跃间隔施工，如先施工南桩下导洞和北柱下导洞，两下导洞 作业面应保持 515 米前后距离，等上述两下导洞施工到端头导洞交汇处或施工距 离达 5060 米以上时，再施工剩余的两个下导洞。上导洞也照此办理。这样做以 免产生群洞效应，避免产生过大的拱顶和地表下沉量及不安全因素。产生过大的 下沉量在天安门西站施工中是有教训的。一九九五年四月天安门西站按洞、柱、 6 墙壁法暗挖法施工之初，施工进度求快心急，四个下导洞齐头并进全面推进。结 果使宽度达 25.2 米横断面内，土体全部拢动，大面的群洞效应产生，四个下导洞 开挖初支成功的地段，拱顶下沉量值达 2427MM，地表沉降槽值大大超过预定值， 此时才开始认识到群洞效应如此之大，引起了各级领导高度重视，以此类推，上 导洞开挖，三跨初支扣拱、直至二次衬砌、中层板、底板、站台层全面完工，那 时的下沉量将是下导洞施工的 2 倍。认识群洞效应之后，立即采取措施，恢复到 上面所说的施工方法上来。有效的扼制了拱顶和地面下沉值过大的状态，为顺利 安全的通过管线段奠定基础。 （2）东南风道进入车站施工通道）东南风道进入车站施工通道 该方案为天安门西站和西东区间隧道施工两者兼用。后因九三年十一月份 暂停天安门西站施工，只作为西东区间隧道施工用，并取消原进入西东区间隧 道的绕道方案，帮东南风道进入车站施工通道，只为车站下部施工时的辅助工作 面。 施工通道开挖宽度 5.3 米，最大高度 16.95 米，长度 25.8 米，分四部开挖施 工。、断面之间设临时仰拱并喷砼初支。 一九九五年四月恢复天安门西站施工后，西东区间隧道施工无路可行，后又 决定恢复原进入西东区间隧道的绕道方案。又实现了天安门西站和西东区间隧 道施工两者兼用之目的。 （3）区间隧道进入车站施工方法区间隧道进入车站施工方法 为缓解天安门西站出碴、进料的运输压力。决定从天安门西站东、西两端区 间隧道提前进入车站，介入施工，在区间隧道距离站端 15 米处起加强初期支护， 钢支撑格栅断面由 180180MM，增大为 200250MM，主筋由 22MM，变为 25MM，钢支撑架立间距由 1 米改为 0.5 米，初支喷砼厚度由 30CM 变为 35CM，以解决天安门西站站端应力传递给区间隧道的问题。在距两天安门西站两 端变形缝 2.5 米范围内，断面单侧向外加宽 1.35 米（东端 1.45 米）。全断面仰拱 降低 1.75 米，以利与桩下导洞接通，达到增加工作面的目的。 （4）过管线段加固处理方法过管线段加固处理方法 地铁天安门西站穿过一管线群，以煤气和上、下水管线为最大安全隐患，始终伴 随着施工全过程，其里程为 B187+06B187+56，管线基础最低标高为 39.54 米， 距车站结构初支拱顶最薄处为 1.02 米。7 条管线以 400MM 煤气管线隐患最大， 7 该管线始建于 1958 年，经近 40 年的运行，属于超期运行的管线，若管线下沉， 引起煤气泄漏发生爆炸，后果不堪设想。其次是 900MM 的平接污水管线，同 样是地铁天安门西站施工的心腹之患，若发生管线断裂，对工控而言，将是灭顶 之灾。当然通信、雨水、电力管线不是不重要，相比之下，安全隐患小一些。施 工初期和施工过程中，在市政府有关部门的关怀下，在北京地铁建设公司直接参 于帮助下，提出临时改线，关键时刻短期断气等方案，终因资金和技术等原因， 最终未能实现。最后在前无外援，后无救兵的情况下，只能靠我们自己。经过仔 细的分析，精密的计算，按 30MM 允许下沉总量，60 米的沉降槽范围之内的煤气 管线只伸长 0.17MM，鉴于上述计算依据，我们有修建折返线和长安街人行过街 道多次穿越管线的经验，决定采用特殊的加固措施，严密的监控量测严密手段， 稳妥的施工技术措施，组织精兵强将，以快通过办法，一举解决长期困扰着地铁 天安门西站施工难题，管线段通过问题。为了控制管群的沉降，保证施工安全。 开挖上导洞和中、边跨扣拱时，采取如下措施。 1在拱部排 32，=3.5MM 的钢管棚，每开挖一榀 0.5 米排一次并预注 浆。 2管长 2.53.0 米，间距为 0.1 米或密布。 3开挖、初支完成后，从预留的注浆管注水泥浆或水泥砂浆推进行背后回 填和加固被拢动的地层，形成外围注浆加固层，有效控制地表下沉。 4适当加大支护参数。 附图 9 B187+44.0 B187+37.3 400 B187+32.5 B187+22.5 900 B187+13.5 400 B187+11.0 44.45 40.02 42.54 43.56 43.21 39.54 2.08 1.41 0.55 0.90 4.60 1.02 2 10 1500 1000 : 1 232L=2.50.3 , 30.5 160.51010 42.53.0 532L=2.0 4045 63210 732L=6.0 8 32 32 0.3 32 L=2.0 32 L=2.0 200 200 3600 300300 1000 500500500 2500-3000 32 0.3 AB 10001000 1000 A B L=0.55 1 11 （5）挖孔桩施工挖孔桩施工 桩、柱挖孔桩均采用人工开挖、护壁，辘轳吊运出碴。粘土、砂粘土地层每 开挖 1 米进行护壁一次，砂层、砾砂层每开挖 0.5 米进行护壁一次。护壁采用 C10 砼，人工灌筑，护壁厚度 10cm，为防止护壁脱落塌孔，井口布设锚杆或锚管 注浆锁口，孔桩底部、孔桩壁周围 1.52.0 米范围内通过下导洞打排管注水泥浆， 以加固被拢动过的地层，并在每环护壁间加设联接钢筋，使护壁衔接牢固。挖孔 前必须先经测量放线，定出桩孔的正确位置，方右进行施工。 附桩、柱护壁图 （6）条基砼的灌筑条基砼的灌筑 在条基砼施做之前，先对所有条基基部分进行注浆加固，注浆管长 1 米，纵 横按 1 米间距梅花型布置，注浆压力控制在 0.40.5Mpa 之内，使基础以下 2 米范 10001500 1200 6048 200 800 10001000 10004500 200 650 650 32 =3.5mmL=2.5m 150 C10 32 =3.5mmL=2.5m 10001000 12 围内的地层普遍深到加强。砼施做以沉降缝分界，分三段施工，纵向每段条基一 次灌筑完成。A 段 B185+58.2B186+26.8，B 段 B186+26.8B187+19.2，C 段 B187+19.2B187+87.3。为便于组织施工，减少干扰，先从车站两端分别施作，即 先施工 A 段和 C 段，最后施工 B 段。在每个施工段内，若有柱间横导洞者，其底 板连接柱下条基，其防水板、绑扎钢，灌筑砼等工序一并完成。柱下条基按设计 要求做好防水板及做好保护防水板的措施，在其两侧各埋设 2cm 厚木板和泡沫塑 料 3cm 厚一块，以防止导洞初支砼拆除时，破坏防水板和横向主筋预留联接丝杆， 在条基灌注砼前，还必须将预留结点板角钢准确定位，以利以后底板钢筋的联结。 由于天安门西站设计时未考虑防水板上 5cm 的砂浆保护层的位置，绑扎钢筋前临 时变更增加一层防水板保护层 4mm 厚的土工膜，完成条基基础主、辅筋绑扎后， 同时要完成预留预埋各种管、线等设备设施和各个钢管柱底板及联接甩筋、定位 工作。最后一次浇筑完成一个条基一个整段砼任务。 （7）钢管柱与钢筋笼钢管柱与钢筋笼 在完成条基砼之后，接下来一道工序就是安装钢管柱和钢筋笼。天安门西站 所用的钢管柱与钢筋笼，分四节预先工厂加工而成，经甲方、监理、施工、加工 单位组成验收小组，认真检查验收，符合现行国家各项技术规范、规则、条例标 准后，方准安装到结构建筑物上。 安装顺序先桩后柱，先两端后施工通道两侧，施工步骤如下： 1柱、术安装之前，先经精确测量定位。 2在桩、柱孔桩口锁口圈上设锁口架并在锁口钢板上划出准确的纵、横十 字线，以备最后安装定位用。 3利用上导洞上方预留的吊钩挂上手动葫芦起吊钢筋笼或钢管柱，钢筋笼 之间用整体法兰盘螺栓联结，第四节之下部与条基甩筋现场焊接。钢管柱一、二 节之间和三、四节之间采用法兰联接，二、三节之间和第四节与条基上预先安装 的钢管柱底板之间采用现场焊接联结，同时施焊加力钣，使其与柱基精确定位基 座和上口锁口架精确定位的吻合，安装精度高于千分之一。 4加设临时支撑，稳定桩、柱，使之不至在浇筑砼时产生位移和挠曲。钢 筋笼安装定位加固支撑、架立上、下端模板及支撑。钢管柱在浇筑砼之前，在钢 管柱外壁与挖孔桩护壁之间，上下两端 50cm 范围内用 C20 砼，临时封闭，其余 所有空间用砂及豆石回填密实。 13 5浇筑桩、柱砼及甩联接筋。 （8）天梁（顶梁）施作 天梁施工顺序以沉降缝分界，先施工 A 段和 C 段，最后施工 B 段。为防止 在破除柱上导洞初支砼时不致于破坏防水板，施工柱上天梁前，在与相邻两跨相 接处预先钉设厚 1mm、钢钣和 4mm 厚的石棉板隔热材料，然后再铺设 PE 泡沫垫 和双层 EVA 防水板。天梁应甩钢筋与正洞拱部二衬砼的钢筋相接，必须保证设计 要求长度。且钢筋接头符合有关规范要求。在每次施工的天梁端头顶部埋设注浆 管，待天梁浇筑砼后及时浇注水泥浆，以充填天梁与柱上导洞初支之间的空隙。 铺设天梁上防水板时，同时应做好每个钢管柱中埋设的 50MM 竖向排水管与拱 部三跨两个低洼槽集水引排水问题。 天梁施作按 A、B、C 三段分期施工，采用满堂红脚手架，架立钢模板与木模 板相结合支撑体系组成的拉、支、撑立模体系，按照程序，首先做好铺防水板工 序；接着立天梁底模；绑扎钢筋；按入好预留、预埋件及甩筋工序；立外模并拉、 支、撑完成立模体系。 砼灌筑采用自动计量，机拌砼，输送泵输送砼到灌筑天梁工作面，插入式动 棒振捣砼。天安门西站柱天梁施工，起初采用 A 段一整一次浇筑砼。因施工空间 狭小，人员、设备出入均以弓腰行走，模板支撑地段，人员出入只能爬行，条件 十分恶劣，且顶层模板支立后，无法振捣砼，封顶砼只能靠加压泵送砼来解决。 后经与设计、监理、甲方代表认真研究分析，决定分段施工，在 6.6 米纵向天梁 四分之一处设施工缝分段施工，即每一段长 8.259.9 米，由于改为分段施工。也 改变了砼输送管由侧面输送，改为端头输送，通过实践，不但提高了施工进度， 质量也有了充分的保证，更改善了施工环境。每次天梁顶部注水泥浆的长度缩短 了，条件改善了，更有利于空隙回填注满。 (9)、三跨拱部开挖初支施工 三跨拱部开挖初支施工，均采用正台阶法环型开挖留核心土，中洞超前，两 侧洞紧跟多工作面同时施工，中洞开挖之前首先加固中柱、天梁，平衡中洞开挖 后的水平推力。中洞开挖保持 13 米的超前距离，施工中根据量测数据分析，随 时调整开挖面之间的距离。为施工安全稳妥，曾拟采用 30 米回头的方法，即初支 衬砌 30 米，回头做二初砼。后未采用该方法。具体施工顺序如下： 14 1先施工进车站的施工通道及车站两端端头导洞内的天梁上三跨拱部的格 栅架立、初支喷砼、回填初支扣拱顶部空隙。 2施做沿拱部拱脚以上部位的小导管并注浆加固地层。 3待注浆加固地层达到要求强度后，沿环型断面开挖 0.5m，清除两侧天 梁上导洞初支预留接点板上的一切障碍物。 4架立两天梁间的初支栅，上好各节点的螺栓和预留接点板上的螺栓，焊 好纵向联接筋。 5喷砼，终凝后及时养生。 6随开挖保留 3m 长核心土外，及时挖除核心土，架立竖向 15cm15cm，纵向间距 1 米，的临时木支撑。 7初地完成距开挖面 35 米内，即时背后回填注浆，加固因拱部开挖而扰 动地区。纵向每 2 米设一排，沿拱部环向每 1.52.0 米一根注浆管，进行注浆加 固。以控制拱部和地表下沉量。 8及时凿开横向天梁拉焊穿过的柱上导洞中跨两侧的初地支砼，上好天梁横向 拉杆，平衡中跨开挖后的水平推力。 (两侧洞拱部初支施工，同中洞施工顺序（1）（7）项) （10）拱部二衬 拱部三跨初支完成后，立即开始拱部三跨的二次衬砌浇筑砼工序。由车站东、 西两头和进车站施工通道车站部分，向两端四个工作面同时开展二次衬砌，中跨 先做，两边跨紧跟，力争尽快完成拱部三跨二衬砼，使其应力平衡。 拱部二次衬砌砼施做，采用自制加强拱架，每次施工长度 9 米，泵送砼，振 动棒人工捣固。拱部二次衬砌完成后及时利用预埋注浆管，回填注浆拱部初支喷 砼与二次衬砌砼之间的空隙，使其密实。施工顺序如下： 1割除拱部初支喷砼后表面留存的注浆管头，钢筋头等一切有可能刺破防 水板的尖角金属物件，及铲除砼等尖角，并用砂浆找平保护防水板。 2无钉铺设防水板，各焊缝经双焊缝热焊机焊接，特别注意与两侧天梁预 留防水板的联接。经冲气检查验收合格。 3架立二次衬砌砼的拱架，经中线、水平、几何尺寸检查合格后测量衬砌 断面砼厚度。 15 4绑扎钢筋，按设计要求的规格、数量、间距及焊接绑扎接头要求绑扎。 5安装好模板、拱架间纵向拉杆及纵、横、竖向支撑。 6埋设各项预留、预埋构筑物和回填注浆管。 7浇筑拱部砼。 8回填注浆，充填初期支护与二衬砼之间的空隙。 （两侧洞拱部二衬砼浇筑工序同中跨。） (11)、中层板施工 拱部三跨二衬砼完成后，拆除应拆除的桩、柱上导洞初期支护体系，先用机 械开挖中跨土方直至中层板以上 0.2 米处，再用人工挖至地模底所需的标高，两 侧边跨土方开挖用机械和人工，随开挖随做护壁桩之间的 0.1 米厚的网喷初支砼 直做到地模底的标高，为中层板施工做好一切准备。为方便施工，中层板施工仍 从两端头向中间分 A 段、C 段，最后 B 段，每次施工长度 3346 米，为使砼整体 性好，三跨同时灌筑砼，全部中层板共分六次施工完成。采用自动计量拌合砼设 备，泵送砼，振动棒捣固，每次灌筑砼时，同时起用 23 套计量拌合设备，砼输 送泵及振捣设备。中层板施工工序如下： 1施做地模前首先按设计图测量放放线，精确测量出扶梯、通风、供电、 柚梯、空调和各纵、横梁、边墙下延，上接甩筋铺设中层四周的边墙防水板及上、 下预留及保护。预留、预埋各种构造物的准确位置。再经地模底层压实、硬化、 找平，用红砖砌筑沟、槽纵横梁地模，并抹 15 水泥沙浆找平，验收合格后进行 下道工序。 2绑扎钢筋 ，施工的顺序是先梁后板；先柱、墙节点联接后甩筋；先烦杂后 简单；先绑下层后绑上层；精确定位、保质、保量；焊接绑扎标准，钢筋数量符 合设计，验收合格。 3立模支撑，孔、洞、管、槽等预留；预埋。扶梯、通风、供电、柚梯、 空调等各种孔洞及中层板周边的边墙、端头墙均应立模支撑。上下水通信信号、 供电照明、防灾报井等管、合穿过中层板各种预埋件数量做够位置正确。 4浇筑中层板砼。 5及时洒水养生，防止砼裂纹。 中层板完成后达一定强度，用自制简易边墙台车，施做中层板以上边墙及两 16 端端墙。 （12）中层板以下部分开挖衬砌 中层板砼强度达 80%以上时，开始分上下两层开挖。利用通道或风道，沿车 站横断面，先开挖 1 个下口 2 米，边坡 10.5 的倒梯形上导洞，开辟工作面，拆 除地模，再沿纵横向开挖拆地模，机械开挖下层及出碴，有轨运输。随开挖随做 两侧边桩之间网喷 0.1 米砼。底部挖至标高后，架初支格栅和喷初支砼。在初支 完成基础上接着做二次衬砌砼，首先按规定铺设防水板并做好与条基预留防水板 联接工序，绑扎底板钢筋灌筑砼。工序如下： 1沿车站横断面，先挖 1 个下口 2 米，边坡 10.5，高 1.7 米的倒梯形上 导洞拆地模，下导洞滞后 2 米开挖。 2开挖纵向倒梯形，拆地模，挖下导洞。 3随开挖随铺轨运输，纵横向用转盘调转车辆方向直至竖井垂上提升。 4两边墙及端头墙两桩间，随开挖随网喷砼。 5基底初期支护前，先做好各种接地极和各种地下集水坑等地下工程。 6按设计标高尺寸施工初期格栅支护和喷初支砼。 7铺设防水板，特别做好与条基防水板的联接工序。 8按设计及规范要求绑扎焊接钢筋，为施做站台柱、墙及四周边墙甩筋及 预留造物。 9灌筑底板砼封底。 （13）施作站台层 车站底板完成后形成整体框架结构，可平行施做站台层和下层边墙。站台层分整 体灌筑和预制体架设而成。施工顺序如下： 1用自制的简易边墙台车，灌筑边墙。立模前先铺设防水，绑扎焊接钢筋， 灌筑砼。 2施做预留甩筋的柱、墙及梁，形成站台层下地下框架空间（为动力电源、 给排水、通风换气等管道窗口铺设备足空间） 3就地灌筑和预制件架设站台板。 4施工扶梯基础及行人梯道、栏杆等。 5做好预留孔洞和预埋件。 17 （14）砌筑房屋 主体结构完成后，接着修建各类设备、站务、办公室等用房计 4026m2 （15）出入口施工 天安门西站共三个出入口。南侧一个 型出入口仅修了向东的一半（其它原 因未建），北侧西北及东北两个 L 型出入口。采用暗挖和明挖两方法相结的办法 修建，其中南侧利用临时竖井封顶回填作为出入口的一部分。南侧和东北侧为露 天敞开式出入口，两北侧为亭阁式出入口。 （16）风井、风道施工 天安门西站共有两个风井、风道均在车站南侧。风井由于地理位置关系，采用埋 置式的风亭出地仅 1.5 米以内。风道分上下两层，由进、排风道、人防门、机房 段等组成（其中西南风道内另设一套冷却系统），除了车站主体部分外，施工难 度大就算该段。两风道全和 176.5 米，开挖宽度达 22 米，最向开挖达 16.95 米， 分部开挖共四层八部，地层多次扰动，施工难度极大。东南风道除担任本身和车 站施工任务外，还是西东区间唯一运输通道。 三、监控量测 天安门西站结构复杂跨度大，覆盖土层厚度薄，首次采用浅埋暗挖法施工，工程 各部位之间的应力转换较为复杂，而且地处建筑附近，车站正上方交通繁忙的长 安街，并穿过多道管线和管沟，要求施工绝对安全。为了保证施工安全，为了随 时掌握结构受力状态及稳定情况，了解浅埋暗挖法施工对周围土体及附近建筑物 理学影响。同时为了类似工程，后续工程积累经验时监测了以下内容： （一）地层与结构变位监测 1、地表下沉量测：主要为控制地表沉陷，确保地面交通安全和周围建筑物 的稳定，提供信息。 2、拱顶下沉量测：主要了解结构变形情况，判断施工各阶段的安全性，确 保工程顺利进行，测点设在桩、柱上导洞及中、边跨导洞初支拱顶。 3、净空收敛量测：主要了解结构水平变位情况，确保施工安全及工程质量， 测点布置在导洞边墙与桩、柱之间，每 6.6 米布设一个断面，每个断面两条测线。 4、底梁（版）沉陷量测：主要了解底梁（版）是否存在不均匀沉陷，确保主体 18 结构的安全。 5、地中水平位移量测：主要了解地层中水平变位情况，确保车站结构及附 近建筑物的安全。 6、地中垂直多点位移量测：主要了解地层沉降情况，确保地面交通安全。 （二）作用在结构上的荷载及结构应力变量测 1、底梁（版）压力量测：主要了解底梁（版）的传力情况，了解底梁实际 受力与设计考虑的受力形式之差异，并及时反馈设计、施工单位，确保结构的安 全。 2、天梁应力量测：主要了解天梁的工作状态及受力的特点，确保结构安全。 3、立柱应变量测；主要了解立柱（钢管柱）受变形情况，掌握偏心受压程度， 判断立柱的稳定性，确保结构安全。 4、网构格栅钢拱架应力量测：主要了解初期支护结构受力状态，确保结构 安全。 5、围岩接触应力量测：主要了解结构承受的载荷大小及分布情况，确保结 构安全。 6、衬砌的砼应变量测：主要了解二次衬砌的砼受力变形情况，确保结构安 全。 （三）以上项目量测频率及量测数据管理办法按铁路隧道新奥法指南并 参照浅埋暗挖法监控反馈经验制定实施的，特殊地段施工可视情况调整测量频率 及测量数据管理。通过监控量测及时反馈，起到了修改设计参数指导施工的双层 目的。 四、攻关项目 首次应用新奥法原理采用浅埋暗挖法方案，施工地下地铁车站的技术，此次 施工技术新，施工工艺要求高，施工过程中组织了设计、业主、施工、科究等单 位进行联合攻关，其项目有： 1、围绕如何保证深井降水效果，洞内施工做到无水作业。通过降水计算在 天安门西站南北两侧共 29 个深井降水点，东临大会堂西路无地面降水位置，采用 洞内降水，经过采取了一切备用手段和措施，确保了无水施工。 19 2、认真研究初支参数，进行模拟计算，确定浅埋暗挖法的最终理论下沉值， 并通过现场量测结果的反馈，修改初期支护参数，使经多次扰动后的洞体拱顶下 沉值和地表沉降量控制在最终理论下沉值允许范围内。 3、天安门西站施工只有一个竖井出碴进料运输，制约了车站的施工进度。 缓解运输压力，是提高工效的关键问题。为缓解天安门西站运输压力，经多次研 究论证，决定打开两厢解决重围。从西西、西东两区间进入车站。解决了高大 建筑给矮小建筑物的侧压力。解决了区间进车站两底板高差 1.75 米问题。解决了 黑暗车站单侧加宽等问题。 4、桩、柱导洞受空间限制条件下，如何解决正确定位，桩、柱吊装，天梁 施做。 5、车站主体结构的拱部初支扣拱与预埋件的联结质量，直接关系到车站结 构的安全性。 6、防水板的预留与破除临时支撑时的保护措施是否得当，是车站结构防水 成功与否的关键。 7、天安西站穿过一管线群，以煤气和上下水管线为最的安全隐患，始终伴 随着施工全过程，解决管线改移问题，成了当务之急。 五、施工通风 通风问题是上下均十分关心问题，既代表单位文明施工和技术水平高低，又 是关心群众爱护职工的体现，也是广大职工最为关注的问题之一。施工中我们采 用了比翼式轴流通风机，型号 DF110kw，风量 1000m3/分，经竖井用 1200mm 铁皮风管接至车站施工横通道内。再接分叉管，因导洞断面小，通风 距离不长，用 400mm 软风管接到掌子面。为形成循环，在每个掌子面附近，设 一台轴流式吸出式通风机解决正常通风问题。 六、施工运输 天安门西站运输是施工中的关键，其中运出土石方近 80000m3，拆除初支砼 近 4000m3，初期支护喷砼 12000m3，二次衬砌砼 21000m3，数千吨钢材等等，均 通过一个竖井运进运出。困难是显而易见的。初期小导洞施工时，采用人工手推 车及人工推斗车轨道运输。在车站内的施工横通道内设置 4 个小型转盘，解决了 会车转向问题。后来打通东、西两区间运输通道，缓解了天安门西站的运输运压 20 力。 七、施工用电 天安西站施工计划用电量为 2000KVA，实为两台 800KVA 箱变，电量为 1600KVA，深井降水使用 500KVA，实际上缺电 900KVA。经研究征得业主同意， 增加一条 500 米的电缆引用西西区间富余电，解决天安门西站用电。 八、劳力配备：（如下图） 九、主要机械设备 天安门西站主要施工机具配备表天安门西站主要施工机具配备表 序号设备名称型号规格单位数量 1强制式拌合机JW250台4 2喷浆机 EPG 台20 3提升机台1 4空压机 4L20/8 台4 5轮式装载机 ZL50 台2 6钢筋切割机CQ40A台2 7砼输送泵 NCP75 台3 8小型搅拌站个2 9通风机 DF110K 台1 10钢筋弯曲机 GJT40 台2 11电焊机 ZXCT400 台20 12内燃发电机100G台2 13车床台3 14钻机台2 15钢板切割机610mm台1 16电锯台2 17压刨台2 18手动葫芦台20 19斗车2m3轫20 20通风机28KW台16 21双液注浆泵台4 十、工程数量 100 200 300 400 500 600 700 800 0 550 660 680 590 530 550 590 500 450 350 t 123456789101112131415161718 21 主要工程数量表主要工程数量表 顺序项目单位数量备注 1暗挖土方m378362 2回填土方m3357 3人工挖孔桩土方m31624 4喷射 C20 早强砼m311621 5模注拱、墙、底砼m311785 6回填垫层 C20 砼m33774 7预制站台板m3158 8桩、柱、天地梁砼m36327 9拆除砼及钢筋砼m36161 10钢筋格栅吨858 11型钢支撑吨90 12管棚小导管m63767 13注改性水玻璃浆m32600 14注纯水泥浆m3487 15纵向连接筋吨109 16钢筋网吨150.72 17锚杆m329865.78 18结构防水 EVA m2 16281 19引水管吨5.30 主要工程数量表主要工程数量表 顺序项目单位数量备注 20钢筋笼吨204 21预埋铁件吨151 22钢管柱吨253 23回填砂m3244 24二